Boletín Técnico Estrategias Y Guías Maíz Genéticamente Modificado.Pdf

MAIZ GENETICAMENTE MODIFICADO: ESTRATEGIAS DE MANEJO DEL CULTIVO Y GUIAS PARA MINIMIZAR FLUJO DE GENES ASI COMO PARA EVITAR O MINIMIZAR UN PROBABLE EFECTO EN ORGANISMOS NO-BLANCO

Aragón, L., Castillo, J., Romero, V., López, C. y E. N. Fernández–Northcote

© Proyecto LAC-Biosafety, Perú. IBT-UNALM Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima, Perú. Av. La Molina s/n La Molina. Teléfono 614-7800 Anexo 436. http://www.lamolina.edu.pe/institutos/ibt/default.html

Editor: Fundación para el Desarrollo Agrario Proyecto LAC-Biosafety, Perú Enrique N. Fernández-Northcote Coordinador Nacional C. Elec.: [email protected] http://www.lacbiosafety.org/ Jr. Camilo Carrillo 325, Jesús María

Primera edición Julio 2013 Hecho el Depósito Legal en la Biblioteca Nacional del Perú: 2013 –09433

500 ejemplares Impresión: Jesús Bellido M. Los Zafiros, 244, Balconcillo. Lima 13. T. 470 2773

Fotos en la cubierta: Arriba izquierda: Grano de polen de maíz, cortesía Dr. Alexander Grobman. Abajo centro: Floración masculina y Abajo derecha: Floración femenina, del maíz, cortesía Dr. Oscar de Córdova. Otras fotos y diagramado cortesía de César Moreno Bardales

Citación: Aragón, L., Castillo, J., Romero, V., López, C. y E. N. Fernández–Northcote. 2013. Maíz genéticamente modificado: Estrategias de manejo y guías para minimizar flujo de genes así como para evitar o minimizar un probable efecto en organismos no-blanco. Boletín Técnico. Proyecto LAC-Biosafety, Perú. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Agraria La Molina, Lima-Perú.

El IBT-UNALM, el Proyecto LAC-Biosafety, Perú y los autores autorizan la reproducción total o parcial de esta publicación, para fines educativos u otros no comerciales, sin necesidad de permiso escrito previo del IBT-UNALM y del Proyecto LAC-Biosafety, Perú, dando el crédito a la Institución, Proyecto y a los Autores e incluyendo la citación correcta de esta publicación.

INDICE

Resumen 5 Introducción 6

I. Estrategias de manejo de maíz amarillo duro transgénico y guías para 9 minimizar el flujo de genes Conocimiento de la biología y ecología de las plagas y sus controladores biológicos 11 Delimitación de las posibles siembras en la costa del Perú. Aáreas retringidas en el 12 Perú Establecimiento de sistema de siembras locales 13 Fijar épocas y momentos de siembra 13 Características agroecológicas de nuestra zona de siembra 14 Opciones de manejo integrado de plagas (MIP) 14 Establecer nuevos umbrales relativos de control (URC) 14 Características de los plaguicidas más específicos posibles 15 Refugios estructurados 15 Evaluación permanente de los lotes 16 Eliminación de plantas voluntarias 16 Restringir la siembra del mismo material transgénico en las mismas áreas 16 Pruebas de cultivares 17 Monitoreo a gran escala del flujo de genes en maíz 17 Síntesis de las estrategias y guías operacionales 29 Estrategias 29 Guía operacional 31 Literatura citada 32 Anexo 1 35

II. Estrategias y guías para minimizar el efecto de maíz transgénico sobre 59 organismos no-blanco Introducción 61 Aspectos generales 61 Análisis del riesgo 61 Riesgos ambientales 63 Riesgos en la biodiversidad y otros organismos 63 Impactos sobre otros organismos 63 Estrategias de manejo y prevención del riesgo. Estrategias científicas y biológicas 64 (1) Establecimiento de grupos funcionales 64 (2) Clasificación de las especies “no-objetivo” 65 (3) Clasificación de especies sobre la base de los criterios ecológicos 66 (4) Seleccionando especies Focales 66 Estrategias técnico agronómicas para el manejo del riesgo “no-blanco” 75 Manejo del riesgo en el laboratorio y vivero 75 Confinamiento 75 Confinamiento en laboratorio 75

Confinamiento en invernadero 75 Manejo del riesgo en el campo experimental 76 Contención 76 Estrategias físicas de contención 76 Estrategias biológicas de contención 77 Refugios estructurados para liberaciones comerciales 77 Incorporación de las tecnologías Bt en los sistemas de manejo integrado de plagas 78 Emergencia de plagas secundarias y menores, como plagas principales 79 Estrategias legales regionales 79 Síntesis de las estrategias para el manejo del efecto potencial sobre organismos no- 79 blanco Literatura citada 79 Anexo 1. Lista de artículos sobre organismos no-blanco 83

