Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia

1 recurso en línea (páginas 47-60).

Bibliographic Details
Main Authors: Osorio Almanza, Lorena, Burbano Figueroa, Oscar, Martínez Reina, Antonio María
Format: Artículo de revista
Language:spa
Published: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 2018
Subjects:
Online Access:http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2296
_version_ 1801705877965635584
author Osorio Almanza, Lorena
Burbano Figueroa, Oscar
Martínez Reina, Antonio María
author_facet Osorio Almanza, Lorena
Burbano Figueroa, Oscar
Martínez Reina, Antonio María
author_sort Osorio Almanza, Lorena
collection DSpace
description 1 recurso en línea (páginas 47-60).
format Artículo de revista
id repositorio.uptc.edu.co-001-2296
institution Repositorio Institucional UPTC
language spa
publishDate 2018
publisher Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
record_format dspace
spelling repositorio.uptc.edu.co-001-22962021-02-10T19:01:21Z Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia Technical feasibility of genetically engineered cotton varieties expressing Cry proteins against Anthonomus grandis in the Sinú Valley, Colombia Osorio Almanza, Lorena Burbano Figueroa, Oscar Martínez Reina, Antonio María Algodón - Enfermedades y plagas Algodón: Gossypium spp - Cultivo Anthonomus grandis Plagas agrícolas Control biológico Proteínas Cry Agrosavia Costos de producción Economía agrobiotecnológica Plagas del algodón Proteínas Cry Spodoptera frugiperda 1 recurso en línea (páginas 47-60). Anthonomus grandis y Spodoptera frugiperda son las principales plagas del algodón en la región Caribe de Colombia, la principal productora de algodón del país. El control de A. grandis representa el 20 % de los costos de producción. Las proteínas Cry disponibles en los algodones transgénicos no son útiles para el control de estas plagas; sin embargo, nuevas proteínas Cry han demostrado, en pruebas in-vitro e in-planta, tener efecto tóxico sobre A. grandis y S. frugiperda. Los genes que codifican estas proteínas pueden ser insertados en plantas de algodón, produciendo una nueva generación de plantas transgénicas de gran valor para aquellas regiones severamente afectadas por el picudo del algodón. El propósito de este estudio fue evaluar la factibilidad técnica de la incorporación y desarrollo de cultivares transgénicos de algodón para el control de A. grandis y S. frugiperda. Cuatro escenarios tecnológicos de desarrollo de los cultivares transgénicos con proteínas Cry han sido propuestos; estos escenarios fueron desarrollados a partir de evidencia experimental publicada, y el impacto en la estructura de costos fue estimado con base en la información recogida durante un panel con agricultores. En consideración al nivel de control obtenido y al desarrollo tecnológico actual, se considera viable el desarrollo de materiales transgénicos expresando la proteína Cry1Ia12. Dadas las condiciones ambientales del Valle del Sinú, la inclusión de esta proteína reduciría los costos de manejo de plagas en más del 40 %. Anthonomus grandis and Spodoptera frugiperda are the main cotton pests in the Colombian Caribbean, the main producer in the country . Control of A. grandis accounts for 20% of the production costs. Available Cry proteins in transgenic cotton cultivars are not effective for controlling the populations of these pests. However, new discovered Cry proteins exhibit a toxic effect on A. grandis and S. frugiperda under in-vitro and in-planta conditions. Genes encoding these proteins can be inserted in cotton plants producing a new generation of transgenic plants highly useful in the regions severely affected by the cotton boll weevil. The purpose of this study was to estimate the technical