Cómo podemos aprovechar los datos en el campo
Estudio de uso de datos para el agro.
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La industria lechera tiene una larga lista de desafíos, que van de lo urgente, como pueden ser los precios que reciben los productores, a las perspectivas de largo plazo, y que tienen que ver con la propia concepción del negocio. Enfrentar todas y cada una de sus interrogantes es la forma de garantizar la sustentabilidad […]
La industria lechera tiene una larga lista de desafíos, que van de lo urgente, como pueden ser los precios que reciben los productores, a las perspectivas de largo plazo, y que tienen que ver con la propia concepción del negocio.
Enfrentar todas y cada una de sus interrogantes es la forma de garantizar la sustentabilidad del sector. Por eso la UC Davis Chile realizó un seminario en el que se analizó a la industria lechera en su conjunto. Robert Cussen, presiente del Consorcio Lechero, indicó que uno de los principales desafíos pasa por la sustentabilidad económica, social y ambiental. “Nuestra actividad es la que provee los mayores puestos de trabajo.
Según la FAO, hay 150 millones de familias involucradas en la producción de leche, lo que equivale a que un 13% de la población mundial está involucrada con la producción, procesamiento o en alguna parte de la cadena láctea relacionada directamente”.
Por su parte Moshe Rosenberg, de la UC Davis de Estados Unidos, planteó la relevancia de la tecnología en el mejoramiento de la calidad, competitividad y valor de los productos lácteos. “Si quisiéramos maximizar los beneficios nutricionales de la leche, debemos asegurar que los productores y procesadores tengan buenos resultados económicos”.
El mensaje fue que la industria debe analizar y cuantificar lo que buscan los consumidores realizando estudios de mercados. Por eso los productores deben identificar las oportunidades, para trabajar hacia donde quieren ir. Rosenbergindica que es necesario que tengan programas para producir leche y productos lácteos, los cuales deben ser entregados al mercado, para luego medir la satisfacción de los consumidores. “No es suficiente decir que son buenos para la salud, si no pueden cumplir con las expectativas del mercado tanto tecnológica, organolépticamente y nutricionalmente”.
Los expertos plantean que la industria láctea tiene un porcentaje de rentabilidad muy acotado, lo que genera que los productores deban desarrollar nuevas ventajas competitivas para aumentar la satisfacción de los consumidores y consecuentemente la rentabilidad. Moshe Rosenberg opina que se debe abordar de forma integral el negocio de los lácteos, mejorando la calidad de los productos, y que todo comienza en el campo. Es fundamental la alimentación, salud y bienestar de las vacas, para que esto se vea reflejado en la ordeña. “El animal de producción lechera debe ser económicamente sano”.
A los productores de leche en Chile les queda mucho camino por recorrer, si miran atrás pueden observar lo avanzando en estos años, pero los desafíos no se detienen y es necesario seguir con el desarrollo de la industria.
Actualmente la lechería ha desarrollado un sistema integral de información, para que el consumidor pueda conocer el agua consumida por la vaca, el tipo de alimentación, el clima de la región de producción y el tipo de suelo, factores que se ven reflejados en la estructura de la leche. El especialista de la UC Davis de Estados Unidos indicó que la industria puede producir leche y lácteos más saludables: “un elemento que deben solucionar es el hecho de que la leche es muy baja en ácidos grasos omega -3, por lo que deben trabajar para aumentar y mejorar las condiciones nutricionales”.
Otro desafío que plantea Moshe Rosenberg es el de producir leche alta en proteínas, lo que significa una oportunidad para la industria, ya que es un producto con valor agregado, logrando un sello distintivo en la calidad de los productos lácteos nacionales.
Mucho más que leche
Actualmente Chile produce yogur, leche cultivada, crema, suero en polvo y manjar, destacando la exportación de leche condensada, leche en polvo, mantequilla y queso. En este último producto
Moshe invita a los productores a incluir atributos de calidad, los cuales deben ser incorporados por la industria. “Tienen que aprender a entregar la calidad en forma consistente; para ser exitosos deben aprender a introducir al queso como una variedad de productos alimentarios. Por ejemplo alimentos congelados, microondables, por lo que el queso debe ser capaz de resistir diferentes condiciones sin cambiar su composición”.