RESUMEN

El documento presenta información y una propuesta de estrategias de manejo del cultivo de maíz amarillo duro y guías para reducir el flujo génico basados en revisiones bibliográficas, experiencias de países de la región en donde se ha cultivado MAD transgénico por lo menos con 10 años de anterioridad, comunicación personal de científicos nacionales expertos en maíz y la experiencia del Proyecto LAC-Biosafety, Perú y la de los otros países participantes en el Proyecto. Se establece como estrategia el conocer la biología y ecología de las plagas; a fin que se re-estructure la estrategia de manejo integrado de plagas con un hospedante de comportamiento distinto a los existentes en los agroecosistemas peruanos; así como el comportamiento de los controladores biológicos de los mismos; este conocimiento promoverá delimitar las posibles siembras de transgénicos en la costa del Perú, así como fijar épocas de siembra, establecer nuevos umbrales relativos de control de las plagas, establecer refugios de las plagas a fin de reducir la posible presión de selección que ocurriría si solo se establecieran cultivos transgénicos. También se menciona la importancia de establecer estrategias que erradiquen la existencia de plantas voluntarias y el establecimiento de jardines de cultivares permanentemente; lo cual brindaría información sobre el comportamiento de los transgénicos bajo distintas condiciones medioambientales considerando los cambios de las variables meteorológicas de un año a otro por el efecto del cambio climático.

El documento también establece las herramientas que permitirán reducir el posible efecto del maíz amarillo duro transgénico sobre los organismos no – blanco, a través del análisis de riesgo, considerando los riesgos ambientales y los posibles que puedan generarse en la biodiversidad y otros organismos dentro de un agroecosistema en el cual se establece el transgénico. En función a este análisis se plantea las estrategias de prevención lo cual implica establecer grupos funcionales, clasificar a las especies no objetivo y definir las especies focales. Adicionalmente, también se incluye el manejo del riesgo tanto en laboratorio como en vivero y en el campo experimental; a través de confinamientos, estrategias físicas o biológicas de contención. Finalmente se desarrollan estrategias legales.

El documento proporciona una lista de referencias sobre el efecto de OGM en Organismos No–Blanco.

INTRODUCCION

El Perú es uno de los centros de alta diversidad del maíz. Grobman, et al. (1961) reportaron 49 razas y Manrique (1988) reportó 55 tipos raciales. De todos estos tipos raciales, 18 están en la costa, 28 en sierra y 9 en la selva. Esta diversidad es apreciada por la población pues es base de la diversidad culinaria en las distintas regiones del país.

La distribución geográfica, datos pasaporte y caracterización de las razas nativas se encuentra reportada en las siguientes referencias: Races of Maize in Peru (Grobman, A. et al., 1961), Diversidad y Descripción de las Razas de Maíz en el Perú (Salhuana, W., et al., 2004) y en la Base de Datos Banco de Germoplasma del Programa de Maíz de la UNALM los que han sido ya georeferenciados en el 2012 por el Proyecto LAC-Biosafety (www.lacbiosafety.org).

No existen en la costa del Perú especies silvestres relacionadas con el maíz. Grobman (1967) reportó Tripsacum australe en Shapaja, Tarapoto (Depto. San Martín), sin embargo aunque puede haber jugado un rol importante en el origen del maíz debe ser considerado como del pool genético terciario por la dificultad en cruzarse con el maíz (Sevilla, 2005) demostrándose que era casi imposible su cruzamiento con maíz en la naturaleza (Mangelsdorf, 1974). Posteriormente de Wet y Thimoty, 1981, reportaron Tripsacum peruvianum en Saposoa (Depto. San Martín). No se ha reportado todavía la relación entre estas dos especies de Tripsacum (A. Grobman, comunicación personal). T. peruvianum es estéril y se reproduce por apomixis gametofítica, de manera que no es considerado como susceptible de cruzarse actualmente con maíz en forma natural (A. Grobman, comunicación personal).

En el Perú el maíz se clasifica en maíz amarillo duro (MAD) y maíz amiláceo (MA). El MAD se cultiva en la Costa y Selva principalmente para la alimentación de aves y cerdos utilizando granos, y en menor escala para su cosecha como planta verde para forraje (chala) y su uso en la industria del almidón y aceites. Una pequeña cantidad se usa en la elaboración de tamales. El maíz amiláceo se cultiva en la Sierra y en pequeñas cantidades en algunos valles de la Costa donde se le utiliza para choclo, chicha de jora y tamales. En la Sierra tiene múltiples usos en la alimentación humana. No se procesa como tortillas (México y Centro América) o Arepas (Colombia y Venezuela) (Sevilla, R., 2005).

