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Innovación y Agrobiodiversidad
www.ciat.cgiar.org Since 1967 / Science to cultivate change
Joe Tohme
Marzo 19 2013
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Seguridad Alimentaria para 2050
9 billones de personas 2050
50% de incremento en la produccion de alimentos para el 2050 para
enfrentar demandas globales sin danar el medio ambiente
2
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Desafio para el Agro en Colombia
• Cómo proteger el rendimiento actual?
• Cómo bajar los costos de produccion?
• Cómo aumentar el rendimiento en el contexto del Cambio Climatico?
• Cómo establecer un sistema de producción con baja huella ambiental?
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CIAT Agrobiodiversidad y Biotecnología
Integración de genómica y tecnología celular con conservación, mejoramiento y sistemas de semillas para:
• Conservación de los recursos geneticos
• Mejorar la calidad nutricional y productividad de los cultivos en el contexto del Cambio Climático
• Mejorar la calidad de vida de la población rural que no se ha beneficiado de los avances tecnológicos
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CIAT continúa invirtiendo en infraestructura
• Laboratorio de Nutrición, 2008
• Expansión del laboratorio de
Transformación Genética, 2010
• Campos con plataformas fenotípicas
para uso eficiente de agua y
nitrógeno, 2009
• Bioinformatica, 2009
• SNP platforms for breeders – Illumina
Bead Express 2010; Fluidigm for chip
high- throughput genotyping 2011
• Sequenciación, MiSeq 2013
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Nueva oportunidad Decreasing cost of sequencing in the past 10 years compared
with the expectation if it had followed Moore’s law
http://www.genome.gov/sequencingcosts
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Qué esperan los mejoradores de las tecnologías de secuenciación?
• Mayor uso de bancos de germoplasma
• Detección de variabilidad genética oculta
• Mejor selección de parentales
• Conocimiento de rasgos genéticos y asociaciones Gene-trait
• Rápida y eficientes programas de selección asistida con marcadores para estres biótico y abiótico
• Nuevas estrategias de mejoramiento
• Función de genes y variación epigenética
Mejoradores gestionan con mucho mucho éxito características para
múltiples entornos
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Secuenciación del genoma de yuca a gran escala
CIAT and BGI (Organizaciones genómicas más grandes del mundo) iniciaron iniciativa de comunicación destinada a
secuenciar 5,000 variedades, especies silvestres relacionadas, variedades mejoradas y poblaciones
experimentales.
•Colección racionalizada y estratégias de conservación basadas en uso de secuenciación e información de diversidad fenotípica
•Mejoramiento de yuca más acelerado y eficiente
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Compromiso con el más alto nivel de estándar de acceso público
Colaboración para el intercambio de datos y recursos
RIKEN (Japan), SIBS- Chinese Academy of Sciences, IITA and the Root, Tubers and Banana (RTB) CRP,
The Danforth Center Han acordado unirse
Discusiones iniciadas con EMBRAPA
Secuenciación del genoma de yuca a gran escala
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Proyecto piloto realizado con 200 variedades
utilizadas frecuentemente en el programa de
mejoramiento del CIAT
Haploides identificados a partir del Proyecto Piloto
de LAC
Secuenciación del genoma de yuca a gran escala
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Plataforma Genómica-fenómica para mejoramiento de yuca
Mosca blanca Consorcio
Virus Consorcio
Bacterial Blight Consorsio
Iniciativas complementarias de germoplasma
Selección Genómica Targeted re sequencing
SNP consortium GWAS
Bases de Datos integradas
Phenotyping, Phenotyping, Phenotyping
Large-scale Cassava Genome Sequencing Initiative
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Selección del uso eficiente del nitrógeno (NUE) Fenotipificación precisa de arroz, empleando tecnología de
teledetección
• NUE para eficiencia y reducción de huella ambiental
• Identificación de componentes genéticos relacionados para NUE en arroz
• Evaluación en campo de genotipos candidatos transgénicos y no transgénicos
• Infraestructura a gran escala de alta presición fenotípica screening para cambio climático, estrés y tratamientos de rendimiento potencial.
• En colaboración con Universidad de Tokyo
REDNIR
REDNIRNDVI
NDVI
RGB NIR
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Infraestructuras CIAT
Integración con Bancos de Germoplasma
Integración con mejoramiento
Fenómica Genómica SNP-Illumina
Fluidgim Seq Bioinformática
CIAT: Plataformas de Biotecnología y de Recursos Genéticos
Integrar los enfoques innovadores para los cultivos de CIAT y especies de interés para America Latina
Scaling up Acceso a tecnologías
Capacitación
Transformación
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Híbridos de arroz novedosos para los pequeños agricultores
Photo: Sven Torfinn
• Producción de semilla?
• Distribución de semilla?
• Adaptación Regional?
• GMO or non-GMO?
• Libertad para operar?
Existe un sistema simple para la productos de hibridos adaptable para los pequeños
campesinos?
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Title
Genes mayores para la ruta de determinación sexual en maiz,
identificados y clonados en Yale
Nuevas tecnologías híbridas para el arroz – NSF BREAD: Yale – CIAT
tasselseed2: Alejandro Calderon tasselseed1: Ivan Acosta
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Nuevas fronteras de investigación Nuevas tecnologías híbridas para el arroz
Centros regionales →→ pequeñas empresas de semilla →→ campo de pequenos Agricultores locales
Foundation seed → Producción Semilla hibrida →→ Incremento de rendimiento
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Necesidad de un sustancial (50+%) incremento en la producción de alimentos
Las ciencias biológicas tienen un mayor potencial más ahora que nunca gracias a las
nuevas tecnologías
• Alianzas estratégicas y redes internacionales para afrontar grandes problemas científicos
• Innovación
• Desarrollo de talento
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Biotecnología, Biología de sistemas y
Biología sintética
Bioinformática y Biología
Computacional
Mejoramiento, Fenómica,
Agricultura de presición, manejo de
suelos
Talento, capital y alianza sector público y privado
Investigación agrícola para el siglo 21
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Herramientas para la enseñanza de la Biología y la Biotecnología en escuelas
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CIAT: La ciencia de cultivar el cambio
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