feasibility and challenges of developing new genetically engineered cotton varieties for controlling A. grandis and S. frugiperda. Four different technological scenarios for incorporating transgenic plants expressing Cry proteins with different pest control levels are proposed. These scenarios were built using published experimental evidence of Cry proteins and cost structure. Cost structure of cotton production was estimated with data provided by farmers. Development of transgenic cultivars expressing the Cry1Ia12 protein is the most cost-effective option. Considering the environmental conditions of the Sinu Valley, Cry1Ia12 insertion would reduce pest management costs in more than 40%. Bibliografía: páginas 59-60. 2018-11-16T20:27:52Z 2018-11-16T20:27:52Z 2018-07-06 Artículo de revista http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Text https://purl.org/redcol/resource_type/ART http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 Osorio Almanza, L., Burbano Figueroa, O. & Martinez Reina, A. (2018). Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia. Ciencia y Agricultura, 15(2), 47-60. DOI: http://doi.org/10.19053/01228420.v15.n2.2018.8395. http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2296 2539-0899 http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2296 10.19053/01228420.v15.n2.2018.8395 spa Lange D., Moriya K. Experiencias en Paraguay. El algodón en la agricultura de conservación de los pequeños agricultores. Asunción, Paraguay: FAO - GTZ; 2004. Ñañez LC. Manejo fitosanitario del cultivo del algodón (Gossypium Hirsutum). Bogotá: ICA - MADR; 2012. Perfetti JJ., Balcázar Á., Hernández A., Leibovich J. Políticas para el desarrollo de la agricultura en Colombia. Bogotá, Colombia: Fedesarrollo; 2013. Rendon F., Cardona C., Revelo R. Entomología del algodonero. Bases técnicas para el cultivo del algodón en Colombia. Federación Nacional de Cafeteros; 1978: 259-376, 1978. Chegwin J. Valoración económica de la implementación de tecnología transgénica en el cultivo de algodón versus la tecnología convencional para el departamento de Córdoba. Tesis de grado. Universidad de la Salle, Bogotá, Colombia, 2016. Negrete Barón FM., Morales Angulo JG., Martínez Ramos LF. Buenas prácticas agrícolas para el cultivo de algodón en el departamento de Córdoba. Boletín técnico. Monteria, Córdoba, 2009. Departamento Nacional de Planeación. Agenda interna para la productividad y la competitividad. 2007. Espinal CF., Martínez Covaleda H., Pinzón Ruíz N., Barrios Urrutia C. La cadena de algodón en Colombia: una mirada global de su estructura y dinámica 1991-2005. Banco de la República. Bogotá, 2008. Disponible en: http://bibliotecadigital.agronet.gov. co/handle/11348/6113. De La Hoz JV. La economía del departamento de Córdoba: ganadería y minería como sectores clave. Banco de la República. Centro de Estudios Económicos Regionales, Bogotá, 2004. Bravo A., Soberón M. How to cope with insect resistance to Bt toxins?. Trends Biotechnol; 2008; 26 (10): 573-579. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.tibtech.2008.06.005 De Oliveira RS., Oliveira-Neto OB., Moura HFN., de Macedo LLP., Arraes FBM., Lucena WA., et al. Transgenic Cotton Plants Expressing Cry1Ia12 Toxin Confer Resistance to Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda) and Cotton Boll Weevil (Anthonomus grandis). Front Plant Sci; 2016; 19 (7); 165. DOI: https://doi. org/10.3389/fpls.2016.00165. James C. ISAAA Briefs No. 49: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, Ithaca, NY; 2014. Ribeiro TP., Arraes FBM., Lourenço-Tessutti IT., Silva MS., Lisei- de-Sá ME., Lucena WA., et al. Transgenic cotton expressing Cry10Aa toxin confers high resistance to the cotton boll weevil. Plant Biotechnol J; 2017; 15 (8): 