En los últimos años la demanda de carne de ave ha provocado el incremento de la demanda de maíz MAD. La oferta de la producción nacional no es suficiente, de ahí que se requiera importar MAD; estos granos proceden de Argentina y Brasil principalmente, en donde una alta proporción es maíz transgénico. Este requerimiento y el incremento del precio nacional de MAD promovió el aumento de las áreas de siembra en la costa norte y centro; zonas en las cuales también se siembran razas nativas.

La utilización de métodos biotecnológicos en la obtención de nuevos cultivares de MAD ha generado distintas reacciones; toda nueva tecnología implica riesgos, los cuales no necesariamente significan que ocurrirán efectos negativos; el riesgo involucra el tener cuidado en la manipulación de la nueva tecnología. Los organismos genéticamente modificados (OGM) como toda nueva tecnología requieren de la elaboración de protocolos de bioseguridad a fin de minimizar los posibles riesgos que podrían presentarse al ser instalados en agroecosistemas; sobre todo en los que se encuentra una mayor diversidad genética. El análisis del riesgo se divide en 2 componentes: la evaluación del riesgo y el

manejo del riesgo (Andow & Hilbeck, 2004). La evaluación del riesgo es usada para brindar información para el proceso de la toma de decisión; mientras que el manejo del riesgo es usado para dar opciones de toma de decisión a ser consideradas.

Las alternativas de bioseguridad evaluadas en la Comunidad Europea desde la introducción de OGM, en 1998 en España (Devos, et al., 2005) han permitido evaluar una serie de posibilidades u opciones que incluyen las siembras de maíz genéticamente modificado (GM) en forma aislada, estableciendo límites de distancia que minimicen la posibilidad de una fertilización cruzada del polen proveniente de los OGM con las otras variedades de maíz y/o el uso de barreras de polen. Como otras posibilidades está el de establecer acuerdos con los productores respecto a la secuencia de siembra de cultivos, fechas de siembra, etc. Esta serie de trabajos pueden ser aplicados a nuestras condiciones a fin de validar las experiencias realizadas en la Comunidad Europea, con el propósito de evitar la polinización cruzada con los distintos tipos raciales de maíz en Perú y proponer la normativa respectiva. Posteriormente, Devos, et al. (2007) evaluaron la implementación de perímetros alrededor de campos de producción de maíz GM. Se determinó que la viabilidad de los perímetros de aislamiento está en función de la distribución espacial (si es una distribución al azar o está agregada) de los campos de producción de maíz y del ancho de estos perímetros. Muñoz (2004) propone como estrategia para reducir el riesgo luego de la introducción de OVM en un campo abierto la puesta en práctica de medidas físicas de contención, como el uso de líneas de plantas que bloqueen la diseminación del polen proveniente de los OGM.

Los organismos del sistema agrícola que pueden quedar expuestos a la acción directa a partir de la alimentación intencional o incidental de tejidos del cultivo como el polen u hojas en descomposición, o indirecta a partir de la alimentación por otros herbívoros que a su vez se alimentan del cultivo de la planta GM son considerados como “organismos no blanco”, es así el caso del maíz Bt que produce la proteína Cry1Ac que tiene propiedades insecticidas sobre ciertos insectos lepidópteros cuando se alimentan con un sustrato que contiene la proteína Bt (Crickmore et al. 1998, 2005, Hofte y Whiteley 1989). El propósito de insertar el gen cry1Ac en un cultivo es el de ofrecer protección frente al daño causado por la alimentación de ese tipo de plagas; debido a que otros organismos del sistema agrícola pueden quedar expuestos a la proteína Cry1Ac, se ha considerado un posible efecto en los “organismos no blanco”. Es por lo tanto importante las evaluaciones de riesgo regulatorias de las plantas GM que expresan Cry1Ac, con una especial consideración para los “organismos no blanco”, así como para el caso de especies amenazadas, atractivas o en peligro de extinción (Tzotzos et al., 2009).

Algunos de estos organismos no blanco (ONB) pueden ser benéficos para los propios cultivos, p. ej. polinizadores y predadores de plagas o parasitoides, para otras plantas como dispersores y los mutualistas, y para mantener redes tróficas y ciclos biológicos, como los detrívoros y degradadores. Los efectos negativos sobre los ONB van a depender de varios factores, entre éstos destacan: la especificidad de la toxina, los niveles de exposición de la toxina y el tejido en el que se expresa, los niveles de exposición de las poblaciones de organismos "no blanco" y su respuesta a estos niveles de exposición (Johnson y Gould, 1992; Losey, et al., 1999, Marvier, 2001).

Por otro lado, algunos cultivos transgénicos tienen la propiedad de ser tolerantes a la aplicación de determinados herbicidas. Debido al hecho de que algunas especies silvestres, incluso malezas, pueden tener intercambio genético con especies cultivadas; existe la posibilidad de que los genes que confieren tolerancia a los herbicidas eventualmente se transfieran a las malezas, generando así un problema para

su manejo (Jordan, 1999; Crawley, et al., 2001). En el caso del Perú, ninguna de las malezas asociadas al cultivo del maíz puede ser fertilizada por polen de maíz (Sevilla, R., comunicación personal).

