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POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE EL ACCESO A LOS RECURSOS GENÉTICOS MICROBIANOS PARA LA SUSTENTABILIDAD Y PRODUCTIVIDAD AGRÍCOLA.

FREDDY BOEHMWALD, PHD.
COORDINADOR DESARROLLO DE BIOPRODUCTOS DE UCDAVIS CHILE

prácticas nivel mundial. Por lo tanto, hace necesaria la adopción es necesario enfrentar nue- de prácticas que permitan, a agrí c o 1 as i n adecúa- vos desafíos en biotecnolo- largo plazo, mantener la capadas han disminuido la pro- gía agrícola que nos permi- cidad productiva, viabilidad y ductividad de los diferentes tan solucionar esta proble- calidad de los suelos, consercultivos, debido a la escasez mática.
de nutrientes y agua, y a la disminución de los suelos vándose el medio ambiente y A los obstáculos ante- sus recursos, para que futuras riores, se debe sumar que generaciones puedan hacer fértiles arables. Además, la las condiciones naturales uso de tales para el cultivo de población global aumenta y el manejo inadecuado los diversos alimentos de oria una tasa de 1.2% anual y de las tierras conllevan a gen vegetal.
se espera que se duplique la salinización de los suea catorce mil millones en los y contaminación de las AYUDA menos de sesenta años, aguas y ecosistemas, lo cual listo revela un problema afecta negativamente a la inminente debido a la futu- productividad y sustentara escasez de alimentos a bilidad de los suelos. Esto PARA LOS SUELOS VA sueloes un recursocrítico y necesario para mantener cualquier ecosistema y nece
sita ser manejado de forma adecuada y efectiva para producir cultivos saludables. Además, está constituido por una comunidad compleja de microorganismos, 1 a cu a I est á determinad a pe) r I a cc) m pos i c i ó n fís ica y química del suelo.
Los microorganismos (incluven bacterias v hongos principalmente), son reconocidos como vitales en la biodiversidad (variabilidad entre organismos vivos presentes en todas las fuentes ambientales, incluyendt) ambientes terrestres marinos, acuáticos, y otros) del mundo. Ellos están involucrados en muchas actividades como el reciclaje de nutrientes, relaciones benéficas con otros organismos (permiten la fijación de nitrógeno en plantas. favorecen la digestión en animales), contribuyen a la generación de oxígeno gaseoso, participan en la sa I u d a n i m a 1 y vegeta 1, y j llegan un papel importante en I a fertilid a d de s u el os, e n tre otros procesos.
Dentro del contexto de fertilidad de suelos, los microorganismos promueven la fijación de nitrógeno (proceso que permite recoger el nitrógeno gaseoso e incorporarlo en los sistemas biológicos), favorecen la solubilización del fósforo y del hierro (elementos que no se encuentran disponibles para las plantas y que deben ser procesados por microorganismos previo a su incorporación), generan sustancias que regulan el crecimiento de los vegeta 1 es c<) me) a uxi ñas y ci t o quininas, liberan sustancias que son reconocidas por la raíz para la morfogénesis, inducen la resistencia a patógenos, e incluso aumentan la tolerancia a 1 a escasez de agua.
Una alternativa al uso abusivo de fertilizantes que contienen nitrógeno, hierro y fósforo es el desarrollo de formulaciones bacterianas que incremente la captación de estos nutrientes por los cultivos. lo cual se traduciría en un aumento en los rendimientos de producción de diferentes frutas y vegetales. I ¿is comun i dades microbianas que habitan la rizósfera (zona del suelo que se encuentra en contacto directo con la raízde la planta) juegan un papel importante en el mejoramiento de los cultivos. Sin embargo, el conocimiento de los constituyentes que conforman cada ecosistema (conjunto de organismos que habitan en un espacio físico determinado, lugar en donde se relacionan) asociado a los diversos cultivos es poco conocido, más aún las interacciones que ocurren entre sus distintos componentes.
()tro factor importante que afecta los cultivos a nivel mundial corresponde a la salinidad de los suelos. Elevados niveles de sal en el suelo generan un daño oxidativo que restringe el crecimiento de las raíces.
Este fenómeno ocurre naturalmente y es muy común en regiones cálidas y secas, o puede ser ocasionado como consecuencia de un manejo
¿QUÉ ES UNA COLECCIÓN DE CULTIVOS MICROBIANOS? Las colecciones de cultivos microbianos son librerías vivas de microorganismos, una fuente de referencia continua y una base esencial para el estudio científico. Es un depósito, de carácter regional o internacional, encargado de la identificación, documentación, mantención, preservación y distribución de microorganismos de valor para la ciencia, la agricultura, la industria y la medicina. Además participan en la regulación de la transferencia de cepas y propiedad intelectual.
