Una planta genéticamente modificada ( GMP ) es una variedad de planta cultivada cuya composición genética ha sido modificada por humanos. Una planta transgénica es una planta en cuyo genoma se han introducido uno o más genes mediante la transgénesis del meristemo de la raíz y la hoja . En la investigación básica, la producción de plantas modificadas genéticamente es una herramienta básica para comprender los mecanismos celulares. En agronomía, las plantas modificadas genéticamente representan uno de los últimos avances en los métodos de fitomejoramiento. En muchos casos, el objetivo es introducir un nuevo rasgo que antes no estaba presente en esta especie.
Al igual que con la definición general de organismo modificado genéticamente , la definición de OMG varía entre el aspecto semántico y la definición legal. Si bien la frase "planta modificada genéticamente" implica todas las formas de modificación genética, las definiciones legales son generalmente más restrictivas. La principal variación definitoria significativa para las plantas es la exclusión del método de fusión celular como método que crea un PGM. De hecho, la exclusión de este método significa que las nuevas variedades que tienen el mismo rasgo original se consideran de manera diferente desde el punto de vista de las reglamentaciones sobre OMG.
Las técnicas para desarrollar BPM se basan en cuatro etapas.
El primer paso es identificar un gen de interés en un organismo donante (bacteria, planta, etc.), luego aislarlo e integrarlo en un constructo genético (vector) asociado con mayor frecuencia a un marcador de selección, lo que permite seleccione las células que han integrado el gen de interés. Esta construcción genética se clona luego para tenerla en cantidad suficiente.
El segundo paso es transferir el gen de interés a las células vegetales. Para ello, son posibles dos métodos. En primer lugar, se puede utilizar una bacteria del suelo, Agrobacterium , que tiene la capacidad natural de realizar la transformación genética ; es decir, puede integrarse en el genoma de la célula que contamina una construcción genética que contenga el gen de interés. Esta construcción genética se introducirá primero en la bacteria. Esta técnica es la más utilizada. La segunda técnica llamada transferencia directa se realiza mediante proyección de ADN o mediante electroporación . La proyección de ADN se realiza mediante una pistola de partículas que permite proyectar micropartículas (de tungsteno u oro) recubiertas de ADN en las células. La electroporación es una técnica destinada a debilitar la membrana plasmática de los protoplastos mediante una descarga eléctrica para que el gen de interés pueda entrar en la célula.
Una vez transferido el gen, el tercer paso tiene como objetivo seleccionar las células transformadas mediante una prueba que detecta la presencia o ausencia de un marcador de selección. Las células seleccionadas se regeneran para permitir el desarrollo de plántulas que luego se trasplantan en macetas. Los análisis moleculares de las plantas regeneradas permiten determinar el nivel de expresión del gen incorporado.
Si este nivel es satisfactorio, se realiza el cuarto paso, que consiste en incorporar el gen de interés a una variedad comercial. Para ello, se realizan cruces entre plantas transformadas y variedades comerciales. Las plantas que poseen el rasgo deseado se seleccionan de la progenie y se vuelven a cruzar con plantas de la variedad comercial ( retrocruzamiento ). Este proceso se repite muchas veces para obtener una línea casi isogénica de la variedad comercial que posee el gen de interés.
La resistencia a los antibióticos es el primer rasgo que se transfiere a una planta o, más precisamente, a una célula vegetal. En 1983, tres grupos de investigación independientes obtuvieron cultivos celulares estables de petunia, tabaco, girasol y zanahoria resistentes a diversos antibióticos. En el mismo año, Ken Barton y Mary-Dell Chilton, por un lado, y Patty Zambryski, Marc Van Montagu y Jeff Schell, por el otro, lograron regenerar plantas de tabaco completas resistentes a partir de cultivos celulares o callos. Los genes de resistencia a los antibióticos , como el gen de la neomicina fosfotransferasa , se introducen en las células. La acción de un antibiótico permite inhibir el crecimiento de células no modificadas y, por tanto, lleva a cabo la selección de células modificadas genéticamente.
Las plantas resistentes a los herbicidas se encuentran entre las más conocidas por el público en general, en 2011 el maíz , la soja , el algodón , la colza , la remolacha azucarera y el lino (e incluso la hierba , el bluegrass o el azul de Kentucky ) se modifican genéticamente para resistir una molécula contenida en total. herbicidas, glifosato , comercializado por Monsanto con el nombre RoundUp Ready .
Esto puede causar un problema cuando el gen de resistencia se propaga a otras plantas, especialmente aquellas consideradas como malas hierbas (o malas hierbas ), lo que ha sido particularmente el caso en el cultivo de algodón transgénico en los Estados Unidos, con la resistencia extendiéndose al amaranto Palmer (donde el los efectos fueron desastrosos en Georgia ).
Esta resistencia es conferida a las plantas por genes que codifican una forma truncada de proteínas endotoxinas , producidas por ciertas cepas de Bacillus thuringiensis (bacterias que viven en el suelo; de ahí el nombre de maíz Bt). Existen múltiples toxinas , activas sobre diferentes tipos de larvas de insectos de esta cepa bacteriana, reconocidas desde hace muchos años por sus propiedades insecticidas utilizadas en agricultura orgánica o convencional. Varias especies se han transformado con un gen de resistencia a plagas. Algunos se comercializan como: maíz, algodón, tomate, patata y otros se están probando, en particular arroz y berenjena.
PeroEl maíz es la primera de las especies resistentes a las plagas que se comercializa. El maíz Bt que tiene resistencia a insectos lepidópteros como el barrenador europeo del maíz ( Ostrinia nubilalis ), porta uno o más genes tipo Cry1 (A) .
El algodón Bt está autorizado para su comercialización desde 1996 y se cultiva en muchos países.
Tomate ArrozEn 2009, China emitió certificados de bioseguridad para el arroz Bt.
BerenjenaEn 2009, las autoridades indias emitieron una recomendación de comercialización .
PapaEl impacto de la sequía en el rendimiento de los cultivos depende de muchos factores. La inserción del gen permitiría una mejor tolerancia a la desecación y por tanto mantener los rendimientos en épocas de sequía. Monsanto llevó a cabo sus primeras pruebas de campo en 2009 con un maíz que contenía el gen CspB para la proteína B de choque frío. Este gen codifica una proteína chaperona del mismo nombre. Este gen está asociado a un promotor específico que permite la activación del gen solo en caso de desecación. Esta proteína permite estabilizar los ARNm , para mantener el nivel de transcripción y por tanto fotosíntesis . Ahora se están realizando otras pruebas con otras especies, en particular el trigo.
Hasta la fecha, ninguna de las BPM "tolerantes a la sequía" ha pasado la etapa de prueba experimental.
Aceptando la cifra de 181 millones de hectáreas cultivadas con OGM (aportadas por la industria, a través del ISAAA ), esto representa un poco más del 10% de la tierra cultivada, estimada por la ONU en 1.500 millones de hectáreas.