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Los fitomejoradores han usado la variación genética del maíz tropical para seleccionar cultivares con un mejor comportamiento bajo estreses abióticos específicos tales como los suelos ácidos y las sequías en la época de floración.

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El término "Bt" procede de Bacillus thuringiensis, la bacteria donante de los genes que confieren esta característica. Esta bacteria, presente habitualmente en el suelo, produce proteínas específicas, conocidas genéricamente como proteínas Bt, que resultan tóxicas para ciertos insectos plaga.

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Para desarrollar el maíz Bt, los científicos identifican y aíslan los genes particulares de Bacillus thuringiensis que codifican estas proteínas insecticidas. Posteriormente, estos genes se insertan en el genoma del maíz utilizando técnicas de ingeniería genética, como la tecnología de ADN recombinante.

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Una vez incorporado el gen de la proteína Bt en el maíz, las plantas transgénicas resultantes expresan esta proteína insecticida en sus tejidos. Cuando los insectos susceptibles a la proteína Bt se alimentan de estas plantas, la proteína se activa en sus sistemas digestivos, causando daño y, eventualmente, la muerte del insecto.

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El cultivo de maíz Bt ha demostrado ser una opción más sostenible. Entre 1998 y 2021, se logró una fijación de carbono equivalente a 1,37 millones de toneladas de CO₂, lo que ha contribuido a compensar las emisiones generadas por más de 9.103 millones de km recorridos por vehículos.

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El cultivo de este maíz ha contribuido al ahorro significativo de agua, con 93 millones de m³ ahorrados durante ese mismo periodo. El agua ahorrada sería suficiente para abastecer durante un año a toda la ciudad de Zaragoza.

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Aunque el precio de la semilla biotecnológica es más elevado que el de la semilla convencional, los beneficios derivados de la reducción de pérdidas y los ahorros asociados a la resistencia de plagas (taladro) hacen que sea más rentable para los agricultores optar por ella.

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Beneficios del maíz Bt en España (1998-2015)

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Reducción del uso de insecticidas químicos.

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Control efectivo de plagas específicas.

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Mejora del rendimiento del cultivo.

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Reducción de la contaminación ambiental.

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Posible desarrollo de resistencia en los insectos.

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Preocupaciones sobre la seguridad alimentaria y la salud humana.

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El mejoramiento para tolerancia al estrés puede ser llevado a cabo directamente sembrando en criaderos en ambientes desfavorables, o indirectamente, haciendo las selecciones bajo condiciones adecuadas. Muchos mejoradores prefieren hacer selecciones bajo buenas condiciones y confiar en los efectos del exceso de potencial de rendimiento en condiciones desfavorables. Los ensayos de rendimiento final son, por lo tanto, llevados a cabo tanto en condiciones favorables como en ambientes bajo estrés.

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En la actualidad se requieren 12 litros de agua por kilogramo de maíz sembrado y una temperatura no mayor a los 30 grados, según el Cinvestav.

Para crear esta resistente planta, los investigadores disminuyeron la cantidad de trehalasa, una enzima encargada de degradar el azúcar que de manera natural mantiene el agua en el maíz.

De este modo el maíz genéticamente modificado permite conservar el agua durante más tiempo y, por tanto, hace a la planta más resistente a la sequía.

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El estrés por sequía reduce la conductividad hidráulica de las raíces y el movimiento del agua hacia los brotes, lo que resulta en una disminución del contenido de agua en las hojas y el cierre de los estomas para preservar su estado hídrico. Sin embargo, la aplicación exógena de extracto de semilla de moringa o α-tocoferol mejoró la relación hídrica de las plantas de maíz, incluyendo el contenido relativo de agua y la estabilidad de las membranas, en comparación con las plantas no tratadas bajo condiciones de escasez de agua.

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Además, la aplicación de extracto de semilla de moringa y vitamina E (llamada tambioen α-tocoferol) aumentó la tolerancia del maíz a la sequía al reducir los niveles de peroxidación de lípidos y la fuga de electrolitos, que son indicadores de daño oxidativo. Estos biopotenciadores también aumentaron los niveles de azúcares solubles y prolina, que son importantes para la adaptación osmótica y el sistema de defensa antioxidante de las plantas.