El Perú es uno de los países de mayor diversidad biológica en el planeta; esto le confiere una mayor responsabilidad en la protección de la biodiversidad por ser fuente de genes que pueden ser utilizados para la mejora de especies vegetales, a través de técnicas modernas de biotecnología. El Perú, por lo tanto tiene una gran ventaja sobre el resto de otras zonas ecológicas. Esto implica la responsabilidad de velar por la protección de esta diversidad, evitando la erosión genética. Debido a esta razón, se están conduciendo estudios sobre los posibles impactos en el ambiente y la biodiversidad por la adopción de los cultivos genéticamente modificados, para ello se viene adaptando, generando e implementado una serie de mecanismos para la regulación de las actividades con OGM. En la Sierra del Perú donde se encuentra la mayor cantidad de razas nativas de MA no se espera que esta diversidad sea afectada por OGM porque sencillamente no se siembra MAD por cuanto los adaptados a condiciones de Costa no tienen ninguna posibilidad de adaptarse a condiciones de Sierra. Sin embargo Sevilla (2005) plantea una serie de sugerencias para la mejor conservación de las razas nativas de MA. Este documento presenta estrategias de manejo del cultivo de maíz amarillo duro y guías operacionales para minimizar el flujo de genes en la Costa del Perú, así como para evitar o minimizar un probable efecto de organismos genéticamente modificados de maíz en organismos no-blanco. Se ha elaborado en base a los resultados obtenidos en Subproyectos del Proyecto LAC-Biosafety, Perú, de los otros países participantes, y de la experiencia reportada en la literatura nacional e internacional. El documento es una contribución base en apoyo a una mejor toma de decisiones basadas en información científica y objetiva por las Autoridades Nacionales Competentes en Bioseguridad del país así como para una opinión informada de los diferentes sectores interesados en la seguridad de la biotecnología moderna.

I ESTRATEGIAS DE MANEJO DE MAIZ AMARILLO DURO TRANSGENICO Y GUIAS PARA MINIMIZAR EL FLUJO DE GENES

Los transgénicos de MAD más comunes en el caso del maíz son el Bt resistente a insectos, el tolerante a herbicidas y a futuro cercano el tolerante a sequía. Se hará referencia principalmente al Maíz Bt.

El maíz transgénico Bt surgió como una necesidad para ayudar a controlar a los insectos lepidópteros que se encuentran en el cultivo del maíz y poder complementar las medidas de control que se puedan realizar en un campo determinado. Debe conceptuarse el uso del Maíz Bt como una herramienta más de control y no como la única medida de control para la lucha contra insectos. Potencialmente en el Perú se le puede utilizar para insectos como “gusanos de tierra” Agrotis spp., Feltia spp, “gusano cogollero” Spodoptera frugiperda, “cañero” Diatraea saccharalis., “perforador de plantas tiernas” Elasmopalpus lignosellus, “gusano del ápice de la mazorca” Tallula atramentalis y “gusano de la mazorca” Heliothis zea. Todos estos insectos se encuentran en la planta de maíz en determinados estados fenológicos del cultivo.

El uso de los maíces transgénicos Bt se complementarían con otras medidas de control a fin de evitar el excesivo uso de insecticidas que normalmente el agricultor realiza en su desesperación para controlar a estas plagas.

CONOCIMIENTO DE LA BIOLOGIA Y ECOLOGIA DE LAS PLAGAS Y SUS CONTROLADORES BIOLOGICOS.

Es necesario conocer las diferentes biologías y ecologías de los insectos plagas así como de los controladores biológicos y reconocer las redes tróficas que se dan en el cultivo del maíz, ya que en función a su reconocimiento y entendimiento se puede complementar los efectos de control que tienen los maíces transgénicos. De todos los problemas que se han visto en campo se ha observado en el Perú que algunos insectos han cambiado de estatus con respecto a la categoría de plagas claves, ocasionales o potenciales. En algunos casos como efecto del cambio de cultivos dentro de un determinado agroecosistema o a las variaciones de los factores medioambientales.

A lo largo de nuestra costa, se reconocía el ataque de Spodoptera frugiperda como un insecto que atacaba al cogollo de la planta; actualmente, este insecto es muy común observarlo haciendo daño no solamente al cogollo sino que también se le ve en el tallo o como comedor de mazorca.

Sthenaridea carmelitana (chinche) que se le reportaba como problema en la zona de Cañete, actualmente se le ha observado en todas las áreas y en todos los maíces observándolo desde Ica hasta Lambayeque.