Un ejemplo de esto, es la oportunidad de diseñar y desarrollar el concepto de queso terroir chileno. Este es el vínculo único entre la región de la leche y la producción, sumado a las propiedades del queso. “Es un concepto que ha sido exitoso en muchos países europeos, pero aún no en Chile. Es el momento de desarrollar quesos que sean únicos en Chile, representando las preferencias y tradición de los chilenos, destacando la relación única entre una región específica de nuestro país y la calidad de los atributos de quesos producidos”.
Además añade que la industria debe desarrollar productos que destaquen la diversidad ecológica de Chile en la leche y en los productos lácteos. “El procesamiento de la leche chilena debe estar basado en entender la dinámica de la naturaleza y las diferencias entre las regiones en la composición de la leche, propiedades y procesabilidad”.
Otro desafío que plantea el experto es que la industria debe trabajar para aumentar el consumo de leche en el mercado interno. “El consumo de leche y sus derivados en Chile es bajo en comparación a otros países productores. Por lo tanto, para aumentar el consumo de lácteos es muy importante resaltar los atributos nutricionales”.
Moshe Rosenberg hace un llamado a los productores de leche a desarrollar nuevos productos, los cuales pueden ser obtenidos de residuos de algunos procesos, como es el caso del suero de queso, siendo un producto muy rico nutricionalmente y que puede ser utilizado en diversas formas.
Son algunas de las claves de ingreso para nuevos mercados y para consolidar las exportaciones de productos lácteos. La industria láctea nacional se observa a sí misma en pleno desarrollo pero tiene un largo camino por recorrer para llegar a la cima del éxito.
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Una historia puede ser contada desde diferentes aristas. En el caso de la agricultura, una de las más antiguas, y al mismo tiempo vigentes, es cómo hemos ido modificando y adaptando las especies y variedades de plantas que hoy identificamos como componentes habituales de nuestra dieta. Sorprende el hecho de que las hortalizas, frutas y […]
Una historia puede ser contada desde diferentes aristas. En el caso de la agricultura, una de las más antiguas, y al mismo tiempo vigentes, es cómo hemos ido modificando y adaptando las especies y variedades de plantas que hoy identificamos como componentes habituales de nuestra dieta. Sorprende el hecho de que las hortalizas, frutas y cereales que hoy componen nuestra canasta básica de alimentos, hace menos de 500 años no existían con las características nutricionales y organolépticas que hoy conocemos.
Para conseguir esto pasamos de la domesticación de las especies hacia la obtención de individuos con características específicas, mediante herramientas de cruza sexual dirigida, que constituyeron la base de los programas de mejoramiento modernos.
Además, comenzamos a introducir cambios en la información genética (inducción de mutaciones) contenida en las diversas especies cultivadas y, de esta manera, aceleramos procesos que de forma natural hubiesen tomado siglos o quizás milenios.
En las últimas décadas desarrollamos una serie de herramientas que nos han permitido manipular la información contenida en las diversas especies. Incluso aprendimos a transferir esta información de una especie a otra a través de la transgenia, sobrellevando una de las barreras más difíciles impuestas por los mecanismos normales de cruza sexual.
Con estas herramientas, conocidas de manera más general como ingeniería genética, hemos generado una serie de nuevas variedades que responden a las necesidades de una industria agrícola basada en el uso de agroquímicos. Por esta razón existe a nivel de los consumidores, y en un importante porcentaje de la opinión pública, la percepción de que este tipo de técnicas sólo benefician a la industria y no reportan ningún beneficio al consumidor final.
Sistemas de edición génica
Durante siglos hemos escrito una historia genética de selección continua de individuos mejor adaptados a las características requeridas de manejo, rendimiento y calidad. Para responder a los desafíos futuros de aumento significativo de rendimientos y ajuste a las condiciones ambientales cada vez más adversas en términos de disponibilidad de agua y temperaturas promedio en aumento, esta historia necesitaría ser modificada.