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H-520, un maíz productivo y tolerante a la sequía | Usuarios INIFAP

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Cuando se presenta una deficiencia de micronutrientes en un cultivo, disminuye notablemente la producción y los rendimientos, al igual que su aporte nutricional de los alimentos.

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Luego de un proceso de recombinación y selección moderada en los materiales identificados como deseables para iniciar el programa de mejoramiento, se generó la población SA3 (maíz amarillo tolerante a suelos ácidos). Con los granos blancos segregantes de la población SA3 se formó posteriormente la población SA8. Los objetivos en este momento eran la generación de variedades de libre polinización tanto amarillas como blancas que podían ser obtenidas a partir de estas dos poblaciones.

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Lo que llamamos biofortificación es una técnica para contrarrestar la deficiencia de micronutrientes en los cultivos, esto mediante técnicas de fertilización, fitomejoramiento tradicional o biotecnología, como resultado obtenemos alimentos vegetales enriquecidos con vitaminas y nutrientes que son fundamentales en nuestras dietas.

La biofortificación con micronutrientes en cultivos básicos es considerada como una alternativa que incrementa la cantidad de nutrientes disponibles en los alimentos. Cada cultivo biofortificado requiere un desarrollo y una evolución meticulosa, pues esta debe garantizar la concentración de micronutrientes suficientes para tener un impacto considerable en el estado nutricional.

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Este proceso consiste en lograr una mayor acumulación de nutrientes minerales en los cultivos (Zn, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Si), mediante:

Una intervención agronómica que consiste en la aplicación de los micronutrientes directamente al suelo o a los cultivos, según sean requeridas por la planta, con el propósito de potencializar el rendimiento.

Intervención genética es cuando hay un cruzamiento de  líneas de cultivos con la propensión genética a acumular zinc en las semillas.

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Esta se ha implementado con el fin de desarrollar cultivos rentables que puedan incrementar la ingesta de zinc (Zn) o algún micronutriente en las personas con riesgo de deficiencia. Para poder llevar a cabo procesos de biofortificación, se eligen principalmente cultivos básicos de alto consumo tales como: arroz, frijol, maíz y trigo. El contenido de zinc en granos de maíz (Zea mays L.) depende no solo de la genética del maíz, sino también de la disponibilidad del mineral en el suelo.

Se encontró suficiente variabilidad genética para el contenido de zinc en el grano de maíz, lo que ha permitido desarrollar a través de mejoramiento convencional, maíces biofortificados con alto contenido de zinc.

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Un ejemplo de maíz genéticamente modificado para la adaptación a suelos ácidos es el CORPOICA H-108, desarrollado a partir de tres poblaciones de maíz del programa Suramericano del CIMMYT (SA3, SA4 y SA5). El germoplasma derivado de estas poblaciones fue seleccionado por su tolerancia a suelos ácidos con alta toxicidad de aluminio y eficiencia en su capacidad de utilizar los bajos niveles de fósforo disponibles. El híbrido de maíz Corpoica H-108 tolera hasta el 60% de saturación de aluminio, con requerimientos de fósforo superiores a 6 ppm.

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VENTAJAS DE LA BIOFORTIFICACIÓN EN EL MAÍZ 

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VENTAJAS DE LA BIOFORTIFICACIÓN EN EL MAÍZ 

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Posee ventajas tanto para el agricultor como para el consumidor:

En el caso del agricultor le beneficia ya que después de la inversión inicial para el desarrollo de la semilla biofortificada, esta se puede replicar y distribuir sin ninguna reducción en la concentración de los nutrientes y se convierte rentable y sostenible. Además los cultivos   biofortificados son más resistentes a plagas y enfermedades, al igual que a temperaturas más altas y sequías.

El consumidor se ve beneficiado al obtener todos esos micronutrientes en sus dietas al consumir el producto. Un ejemplo de ello es que ayuda a combatir la malnutrición.

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En México se observa los siguiente “Los resultados del índice de priorización para biofortificación de maíz con zinc en México indican que los estados de Chiapas, Oaxaca, Guerrero, Hidalgo, Puebla y Zacatecas podrían verse beneficiados con la biofortificación. Las áreas de intervención e impacto refuerzan los resultados obtenidos por el IPB, con excepción de Zacatecas. Los esfuerzos deben dirigirse a evaluar maíces adaptados a la región tropical, así como trabajo continuo en mejoramiento genético para desarrollar germoplasma apto para las zonas subtropicales y de valles altos, donde aún no se cuenta con maíces biofortificados.” (Ramírez R. ; Palacios N. ; Funes J. ; Pérez S. & Donnet L.)