El insecto de la familia Dolichopodidae (probablemente del género Thrypticus) que normalmente estaba como plaga potencial, ahora es caracterizado como plaga ocasional; ya que en ciertas épocas del año se incrementa su población abruptamente. Su distribución actualmente está desde Ica hasta Lambayeque y con características muy agresivas, especialmente en altas temperaturas.

Tanto S. carmelitana como el insecto de la familia Dolichopodidae no están reportados como insectos controlados por los maices Bt.

Otras plagas importantes en el maíz son Euxesta spp., trips y los vectores de virus como Diabrotica spp., Dalbulus maidis y Rhopalosiphum maidis.

DELIMITACION DE LAS POSIBLES SIEMBRAS EN LA COSTA DEL PERU. AREAS RESTRINGIDAS EN EL PERU

En el Perú se encuentran grandes áreas desérticas en donde no se cuenta con el peligro de que los agricultores puedan sembrar el material local que podría cruzarse con el material de maíz choclo u otras variedades locales. Estas áreas pueden estar localizadas en nuevas áreas de irrigación, como el caso de CHAVIMOCHIC, Majes, u otras áreas donde la probabilidad de siembra de los materiales locales es muy baja. Además los intentos de cultivar la variedad Cuzco de la Sierra en algunas de estas irrigaciones traen el problema de pudriciones de la mazorca por Fusarium verticillioides (F. moniliforme) constituyéndose en una fuente de incremento de inóculo de este patógeno, por lo que deberían evitarse estos intentos (Sevilla, R., comunicación personal).

Las colecciones que se hicieron en 1979 y 1980 en la Costa Peruana y en la Selva comparadas con las colecciones que se hicieron en la década del 50, mostraron que las razas de Costa no se habían perdido a pesar de que un porcentaje muy alto del área sembrada, más del 95%, era con híbridos de MAD (Sevilla, 2005). La opinión de diversos expertos maiceros nacionales y observaciones realizadas en el Proyecto LAC-Biosafety en la costa norte y central indican que esta situación se mantiene al presente. Sevilla, 2005, considera que si se perdiera toda la diversidad del maíz en el Perú, ésta se recuperaría casi totalmente a partir de la semilla almacenada en los Bancos de Germoplasma tanto nacionales como internacionales (en donde su viabilidad está garantizada para los próximos 50 a 100 años). Sin embargo recomienda complementar la conservación ex situ con la in situ. El estado peruano debe promover esta complementación.

Sevilla (2005) tomando en consideración los sistemas de producción, la cantidad de diversidad genética y las características de las razas existentes en cada región divide el área maicera del país en seis agro- ecoregiones: Costa Norte, Costa Central, Sierra Norte, Sierra Central, Sierra Sur y Selva. Siguiendo las recomendaciones de un Foro sobre Flujo de Genes (Serratos et al., 1995) catalogó las regiones agroecológicas maiceras del Perú según el riesgo de flujo de genes de MAD hacia las Razas Nativas como Grado 0 (región donde no hay ningún riesgo de flujo de genes) a algunas zonas de la Costa Sur y Grado 1 (región donde hay poco riesgo de flujo de genes) a la Costa Norte y Costa Central así como a los departamentos de Loreto y Madre de Dios en la Selva. A la Sierra Centro, Sierra Norte y Departamento de San Martín en la Selva la consideró con el Grado 2 (región con regular área de razas nativas). Toda la Sierra Sur la consideró con Grado 3 (región de alto riesgo sobre una alta proporción de la diversidad, debido a la siembra de una gran superficie con variedades nativas). Llegó a la conclusión de que solo la Sierra Sur, los Departamentos de Apurimac, Cusco, Ayacucho, Puno y la Sierra de Arequipa, podrían considerarse para la determinación de áreas restringidas, es decir regiones agroecológicas donde debe considerarse la exclusión de híbridos o variedades mejoradas convencionalmente, incluyendo el maíz

GM, que incluyan germoplasma distinto a las razas locales por cuanto ello malograría el tipo, tamaño, y textura del maíz amiláceo.

Por otro lado Grobman (Comunicación personal) considera que un aislamiento más que suficiente en distancia puede lograrse por zonificación del MAD GM de grano duro y de color amarillo (o naranja), manteniendo a los cultivos de MAD a niveles por debajo de los 1500 metros sobre el nivel del mar. Esto permitiría autorizar el cultivo de MAD GM en el Perú en esos niveles en todas las zonas de Costa y Selva donde su cultivo ya está establecido.

Al presente siendo necesario introducir a las razas nativas genes de resistencia a enfermedades, tolerancia a la sequía y al frío (Sevilla, R. 2005) no se excluye para las áreas restringidas la posibilidad de desarrollar cisgénicos (una variante de los transgénicos) que utiliza genes de la misma diversidad nativa, sin afectar las otras características típicas de la raza nativa y sus características adaptativas. Sin embargo, no se espera por mucho tiempo, al menos, que existan las condiciones necesarias – especialmente de retorno económico – que justifiquen para el caso del Perú el desarrollo de maíces amiláceos GM (Grobman, A, Comunicación personal). Tendría que ser una inversión social estatal.