Hoy en día gracias a los sistemas de edición génica es posible plantear la modificación de regiones específicas dentro de un individuo y transferir esta modificación a su progenie.
Una de las herramientas de edición de genes que parece la más versátil para su uso en plantas es CRISPR-Cas9. Originalmente fue descrita por el grupo de Jennifer Doudna (Universidad de California, Berkeley, en Estados Unidos) como un sistema de defensa en bacterias que actúa en contra de los virus que naturalmente las infectan (fagos). Este mecanismo de defensa le permite a la bacteria almacenar parte de la información genética del virus en una librería llamada CRISPR. De esta manera, cuando el mismo virus re-infecta a dicha bacteria, ésta es capaz de movilizar y dirigir una endonucleasa llamada Cas9 que cortará el ADN viral.
En el año 2012, Doudna y sus colegas comenzaron a trabajar en la utilización de este sistema en otras especies y visualizaron el amplio espectro de esta herramienta, que puede ser utilizada prácticamente en cualquier especie. Estas diversas aplicaciones son posibles gracias a los muchos tipos de edición que permite CRISPR, como hacer mutaciones precisas mediante la sustitución de las secuencias de ADN existentes con los deseados (recombinación homóloga). Puede desactivar genes enteros cortándolos o realizando reparaciones imprecisas que eliminan la función génica debido a la alteración en el marco de lectura del gen, proceso conocido como reparación no homóloga (constituye el principal mecanismo de acción en plantas). La enzima
Cas9 en sí puede ser manipulada para aumentar o suprimir la expresión génica, una forma poderosa de controlar los genes sin ningún tipo de edición per se.
En tan sólo tres años esta técnica ha sido ampliamente utilizada con numerosos ejemplos de mutagénesis dirigida y regulación dirigida de la expresión de genes, tanto en plantas modelo (Arabidopsis thaliana) como en cultivos, lo que demuestra claramente los aspectos revolucionarios de este nuevo sistema.
Los avances recientes en el uso de técnicas de biología molecular en estudios celulares y de biología del desarrollo en plantas han generado una larga lista de posibles genes susceptibles de ser modificados, cuya inactivación o supresión por tecnologías de edición de genes podría generar rasgos agrícolas altamente deseables. Por ejemplo, recientemente se ha editado un gen perteneciente a una familia de seis polifenol oxidasas para lograr disminuir el pardeamiento de un hongo comestible (Agaricus bisporus) y de esta manera prolongar la vida útil del producto, además de mejorar su valor y atractivo para los consumidores.
Genética Dirigida
Para el control de plagas ha sido propuesto el uso de CRISPR a través de un sistema conocido como genética dirigida. Este concepto fue teorizado en los años ‘40s, pero ahora fue posible su implementación.
Básicamente, esta técnica busca estimular una herencia sesgada de genes particulares para alterar la población entera. El principal requisito para su utilización es que la especie modificada se reproduzca sexualmente.
En el mencionado caso de control de plagas, los sistemas de transmisión génica que permiten la herencia súper mendeliana (una segregación en la población superior a un 50%) de un transgén tienen el potencial de modificar las poblaciones de insectos durante unos pocos años.
Hace más de una década fue propuesto que los sistemas de genética dirigida pueden utilizar endonucleasas sitio específicas para introducir nuevos rasgos en una población. La especificidad y la flexibilidad del sistema CRISPR-Cas9 ofrece oportunidades sin precedentes para acelerar el desarrollo de este sistema para el control de insectos vectores de enfermedades.
De hecho, esta técnica ha sido propuesta como estrategia para el control de Anopheles gambiae, el mosquito vector de la malaria.
Para los programas de mejoramiento, CRISPR constituye una herramienta que aumenta la probabilidad de éxito en la obtención de individuos con fenotipos mejorados, sin que ocurran pérdidas de las características originales de los individuos utilizados.
Usando técnicas genómicas, los fitomejoradores pueden identificar el gen exacto de resistencia, por ejemplo, a oídio y luego encontrar la versión correspondiente menos eficaz en la variedad comercial, que puede ser editado para que coincida perfectamente con el gen más efectivo. Así, la nueva variedad comercial modificada será idéntica en todos los aspectos relevantes y equivalente a una variedad generada a partir de una cruza convencional. De hecho, investigadores chinos han informado de la utilización de la edición de genes para crear una variedad de trigo que resiste al oídio.