Pueden encargarse de la incorporación de nuevos microorganismos a través del aislamiento de estos a partir de muestras ambientales, por asociación a otras colecciones o mediante la transferencia de estos a partir de investigadores interesados en su almacenamiento, preservación y uso público. Otros servicios que involucran pueden ser la búsqueda de nuevas propiedades microbianas o detección de actividades específicas como la producción de catalizadores biológicos (enzimas) o compuestos de interés industrial.
En Chile existe la Colección Chilena de Recursos Genéticos Microbianos (CChRGM), un banco público que cumple con todas las funciones y estándares internacionales (www.cchrgm.cl).

inadecuado de la irrigación.
Dentrode este contexto, la utilización de microorganismos que estimulen el crecimiento y expansión de las raíces de los cultivos ofrece una aproximación interesante para que ciertos cultivos puedan crecer en ambientes de alta salinidad con elevados rendimientos. Así, al combinar diversas especies de microorganismos dentro de una sola formulación podría tomar la ventaja de múltiples mecanismos benéficos, y de este modo aumentar la productividad y sustentabilidad.
Al observar la información anterior, es posible definir el concepto de "agrobiodiversidad el cu a I p ued e ser e nte nd i do como 1 a d i versi d ad de organismos vivos (incluyendo microorganismos) relacionados a la agricultura y se puede considerar como la variedad y variabilidad entre tales organismos que son importantes para la alimentación y agricultura en su amplio sentido y asociado a los cultivos.
La biotecnología posee herramientas muy poderosas que pueden contribuir a mantener la biodiversidad en los sistemas agrícolas mcdiantccl siguiente modo: Contribuye de forma r eficiente a la administración y conservación ex situ (fuera del lugar original) de los recursos genéticos (material genético heredable que posee un valor real o potencial) permitiendo preservar el material biológico de forma artificial evitando su exti nción.
Utilización de marcadores moleculares (secuencias de material genético o ADN que se pueden rastrear) para analizar la diversidad genética presente en colecciones y en terreno.
Tiene el potencial para proteger el mercado de variedades genéticas tradicionales y regionales a través del monitoreo de su integridad.
Uso de marcadores moleculares para mejorar la crianza de nuevas varié
dadcs con la ayuda de los recursos genéticos, con un mayor número de mareadores que se relacionen con rasgos específicos y de interés para mejorar el rendimiento de los cultivos.
Cuenta con un potencial extraordinario para mejorar la calidad nutricional de los alimentos y la sustentabilidad de la producción por explotación de los recursos genéticos no dispon ib les en la crianza tradicional.
RECURSOS GENÉTICOS Y BENEFICIOS PARA EL AGRO Está demostrado que los recursos genéticos su distribución e historia evolutiva están determinados por las condiciones ambientales específicas de sus hábitats, significando que cualquier alteración ya sea natural o antrópica se traducirá en cambios en la biodiversidad del sitio. Su diversidad puede cambiar por procesos de degradación de los suelos, debido a la tala de bosques, erosión por una alta actividad agrícola y explotación no sustentable délas tierras.
Por lo tanto, el estudio de ambientes naturales y v antrópieos es una herramienta fundamental para el bio-descubr i ni icnto. M ás aú n, el est u dio de a mbi entes prístinos puede traducirse en el descubrimiento de nuevos recursos genéticos que deriven en aplicaciones de alta utilidad y beneficio para la agroindustria y su consecuente impacto biotecnología) y económico.
Por lo tanto, es importante hoy recuperar y conservar dichos recursos genéticos con la finalidad de evitar su extinción, y generar una pérdida importante a nivel ecológico, científico y biotecnología).
Adicionalmentc, la mayoría de los programas de conservación de recursos genéticos se enfocan en plantas, animales e insectos, y escasamente en los microorganismos, siendo sólo un pequeño grupo de ellos identificados vmucho menos utilizados, por loque explotar recursos genéticos microbianos ofrece una o portu n i dad i mporta nte que permitirá generar mayor conocimiento científico, conservar dichos recursos, desarrollar nuevos productos y servicios, y favorecer nuevas fl/ aplicaciones agrícolas para aumentar los rendimientos de producción de alimentos de origen vegetal.
En el año 2011. Business Communication Co. estimó que el mercado global de microorganismos y sus productos posee un mercado por un valor de 156.000 millones de dólares, proyectándose para el año 2016 un valor de 259.000 millones de dólares con una tasa de crecimiento anual de 10,7%; considerando diferentes tipos de bioproductos, como por ejemplo enzimas para la industria química, productos biológicos para la agricultura y nuevos fármacos, entre otros.
Aún más, en los últimos años muchas pequeñas compañías de bio-descubrimiento han sido sistemáticamente adquiridas por grandes empresas que buscan ampliar su negocio mediante la adquis i ció n de conoc i ni ien tos es pe cífieos, principalmente en el área de biológicos para el agro y tecnologías biocatalíticas.