ESTABLECIMIENTO DE SISTEMA DE SIEMBRAS LOCALES

En la agricultura peruana existen tres tipos de agricultores: pequeño, mediano y agroindustria. Los niveles tecnológicos que se tienen son diferentes y se deben establecer los sistemas de siembra según la tenencia de tierra y los grados de asociatividad, a fin de plantear el diseño de los campos. Por lo tanto, es diferente que este material lo trabajen pequeños agricultores (por ejemplo en la zona de Cañete) versus una empresa agroindustrial, en la parte norte del Perú, en donde la conducciones son totalmente diferentes a las de un pequeño agricultor.

FIJAR EPOCAS Y MOMENTOS DE SIEMBRA

En Perú, se tienen las condiciones climáticas para sembrar durante todo el año en la costa. Los problemas entomológicos más serios son los que se presentan en la época de verano, por lo que se debe evitar esas siembras de verano, especialmente para la costa norte de Perú; en donde las temperaturas promedio son superiores a los 25°C. Sin embargo esto será difícil de evitarse dada la presión por una mayor producción de maíz y por la probabilidad de que bajo estas condiciones los híbridos GM mostrarán su mejor potencial para una mayor productividad y bajo costo de producción.

Los momentos de siembra están referidos a los criterios que se deben tener en cuenta cuando se instalan campos cercanos de híbridos MAD y maíz choclo. Ambos deben ser sembrados de tal manera, que no coincidan en sus floraciones ya que la probabilidad de que exista una hibridación en esas condiciones es alta.

En Pisco, que es la zona donde se ha observado una mayor convivencia de maíz choclo y maíz amarillo duro, aún a pesar de esta coexistencia, existe una falta de sincronía en las floraciones de ambos materiales; en consecuencia el cruce de material es muy bajo. En el caso de la variedad Pardo se ha

observado que el flujo de polen desde el MAD es regularmente alto en la Costa Central en el invierno (Sevilla, R., comunicación personal).

CARACTERISTICAS AGROECOLOGICAS DE NUESTRA ZONA DE SIEMBRA

El Perú es reconocido por tener diferentes zonas ecológicas; lo cual permite tener la oportunidad de siembra en diferentes áreas y el buen desarrollo de las plantas; sin embargo, es necesario resaltar que estas zonas también favorecen la presencia de insectos y que si no se hace un manejo adecuado, se generaría un desborde de plagas (Romeis, Shelton y Kennedy 2008).

Es importante revisar las variables meteorológicas por zona (por ejemplo las condiciones de temperatura, humedad relativa, insolación, precipitación, velocidad del viento, etc.), que podrían favorecer el desarrollo de un determinado material vegetal y, por ende toda la cadena trófica que se desencadena con su siembra en un determinado agroecosistema.

OPCIONES DE MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS (MIP)

Existen diferentes manera de conducir un cultivo, algunos realizan un manejo unilateral de control, especialmente el químico, otros hacen un control estrictamente natural y otros hacen una combinación de ambos. Deben existir programas de MIP que sean diseñados para las diferentes realidades o localidades y para cada tipo de agricultor, ya que estos programas van a variar de acuerdo a las diferentes realidades que se tienen.

Mucho se habla de la teoría del MIP; pero muy pocos han escrito cómo se deben implementar dichos programas para una determinada realidad; por ejemplo es diferente realizar un programa de MIP para los agricultores de Barranca (Lima; pequeños agricultores de cultivos de “pan llevar”), ya que su implementación y desarrollo depende de criterios económicos más que los técnicos. Estos últimos son muy importantes cuando se desarrolla la agricultura biotecnológica.

ESTABLECER NUEVOS UMBRALES RELATIVOS DE CONTROL (URC)

Los Umbrales Relativos de Control (URC) fueron establecidos para desarrollar controles que estaban relacionados básicamente para el control químico y que varían de acuerdo a la zona y a las características de los agricultores. Sin embargo, bajo una perspectiva de material transgénico, el cual implica que se cuenta con una planta que tiene en forma inherente un medio de control de plagas; estos URC deberían ser más amplios para permitir que las cadenas tróficas se establezcan de manera natural, permitiendo que los controladores biológicos puedan desarrollarse bajo estas nuevas condiciones en donde la densidad de su presa va a ser significativamente menor con respecto a un material no transgénico. De no ajustar estos URC, se corre el riesgo de realizar aplicaciones de productos insecticidas para insectos que normalmente deberían ser controlados por el Bt incorporado en la planta y que generarían más alteraciones de cadenas tróficas. Los umbrales relativos de acción, normalmente se

realizan en base a una experiencia empírica, se acomodan de acuerdo a la zona agoecológica que se tiene y deben conocerse tanto para el híbrido convencional como para el GM. Normalmente estos parámetros oscilan entre 5 y 10% de infestación, dependiendo de las condiciones climáticas.