Regulaciones
Dado que no hay diferencia entre las variedades genéticamente modificadas con sistemas de edición y las convencionales, tampoco debería existir en cómo se regulan. Sin embargo, este es un tema que causa contro y ha sido abordado con miradas distintas según el sistema de regulación del que estemos hablando.
Por ejemplo, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) determinó en abril de este año que el mencionado hongo genéticamente modificado (no transgénico), no requiere de su aprobación para ser liberado. De esta forma, se convierte en el primer organismo editado mediante el uso de CRISPR en recibir luz verde por el sistema de regulación estadounidense.
En cambio, la comunidad europea lleva varios años analizando el estatus que tendrán estas nuevas tecnologías. A pesar de que las indicaciones técnicas han sido claras en señalar que los sistemas de edición de genes, incluido CRISPR-Cas9, producen un cambio genético en el producto que no puede ser detectado por los métodos analíticos actuales ni puede distinguirse de aquellos producidos por las técnicas de mejoramiento convencionales o por la variación genética natural, aún no existe una directiva clara respecto a estas tecnologías.
Algunas conclusiones relevantes del consejo asesor de academias científicas europeas (Easac) acerca de las nuevas técnicas de mejoramiento, incluidas las de edición de genes son:
• Como resultado del rápido ritmo de avance en la secuenciación y caracterización de las funciones de los genes de las plantas, las nuevas técnicas de mejoramiento permiten cambios específicos, más precisos y fiables en los genomas en la adición, extracción o reemplazo de ADN en lugares específicos.
• Los riesgos y beneficios de la nueva variante de la planta están determinados por los cambios introducidos, no por el método empleado para conseguirlos.
• A diferencia de la mutagénesis química o inducida por radiación, que se utiliza tradicionalmente como base para el mejoramiento de cultivos, las nuevas técnicas son menos propensas a crear mutaciones múltiples, desconocidas e involuntarias en todo el genoma. Además, estas nuevas técnicas no darán como resultado ADN foráneo en el producto.
El mismo consejo advierte que la complejidad y los costos derivados de la normativa sobre organismos genéticamente modificados son tan altos que pueden ser asumidos únicamente por grandes empresas, y sólo para cultivos extendidos, como maíz, soya y arroz. Si estos reglamentos también se aplican a las nuevas técnicas de mejoramiento, el sector comercial actual (en su mayoría pequeñas y medianas empresas) no podrá utilizarlas e innovadoras variedades de cultivos no extensivos no verían la luz.
En conclusión, las técnicas de edición de genes, particularmente CRISPR-Cas9, pueden jugar un rol protagónico en el desarrollo de nuevas variedades con características orientadas al beneficio directo de los consumidores, como disminución de compuestos alérgenos o trigos con menor contenido de gluten. Sin embargo, los altos costos relacionados con la aplicación de pruebas de inocuidad, como las que actualmente son aplicadas a los cultivos transgénicos, podría limitar la práctica de estas tecnologías.
¿Qué tan lejos estamos de esta tecnología? Como UC Davis Chile tenemos contacto directo con investigadores del campus de Davis de la U. de California, como también a sus otro nueve campus, incluido Berkeley, uno de los creadores de CRISPR-Cas9. En general, UC Davis Chile constituye un puente tecnológico para acercar estas nuevas herramientas de edición genética al desarrollo de iniciativas que busquen crear cultivos que responden a las exigencias de rendimiento, inocuidad y calidad exigidas por mercados internacionales.
Alianza UCDavis Chile + Mundoagro
UCDavis ha reconocido la necesidad de poner al servicio del agro no tan sólo conocimiento y capacidades, sino también generar un enfoque aplicado al uso de microbiomas, con el objetivo de desarrollar herramientas biotecnológicas que potencien la productividad y la competitividad de la agroindustria nacional de manera eficiente e innovadora.
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Robert Edition
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