997-1009. DOI: https://doi. org/10.1111/pbi.12694. Olsen KM., Daly JC., Holt HE., Finnegan EJ. Season-long variation in expression of Cry1Ac gene and efficacy of Bacillus thuringiensis toxin in transgenic cotton against Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae). Journal of Economic Entomology; 2005; 98(3): 1007-1017. DOI: https://doi.org/10.1603/0022- 0493-98.3.1007. Sivasupramaniam S., Moar WJ., Ruschke LG., Osborn JA., Jiang C, Sebaugh JL., et al. Toxicity and characterization of cotton expressing Bacillus thuringiensis Cry1Ac and Cry2Ab2 proteins for control of lepidopteran pests. Journal of Economic Entomology; 2008; 101(2): 546-554. DOI: https://doi.org/10.1093/ jee/101.2.546. Adamczyk JJ., Gore J. Laboratory and field performance of cotton containing Cry1ac, Cry1f, and both Cry1ac and Cry1f (widestrike®) against beet armyworm and fall armyworm larvae (Lepidoptera: Noctuidae). Florida Entomologist: 2004; 87(4): 427-432. DOI: https://doi.org/10.1653/0015-4040(2004)087[04 27:LAFPOC]2.0.CO;2. Ali MI., Luttrell RG. Susceptibility of Helicoverpa zea and Heliothis virescens (Lepidoptera: Noctuidae) to Vip3A insecticidalprotein expressed in VipCotTM cotton. Journal of Invertebrate Pathology; 2011; 108 (2): 76-84. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jip.2011.06.013. Bommireddy PL., Leonard BR. Survivorship of Helicoverpa zea and Heliothis virescens on Cotton Plant Structures Expressing a Bacillus thuringiensis. Vegetative Insecticidal Protein; 2008; 101 (4):1244-1252 De Souza Aguiar RW., Martins ES., Ribeiro BM., Monnerat RG. Cry10Aa protein is highly toxic to Anthonomus grandis Boheman (Coleoptera: Curculionidae), an important insect pest in Brazilian cotton crop fields. Bt Research; 2012; 3 (1). Oliveira GR., Silva MC., Lucena WA., Nakasu EY., Firmino AA., Beneventi MA., et al. Improving Cry8Ka toxin activity towards the cotton boll weevil (Anthonomus grandis). BMC biotechnology; 2011; 11 (1): 1. DOI: https://doi.org/10.1186/1472-6750-11- 85. Grossi-de-Sa MF., Quezado de Magalhaes M., Silva MS., Silva SMB., Dias SC., Nakasu EYT., et al. Susceptibility of Anthonomus grandis (cotton boll weevil) and Spodoptera frugiperda (fall armyworm) to a cry1ia-type toxin from a Brazilian Bacillus thuringiensis strain. J Biochem Mol Biol; 2007; 40(5): 773-782. DOI: https://doi.org/10.5483/BMBRep.2007.40.5.773. Martins ES., Aguiar RWDS., Martins NF., Melatti VM., Falcão R., Gomes ACMM., et al. Recombinant Cry1Ia protein is highly toxic to cotton boll weevil (Anthonomus grandis Boheman) and fall armyworm (Spodoptera frugiperda). J Appl Microbiol; 2008; 104 (5): 1363-1371. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365- 2672.2007.03665.x. Martins ES., Monnerat RG., Queiroz PR., Dumas VF., Braz SV., de Souza Aguiar RW., et al. Midgut GPI-anchored proteins with alkaline phosphatase activity from the cotton boll weevil (Anthonomus grandis) are putative receptors for the Cry1B protein of Bacillus thuringiensis. Insect Biochem Mol Biol; 2010; 40 (2): 138-145. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2010.01.005. Silva CR., Monnerat R., Lima LM., Martins ÉS., Melo Filho PA., Pinheiro MP., et al. Stable integration and expression of a cry1Ia gene conferring resistance to fall armyworm and boll weevil in cotton plants. Pest Manag Sci; 2016; 72 (8): 1549-1557. DOI: https://doi.org/10.1002/ps.4184. Deist BR., Rausch MA., Fernandez-Luna MT., Adang MJ., Bonning BC. Bt toxin modification for enhanced efficacy. Toxins (Basel); 2014; 6 (10): 3005-3027. DOI: https://doi.org/10.3390/ toxins6103005. Mandal CC., Gayen S., Basu A., Ghosh KS., Dasgupta S., Maiti MK., et al. Prediction-based protein engineering of domain I of Cry2A entomocidal toxin of Bacillus thuringiensis for the enhancement of