CARACTERISTICAS DE LOS PLAGUICIDAS MAS ESPECIFICOS POSIBLES

El uso de insecticidas es una manera regular de control con que cuentan los agricultores; sin embargo si no se utilizan adecuadamente se podrían tener problemas de resurgencia o aparición de nuevas plagas. En el cultivo del maíz, se hacen aplicaciones regularmente para Spodoptera frugiperda, el cual ataca en la mayoría de los estados fenológicos. En función de sí el cultivo es MAD o maíz choclo, o de la ubicación del cultivo (el cultivo puede estar rodeado de grandes extensiones como caña de azúcar) la agresividad del insecto puede ser magnificada a niveles altos.

Hasta hace unas décadas, un buen insecticida era juzgado como aquel producto que podía matar a todo tipo de insecto fitófago en cualquier cultivo; actualmente se considera que un buen insecticida es aquel que es específico a la plaga que se desea controlar. Dentro de este grupo están los insecticidas a base de Bacillus thuringiensis (Bt), los del grupo de los ecdysonoides, los inhibidores de quitina, las spinosinas u otros que son más específicos y que permiten un mejor control respetando la fauna benéfica del cultivo.

Para el manejo de plagas en cultivos transgénicos (que tienen incorporado el gen de la proteína de Bt), se debería limitar o no usar los insecticidas a base de Bt, porque se aumentaría la probabilidad de creación de resistencia y los procesos de selección serían más rápidos.

Se debe asegurar un buen manejo de los herbicidas en el cultivo de maíz GM para tolerancia a los herbicidas a fin de evitar la selección de malezas con resistencia al herbicida como puede ocurrir en la agricultura convencional.

Rotar el uso de híbridos de maíz GM con tolerancia a diferentes herbicidas o rotar herbicidas si se dispone de maíz GM tolerantes a más de un herbicida.

Los titulares de los híbridos de maíz GM deben realizar actividades de capacitación a. antes de la fecha de siembra sobre el mejor manejo integrado de plagas y del cultivo con los materiales GM a sembrarse y las instrucciones de bioseguridad indicadas en la autorización de la Autoridad Nacional Competente (INIA) para el cultivo de dicho material. Deberá incluir el cronograma y dosis de plaguicidas a utilizarse; b. durante el cultivo a fin de monitorear el uso y eficiencia del material GM y resolver consultas de los agricultores. La capacitación puede ser realizada también por empresas privadas de asistencia técnica.

REFUGIOS ESTRUCTURADOS

Una manera de manejar los fenómenos de resistencia a insectos es el hecho de permitir la siembra de un material vegetal que no sea transgénico, para permitir que las poblaciones de insectos que se han alimentado con cultivos transgénicos tengan la oportunidad de cruzarse con insectos que se han alimentado con un material no transgénico; de tal manera que la probabilidad de desarrollo de resistencia sea mínima. Para este fin, se considera que siempre del 100% del área a sembrar, un 20% de

material local no sea transgénico; para que las probabilidades de desarrollo de resistencia sean mínimas. El porcentaje de refugio podrá ser variado de acuerdo a la experiencia local.

Se recomienda que el área de refugio claramente señalizada se siembre contiguo al maíz GM o a una distancia no mayor a 500 m. Esto deberá ser validado de acuerdo a la experiencia local y de acuerdo al destino que se le dé a la producción del maíz refugio.

Si el maíz GM para resistencia a insectos es también tolerante a herbicidas, se podrá sembrar el refugio también con el maíz GM para tolerancia a herbicidas. En el área de refugio no deberá utilizarse el mismo insecticida biológico con base a la proteína que contenga el híbrido de maíz GM. Se deberá utilizar cualquier otro insecticida convencional antes de llegar al umbral de daño económico.

EVALUACION PERMANENTE DE LOS LOTES

Uno de los errores que se tienen en la conceptualización del uso de transgénicos es pensar que con esta tecnología los problemas de plagas no van a existir y no se le entiende como una herramienta más dentro del Manejo Integrado de Plagas. Por lo tanto, se deben realizar evaluaciones permanentes de las áreas con transgénicos para evaluar cuál es la tendencia con el desarrollo de las plagas.

En la dinámica de plagas es común observar que el nicho ecológico que puede dejar un insecto puede ser ocupado por otro y los problemas pueden virar a otros que no se habían previsto; por ejemplo la presencia de los picadores chupadores que podría desarrollarse, generaría problemas con las transmisiones virales.