Por lo tanto, la bio-prospección (búsqueda sistemática de nuevos bi o-productos, ya sea utilizando al organismo completo o sólo una parte) identificación y evaluación de propiedades de los organismos para su explotación se ha convertido en un aporte importante para la biotecnología y. principalmente, para la agricultura.
El uso de recursos genéticos ofrecería a la agricultura múltiples productos, los cuales incluyen: 4' Desarrollo de biofertifizantes: están basados en el uso
de microorganismos que promueven y benefician la nutrición y el desarrolio de las plantas. Se trata de microorganismos del suelo que se asocian de manera natural a las raíces de las plantas de una forma más o menos íntima. Ellos facilitarían. de manera directa o indirecta, la disponibilidad de determinados nutrientes tales como nitrógeno, fósforo y agua. Algunos de estos microorganismos se podrían combinar, resultando en efectos sinérgicos cuando se aplican de manera conjunta. Su utilización originaría procesos rápidos, que c<) n sumen poca energí a y no contaminan el medio ambiente. Además, los biofertilizantes ayudarían a la recuperación de los terrenos marginales para su aprovechamiento agrícola y forestal.
Desarrollo de bioestimulantes: muchos microorganismos del suelo tienen la habilidad de estimular el crccimiento de las plantas. Con la intención de disminuir los fertilizantes químicos, el uso de microorganismos con efecto benéfico sobre las plantas tiene un potencial considerable como bioestimulantes y como 41 agentes de biocontrol.
Estos microorganismos generan sustancias conocidas como promotores del crecimiento vegetal (POP, del inglés, Plant Growth Promoters).
listas sustancias mejoran la salud y desarrollo de t' las plantas, promoviendo mayores rendimientos y mejor calidad de los cultivos. y son más efectivos e inocuos que los fertilizantes químicos. Son sustancias producidas, principa I mente, por ba cte ri as d e vida librequese localizan muy cerca o adentix> de las raíces de las plantas y que tienen un efecto benéfico sobre el crecimiento do estas. Estas bacterias se han encontrado asociadas a las raíces de numerosas plantas.
Desarrollo de biopesticidas: corresponden a agentes que controlan pestes y están basados en microorganismos o productos derivadt >s deestos que tienen como finalidad proteger los cultivos contra insectos, hongos bacterias, virus, malezas v nematodos. Pueden reemplazar a los pesticidas químicos que actualmente son empleados y que representan serios problemas, tales como la muerte de insectos v plantas benéficas: provocan la contaminación de lossuelosyel agua, locual afecta a otros hábitats dañ a 1 a vi dasal vaj e y a I te ra la diversidad biológica; tienen un alto impacto en la salud humana, ya que generarían cáncer debido al uso de pesticidas órgano fos fo ra d o s; permiten el desarrollo de pestes resistentes a pesticidas químicos; y se acumulan en los alimentos que posteriormente son consumid( >s por h u nía nos y an i males, alterando susal ud.
Al emplear biopesticidas se superan varias de estas ba r re ras y pe rmit i rí a p ro ducir alimentos saludables e inocuos.

DOS INICIATIVAS EN CHILE Dentro del contexto científico, ecológico y cultural, Chile es considerado un laboratorio natural debido a la complejidad y diversidad de sus ambientes naturales, listo incluye el desierto más árido del mundo, zonas de alta actividad geotérmica, sitios con bajas temperaturas, glaciares y una amplia diversidad de ambientes en donde se realizan prácticas de cultivo útil izando conocimiento ancestral.
listos ambientes poseen un alto endemismo (especies sólo presentes en fe)rma natural en Chile) y variedades o razas local mente adaptadas, lo que determina una gran riqueza dada por Ia variabilidad y d i vers i dad genética de las especies presentes en el territorio nacional. Además, cuenta con una amplia diversidad genética intraespecífica de especies que ratifican lo anterior, como es el caso de la papa, el maíz, el poroto, Alstroemeria y Fragaria chiloensis y de especies del bosque nativo como Nothofagus, Austrocedrus Fi t zroya cupresso i des entreoíros.
1 )ent ro de este contexto la promoción de una colección de cultivos microbianos chilena enfocada a la agricultura es importante, ya que conservará los microorganismos encargados del reciclaje de compuestos y elementos que son esenciales para otros sistemas biológicos, debido a que mantienen fértiles las condiciones del suelo y que permite la continua existencia de plantas y animales. Además, permitiría la búsqueda, desarrollo y conservación de nuevos bioferti 1 izantes, bioestimulantes y biopesticidas necesarios para el desarrollo de alimentos libres de componentes nocivos para la salud y el ambiente, con altos rendimientos de producción. impactando positivamente la industria chilena en el sector al imentario.
