BIOTECNOLOGÍA
Constituida como una de las herramientas de mayor importancia para apoyar los procesos de selección de materiales en los programas de mejoramiento genético de muchas especies. Por esta razón el gremio palmicultor colombiano estableció desde hace ya varios años la necesidad de aplicar métodos de investigación y desarrollo en biotecnología.
ÁREA DE BIOLOGÍA MOLECULAR
Necesidad o problema por abordar
Se busca resolver las carencias de un conocimiento integral que abarque las interacciones biológicas, genéticas y moleculares que subyacen a la respuesta de la palma ante condiciones adversas, así como en el conocimiento de los agentes patogénicos en los niveles ya expuestos. Actualmente, se requiere realizar investigación en ciencia y biotecnología para ofrecer soluciones a largo plazo a los problemas fitosanitarios del sector palmicultor colombiano y, de igual forma, a los problemas asociados a condiciones de tipo abiótico que afectan notablemente la productividad de los cultivares comerciales.
Objetivo
general del proyecto
Desarrollar herramientas de biología molecular para la solución de problemas fitosanitarios y acelerar los procesos de mejoramiento vegetal en el cultivo de la palma de aceite.
Objetivos
específicos
Implementar el uso de herramientas moleculares para la identificación y diagnóstico de microorganismos patogénicos a palma de aceite.
Identificar genes candidatos relacionados con disturbios y respuestas a estrés de la palma de aceite que puedan ser utilizados para acelerar el mejoramiento genético de la palma de aceite.
Desarrollar una metodología de expresión transitoria de genes en hojas de palma de aceite mediante Biobalística.
Estandarizar una metodología de transformación estable de explantes de palma de aceite.
Utilizar metodologías de genómica funcional para el análisis del desarrollo de órganos, el crecimiento, la producción y la tolerancia a estrés biótico y abiótico y el desarrollo de marcadores moleculares que aceleran el mejoramiento genético de la
palma de aceite.
Principales logros del área de biología molecular
Estandarización de un protocolo para la detección molecular de
Phytophthora palmivora
como agente causal de la Pudrición del cogollo (PC), con el propósito de verificar oportunamente la presencia de este organismo.
Transformación genética de
Phytophthora palmivora
con proteínas fluorescentes para hacer seguimiento histológico al proceso de infección y así facilitar la identificación de fuentes de resistencia al interior del género
Elaeis
.
Identificación de los principales genes involucrados en la respuesta de resistencia o susceptibilidad, a
Phytophthora palmivora
de la palma de aceite.
Identificación de las proteínas de virulencia (efectores) de
Phytophthora palmivora
y estudio de las interacciones con cultivares resistentes y/o susceptibles, para acelerar el hallazgo de fuentes de resistencia en el género
Elaeis
.
Ensamblaje del genoma de
Phytophthora palmivora
a partir de aislamientos colombianos que son patogénicos para la palma de aceite.
Caracterización de la diversidad genética de las colecciones biológicas de las especies
E. guineensis
y
E. oleífera
para definir colecciones núcleo que representen la mayor diversidad genética posible.
Desarrolló de un marcador molecular que permite la predicción del tipo de fruto (dura, tenera, pisifera) en fases de vivero, mediante la genotipificación de las variantes alélicas del gen SHELL.
Cenipalma es uno de los integrantes del Consorcio Internacional OPGP (Oil Palm Genome Project), el cual realiza estudios de genómica estructural y funcional que comprenden la generación de mapas genéticos, y la identificación de genes responsables de la variación en el perfil de ácidos grasos, contenido de aceite y eficiencia fotosintética.
Ensamblaje del genoma de
Elaeis guineensis Jacq
y el correspondiente acceso a una plataforma bioinformática exclusiva para aprovechamiento de esta información.
Desarrollo de una plataforma de bioinformática y estandarización de protocolos para el ensamblaje de genomas, minería de datos y análisis de expresión diferencial de genes (transcriptoma).