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REFERENCIAS:

VENTAJAS y DESVENTAJAS DEL EMPLEO DE MAÃZ TRANSGÃNICO. (s. f.). https://www.maizysoya.com/lector.php?id=20201151#:~:text=Seg%C3%BAn%20el%20experto%20no%20existen,de%20las%20plagas%2C%20principalmente%20insectos.

User, S. (2022, 14 diciembre). Maíz Bt: un ejemplo de cómo la ingeniería genética mejora la inocuidad de nuestros alimentos. Site_Name. https://www.argenbio.org/biotecnologia/aplicaciones-de-la-biotecnologia/12668-maiz-bt-un-ejemplo-de-como-la-ingenieria-genetica-mejora-la-inocuidad-de-nuestros-alimentos

Antama, F. (2023, 1 marzo). Todo lo que debes saber sobre el cultivo de maíz Bt en España. Fundacion Antama. https://fundacion-antama.org/cultivo-maiz-bt-transgenico-espana-datos-cifras/

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La efectividad de la biofortificación se ve afectada debido a la poca capacidad de algunos cultivos para acumular altas cantidades de nutrientes esenciales, así como la capacidad de la planta para producir o desarrollarse sin que existan efectos fitotóxicos. Resaltamos que para incrementar la concentración de nutrientes en los tejidos vegetales es necesario la aplicación de nutrientes minerales a través de fertilizantes, los cuales muchas veces tienen baja solubilidad en el suelo y poca movilidad en las plantas.

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VIDEOS RELACIONADOS CON LA BIOFORTIFICACIÓN DEL MAÍZ

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VIDEOS RELACIONADOS CON LA BIOFORTIFICACIÓN DEL MAÍZ

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Referencia: Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. (16 septiembre, 2019). Híbrido de Maíz Biofortificado con Zinc. [Vídeo]. Youtube. Disponible en: https://youtu.be/0mPyfa818E4?si=ghx1xBkbPxbpj_qc

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Federación Nacional de Cafeteros de Colombia

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Híbrido de Maíz Biofortificado con Zinc, Tips del Profesor Yarumo

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Referencia: Ministerio de Agricultura y de Desarrollo Rural. (28 febrero, 2018). Agricultura al Día/ Conozca el maíz biofortificado. [Vídeo]. Youtube. Disponible en: https://youtu.be/n7VzBoZvUag?si=KXdOJbLBd8U0Pp6

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Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural 

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Agricultura al Día / Conozca el maíz biofortificado

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REFERENCIAS:

INTAGRI. (Enero, 2019). Biofortificación de Cultivos con Zinc. Disponible en: https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/biofortificacion-de-cultivos-con-zinc?p=registro

Acción contra el hambre. (2020). Biofortificación. Disponible en: https://www.actioncontrelafaim.org/wp-content/uploads/2022/01/Biofortification-Recommandations-operationelles-ES-VF.pdf

Ramírez R. ; Palacios N. ; Funes J. ; Pérez S. & Donnet L. (Abril 26, 2017). Identificación de áreas potenciales en México para la intervención con maíz biofortificado con zinc. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-73802018000300327#:~:text=La%20biofortificaci%C3%B3n%20de%20cultivos%20como,de%20200%20kg%2Fa%C3%B1o).

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¿Por qué son importantes este tipo de alimentos transgénicos?

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¿Por qué son importantes este tipo de alimentos transgénicos?

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Altas temperaturas y déficit hídrico en maíz: Respuestas fisiológicas y estrategias de manejo..