toxicity against lepidopteran insects. Protein Eng Des Sel; 2007; 20 (12): 599-606. DOI: https://doi.org/10.1093/ protein/gzm058. Gayen S., Mandal CC., Samanta MK., Dey A., Sen SK. Expression of an engineered synthetic cry2Aa (D42/K63F/K64P) gene of Bacillus thuringiensis in marker free transgenic tobacco facilitated full-protection from cotton leaf worm (S. littoralis) at very low concentration. World J Microbiol Biotechnol; 2016; 32 (4): 62. DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-016-2013-8. Oliveira MAC., Duarte JB., Morello CL., Suassuna ND., Oliveira AB. Mixed inheritance in the genetic control of ramulosis (Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides) resistance in cotton. Genet Mol Res; 2016; 15(3). DOI: https://doi.org/10.4238/ gmr.15038667. Gatehouse JA. Biotechnological prospects for engineering insect- resistant plants. Plant Physiol; 2008; 146 (3): 881-887. DOI: https://doi.org/10.1104/pp.107.111096. Tabashnik BE., Dennehy TJ., Sims MA., Larkin K., Head GP., Moar WJ., et al. Control of resistant pink bollworm (Pectinophora gossypiella) by transgenic cotton that produces Bacillus thuringiensis toxin Cry2Ab. Appl Environ Microbiol; 2002; 68 (8): 3790- 3794. DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.68.8.3790-3794.2002. Revista Ciencia y Agricultura;Volumen 15, número 2 (Julio-Diciembre 2018) Copyright (c) 2018 Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0) http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 application/pdf application/pdf Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia https://revistas.uptc.edu.co/index.php/ciencia_agricultura/article/view/8395/7084
spellingShingle Algodón - Enfermedades y plagas
Algodón: Gossypium spp - Cultivo
Anthonomus grandis
Plagas agrícolas
Control biológico
Proteínas Cry
Agrosavia
Costos de producción
Economía agrobiotecnológica
Plagas del algodón
Proteínas Cry
Spodoptera frugiperda
Osorio Almanza, Lorena
Burbano Figueroa, Oscar
Martínez Reina, Antonio María
Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title_full Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title_fullStr Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title_full_unstemmed Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title_short Factibilidad técnica de variedades de algodón expresando proteínas Cry tóxicas contra Anthonomus grandis en el Valle del Sinú, Colombia
title_sort factibilidad tecnica de variedades de algodon expresando proteinas cry toxicas contra anthonomus grandis en el valle del sinu colombia
topic Algodón - Enfermedades y plagas
Algodón: Gossypium spp - Cultivo
Anthonomus grandis
Plagas agrícolas
Control biológico
Proteínas Cry
Agrosavia
Costos de producción
Economía agrobiotecnológica
Plagas del algodón
Proteínas Cry
Spodoptera frugiperda
url http://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/2296
work_keys_str_mv AT osorioalmanzalorena factibilidadtecnicadevariedadesdealgodonexpresandoproteinascrytoxicascontraanthonomusgrandisenelvalledelsinucolombia
AT burbanofigueroaoscar factibilidadtecnicadevariedadesdealgodonexpresandoproteinascrytoxicascontraanthonomusgrandisenelvalledelsinucolombia
AT martinezreinaantoniomaria factibilidadtecnicadevariedadesdealgodonexpresandoproteinascrytoxicascontraanthonomusgrandisenelvalledelsinucolombia
AT osorioalmanzalorena technicalfeasibilityofgeneticallyengineeredcottonvarietiesexpressingcryproteinsagainstanthonomusgrandisinthesinuvalleycolombia
AT burbanofigueroaoscar technicalfeasibilityofgeneticallyengineeredcottonvarietiesexpressingcryproteinsagainstanthonomusgrandisinthesinuvalleycolombia
AT martinezreinaantoniomaria technicalfeasibilityofgeneticallyengineeredcottonvarietiesexpressingcryproteinsagainstanthonomusgrandisinthesinuvalleycolombia