Cultivos de tejidos IN VITRO de palma de aceite
Necesidad o problema por abordar
Se requiere de la producción clonal y masiva de plántulas del género
Elaeis
, por medio de metodologías de micropropagación para incrementar y preservar los cultivares comerciales que ofrezcan características sobresalientes a nivel agronómico y en la resistencia a plagas y enfermedades.
Objetivo
general
Desarrollar e implementar tecnologías de cultivo de tejidos vegetales in vitro para la clonación, propagación y eventual transformación genética de la palma de aceite.
Objetivos
específicos
Introducir al programa de clonación materiales de interés para la palmicultura nacional.
Evaluar en el tiempo el comportamiento agronómico de materiales de palma de aceite obtenidos mediante técnicas de cultivo de tejidos vegetales in vitro.
Desarrollar nuevas metodologías de clonación en palma de aceite.
Principales logros del área de cultivos de tejidos In Vitro
Desarrollo y ajuste de la tecnología de cultivo de tejidos (clonación) y fortalecimiento del laboratorio con capacidad de producción de 150.000 plantas anuales.
Siembra en campo de clones de palma de aceite para evaluaciones de supervivencia y productividad.
Biología molecular y cultivo de tejidos IN VITRO
El programa de Biología y Mejoramiento genético de la palma de aceite trabaja cada día por lograr una mayor comprensión de aquellos procesos biológicos que son claves para el cumplimiento de objetivos que son el derrotero de la institución, como lo son brindar soluciones para mejorar el estatus fitosanitario e incrementar la productividad del cultivo.
El programa cuenta con cinco (5) áreas de investigación como: Mejoramiento genético con dos líneas denominadas colecciones biológicas y producción de variedades, fisiología de la palma, biología molecular y cultivo de tejidos in vitro.
Biología
molecular
El área de biología molecular
estudia las interacciones planta-patógeno, desde la genética de los actores involucrados. Sobre el agente causal, trabajamos en la identificación, su oportuna detección, en entender las claves de la patogenicidad y del proceso de infección. Así mismo, estudiamos la genética de la palma, para comprender las bases moleculares de sus mecanismos de defensa. Este tipo de conocimiento se utiliza como componente fundamental en el mejoramiento vegetal. Las enfermedades sobre las cuales enfocamos la mayoría del esfuerzo investigativo son: Pudrición del cogollo, pudrición basal del estípite y Marchitez letal.
Con estudios en genómica funcional abarcamos el estudio simultáneo de la expresión de cientos/miles de genes, que pasa en condiciones de estrés biótico/abiótico e incursionamos en el mundo de la bioinformática con tecnologías de punta. Actualmente, contamos con un genoma propio de Elaeis guineensis y una plataforma bioinformática que nos permite explotar y desarrollar una gran cantidad
de recursos genómicos con el análisis eficiente y rápido de toda la información generada.
A futuro, queremos poner a disposición del gremio palmicultor herramientas moleculares que nos permitan la selección temprana, en etapa de vivero, de materiales con un potencial genético que garantizan alta productividad, calidad en el aceite y estabilidad frente a diferentes ambientes agroclimáticos.
Área de tejidos de cultivos In Vitro
Tiene como principal objetivo llevar a cabo y de manera exitosa la clonación de materiales de interés para la palmicultura nacional y realizar la evaluación del comportamiento agronómico de los mismos. Este área favorece directamente el incremento en la productividad al ofrecer la opción de clonación y, por ende, de preservación de materiales genéticos altamente productivos o resistentes a enfermedades.
Adicionalmente, se genera material de base para el establecimiento de ensayos agronómicos o de laboratorio que requieren uniformidad genética para un mejor análisis de los tratamientos en observación.
Hasta el momento las palmas clonadas tienen como común denominador haber sobrevivido a epidemias de Pudrición del Cogollo en zona oriental y central. Actualmente, se están realizando las primeras evaluaciones agronómicas de palmas clonadas en condiciones de campo.
A futuro, la siembra masiva de estos materiales constituye una oportunidad para disminuir costos al sector palmicultor, al ofrecer materiales uniformes en su manejo agronómico y con una garantía genética de alta productividad y resistencia a enfermedades.