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REFERENCIAS:

EL MA�Z EN LOS TR�PICOS: Mejoramiento y producci�n. (s. f.). https://www.fao.org/3/x7650s/x7650s19.htm

Redagrícola. (2023, 22 mayo). Estudio comprueba importante beneficio de bioestimulantes en el maíz ante efectos de la sequía. Redagrícola. https://redagricola.com/estudio-comprueba-importante-beneficio-de-bioestimulantes-en-el-maiz-ante-efectos-de-la-sequia/

Jaime, H. B. R., & Samuel, C. G. (s/f). HIBRIDOS DE MAÍZ AMARILLO ADAPTADOS A SUELOS ÁCIDOS DE LA ALTILLANURA PLANA COLOMBIANA. Agrosavia.co. Recuperado el 13 de marzo de 2024, de https://repository.agrosavia.co/bitstream/handle/20.500.12324/12350/44703_59441.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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La biotecnología del maíz para combustible se refiere al uso de técnicas biotecnológicas en el desarrollo de variedades de maíz con características específicas para la producción de biocombustibles, como el etanol. Esta tecnología ofrece una alternativa renovable a los combustibles fósiles y puede contribuir a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

La biotecnología del maíz para combustible implica el uso de técnicas como la ingeniería genética para mejorar el maíz en aspectos como la productividad, la resistencia a enfermedades y la composición química para facilitar su conversión en biocombustibles.

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Segui, P. (2024, 11 febrero). Biocombustibles: Qué son, tipos, ventajas y ejemplos. OVACEN. https://ovacen.com/energias-renovables/biocombustibles/

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Beneficios de la biotecnología en la producción de biocombustibles:

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Beneficios de la biotecnología en la producción de biocombustibles:

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• Reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.

• Menor impacto ambiental en comparación con los combustibles fósiles.

• Promoción de la seguridad energética.

• Impulso a la economía rural al fomentar la producción agrícola para biocombustibles.

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Proceso de producción de biocombustibles a partir del maíz:

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Proceso de producción de biocombustibles a partir del maíz:

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• Cultivo del maíz: selección de variedades adecuadas y prácticas agronómicas.

• Procesamiento: molienda del maíz para obtener almidón.

• Fermentación: conversión del almidón en etanol mediante levaduras u otros microorganismos.

• Destilación: purificación del etanol.

• Mezcla: mezcla del etanol con gasolina en diferentes proporciones para obtener biocombustibles.

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Plantas de Bioetanol a partir de maíz transgénico. (2014, 26 noviembre). Red Universitaria de Ambiente y Salud - Medicos de Pueblos Fumigados. https://reduas.com.ar/plantas-de-bioetanol-a-partir-de-maiz-transgenico/

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Avances y aplicaciones de la biotecnología en el cultivo de maíz para biocombustibles:

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Avances y aplicaciones de la biotecnología en el cultivo de maíz para biocombustibles:

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• Modificación genética para aumentar la producción de almidón.

• Desarrollo de variedades resistentes a enfermedades y condiciones ambientales adversas.

• Mejora de la eficiencia en el proceso de conversión de maíz en biocombustibles.

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• Debate sobre el uso de cultivos alimentarios para la producción de biocombustibles.

• Evaluación de los impactos ambientales, como el uso de agua y la deforestación.

• Consideración de los efectos sociales y económicos en comunidades agrícolas.

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REFERENCIAS:

1. Shiferaw, B., Prasanna, B. M., Hellin, J., & Bänziger, M. (2011). Crops that feed the world 6. Past successes and future challenges to the role played by maize in global food segurito. Food Security, 3(3), 307-327.

2. Pimentel, D., & Patzek, T. W. (2005). Ethanol production using corn, switchgrass, and wood; biodiesel production using soybean and sunflower. Natural Resources Research, 14(1), 65-76.

3. Searchinger, T., Heimlich, R., Houghton, R. A., Dong, F., Elobeid, A., Fabiosa, J., … & Tokgoz, S. (2008). Use of U.S. croplands for biofuels increases greenhouse gases through emissions from land-use change. Science, 319(5867), 1238-1240.

4. Tilman, D., Socolow, R., Foley, J. A., Hill, J., Larson, E., Lynd, L., … & Pacala, S. (2009). Beneficial biofuels—the food, energy, and environment trilemma. Science, 325(5938), 270-271.

5. Runge, C. F., & Senauer, B. (2007). How biofuels could starve the poor. Foreign Affairs, 86(3), 41-53.

6. Wang, M., Han, J., Dunn, J. B., Cai, H., & Elgowainy, A. (2012). Well-to-wheels energy use and greenhouse gas emissions of ethanol from corn, sugarcane and cellulosic biomass for US use. Environmental Research Letters, 7(4), 045905.