Actualmente, la Organización Mundial de la Propi ed ad Intelectua 1 (OMPI),enelaño2()12designó al I nstitutode 1 nvestigaeiones Agropecuarias (INIA) del Ministerio de Agricultura como autoridad internacional de depósito de microorganismos, según el Tratado de Budapest, reconociéndose la Colección Chilena de Recursos Genéticos Microbianos (CChRGM), y transformándose Chile en el primer país latinoamericano encargado de almacenar microorganismos, y uno de los 23 pa íses a n i ve I m u ndi al.
Este Banco de Recursos Genéticos Microbianos, ubicado en el Centro Regional de Investigación del INIA Quilamapu (Chillan), tiene carácter público y contiene varios miles de microorganismos entre hongos, bacterias y nematodos. Además, cuenta con servicios que consisten en: preservación de microorganismos, por métodos de criopreservación, ya sea por un tiempo convenido o ilimitado; intercambio de microorganismos con instituciones públicas y privadas; y facilitación de microorganismos para usos de investigación, generación de productos biotecnológicos o emprendí miento privado.
Consideramos que esta colección de cultivos microbianos es un ejemplo para seguir y modelo para el desarrollo sustentablc.
Es importante destacar que, de acuerdo con reportes realizados por el Banco Mundial, las comunidades indígenas en el mundo albergan alrededor del 80% de biodiversidad global. Esto indica la necesidad de preser
Este Banco de Recursos Genéticos Microbianos está ubicado en el Centro Regional de Investigación delINIA Quilamapu (Chillán).
La iniciativa Sistemas Importantes del Patrimonio Agrícola Mundial (SIPAM), impulsada por la FAOe iniciada enChile en 2008enChiloé busca proteger y valorizar laagrobiodiversidad, los recursos genéticos nativos ylocalmente adaptados, los conocimientos y prácticas tradicionales y la identidad cultural.
Fotografía: Oveja ch ilota INI A.

var dichos recursos genéticos microbianos, con la finalidad de evitar su extinción. En el año 2008, Chile inició su participación en los Sistemas Importantes del Patrimonio Agrícola Mundial (SIPAM) iniciativa impulsada por la FA() y que es desarrollada en nuestro país en el Archipiélago de Chiloé. Esta iniciativa busca proteger y valorizar la agrobiodiversidad, los recursos genéticos nativos y localmente adaptados, los conocimientos y prácticas tradicional es y 1 a id c 11 ti d ad cu I tu ra 1.
Con estos propósitos, la iniciativa continuará trabajando en otras regiones y territorios del país que cumplan con los criterios de un sitio SIPAM esto es, sistemas agrícolas con ima alta biodiversidad; que sean el medio de sustento de comunidades campesinas:que posea biodiversidad y recursos genéticos de importancia local, nacional y mundial; que sean agroecosistemas manejados con conocimientos tradicionales; que provean de bienes y servicios y que cuenten con una alta diversidad de paisajes y de valor estético como es el caso de la agrobiodiversidad asociada a cultivos de com un i dad es ay m a ras.
La Iniciativa SIPAM es una estrategia para implementar la política del Ministerio de Agricultura relacionada con el rescate protección y valorización del patrimonio natural y cultural de un territorio y de la identidad cultural ligada ala agricultura familiar campesina que lo utiliza como su medio de subsistencia y que puede ser empleada en otros sectores del país.
Revisando los ejemplos m e n ci o nad o s p re vi a mente queda en manifiesto que los recursos genéticos son considerados fundamentales para el desarrollo sustentable de la agricultura en Chile, y tienen un alto potencial para generar respuestas a nuevos desafíos y oportunidades de la agricultura. la alimentación y la industria, así como para satisfacer las necesidades de los chilenos relacionadas con la alimentación y la agricultura.

LA UTILIZACION DE MICROORGANISMOS QUE ESTIMULEN EL CRECIMIENTO Y EXPANSIÓN DE LAS RAÍCES DE LOS CULTIVOS OFRECE UNA APROXIMACIÓN INTERESANTE PARA QUE CIERTOS CULTIVOS PUEDAN CRECER EN AMBIENTES DE ALTASALINIDAD CON ELEVADOS RENDIMIENTOS.
EL ESTUDIO DE AMBIENTES PRÍSTINOS PUEDETRADUCIRSE EN EL DESCUBRIMIENTO DE NUEVOS RECURSOS GENÉTICOS PUE DERIVEN EN APLICACIONES DE ALTA UTILIDAD Y BENEFICIO PARA LAAGROINDUSTRIAY SU CONSECUENTE IMPACTO BIOTECNOLÓGICO Y ECONÓMICO.
El uso de recursos genéticos ofrecería a la agricultura múltiples productos los cuales incluyen el desarrollo de biofertil izantes bioestimulantesy biopesticidas.