El titular del híbrido de maíz GM deberá realizar un monitoreo durante todo el ciclo del cultivo colectando muestras de los insectos objetivos y evaluarlos con un control de insectos susceptibles establecido para la zona de cultivo de tal manera de prevenir un cambio en la susceptibilidad del insecto objetivo.

ELIMINACION DE PLANTAS VOLUNTARIAS

Al terminar la campaña de un material transgénico se deberá promover estrictamente la eliminación de plantas voluntarias transgénicas para evitar material genético, que se podría cruzar con las variedades locales que se siembran en la misma zona. Estas plantas voluntarias pueden provenir de los residuos de cosecha o de algún material que fue llevado involuntaria o voluntariamente a la misma zona donde se sembró y que en la nueva campaña podría cruzarse con un material local.

RESTRINGIR LA SIEMBRA DEL MISMO MATERIAL TRANSGENICO EN LAS MISMAS AREAS

Cuando se siembren materiales que contiene un solo evento de material transgénico y se siembren constantemente en una zona determinada la probabilidad de desarrollar resistencia es muy alta; por lo que se sugiere la siembra de materiales transgénicos con distintos eventos para resistencia a

lepidópteros en un mayor número en una misma área; de tal manera que la probabilidad de desarrollo de resistencia sea minimizada (Hilbeck y Andow, 2004) (Ministerio del Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2010).

PRUEBAS DE CULTIVARES

Los híbridos de MAD transgénicos a ser liberados al ambiente deben haber pasado por una evaluación comparativa de adaptación y eficiencia que incluyan híbridos comerciales que se siembran en la actualidad. Estos deberán mostrar su adaptabilidad a las regiones donde se sembrarán y su superioridad en condiciones de campo para la característica gobernada por el transgén. Por lo menos deberán ser iguales a los híbridos comerciales en rendimiento y otras características agronómicas, principalmente resistencia a enfermedades (Sevilla, 2005). Deberían ser más eficientes en el uso de los nutrientes del suelo y más precoces.

Sevilla, 2005, recomienda una evaluación en experimentos con cuatro repeticiones, dos sembradas a mediana densidad de plantas y dos a alta densidad. Los experimentos deben ser repetidos dos veces al año, en invierno y en verano en dos años sucesivos. La Resolución Jefatural No. 00166-2009-INIA exige la evaluación en tres localidades diferentes y representativas por ámbito de desarrollo del cultivo en el cual está prevista su comercialización.

El grano que se obtenga en el campo experimental no debe ser utilizado como semilla (Sevilla, 2005). Se deberán seguir los procedimientos establecidos por la Autoridad Nacional Competente en Bioseguridad (INIA).

Los híbridos deben ser recomendados según las regiones establecidas en investigaciones previas donde se estimó la interacción cultivar x localidad (Sevilla, 2005).

MONITOREO A GRAN ESCALA DEL FLUJO DE GENES EN MAIZ

Es conveniente remarcar aquí el concepto de flujo de genes y para ello utilizamos el concepto descrito en Paes de Andrade, P., Parrot, W. y Roca, M.M. 2012:

“Tanto los cultivos convencionales como los OGM pueden cruzarse con otras variedades del mismo cultivo, o con algunas especies sexualmente compatibles. A este suceso se le denomina flujo de genes, a veces referido incorrectamente como ‘contaminación’. Como resultado de este cruzamiento, el nuevo gen puede llegar a establecerse y fijarse en otras variedades o especies sexualmente compatibles después de varias generaciones (introgresión).

La ocurrencia de un simple cruzamiento no significa fijación del gen en otra población. Para que se produzca flujo de genes y subsecuente introgresión, deben ocurrir los siguientes eventos:

1. Cruzamiento con especies sexualmente compatibles u otras variedades de la misma especie; para que ocurra esto, ambas se deben localizar cerca geográficamente y presentar fenologías

similares, para que al momento de la polinización exista receptividad. Además, la progenie debe ser viable. 2. En general, para que el gen permanezca en la población, debe otorgar una ventaja competitiva a la progenie (ej. resistencia a plagas). 3. El gen debe estar presente en generaciones sucesivas (introgresión).

El hecho de que se presente flujo de genes (y persistencia del gen en la población) no significa automáticamente que haya algún riesgo. Simplemente deben evaluarse los posibles efectos que la presencia de este gen tenga en la especie en la cual se introdujo por cruce y en sus interacciones con otros organismos en el entorno.

Como caso concreto que ilustra tanto el concepto de familiaridad del cultivo como el flujo de genes, se nota que el Teocintle lleva milenios de crecer a la par del maíz, y hay razas de maíz que han crecido a la par de sí mismas por varios siglos. Aunque está bien documentado que el maíz y el teocintle se cruzan, al igual que las varias razas criollas de maíz, y aunque hay evidencia de que esto quizás resulta en flujo genético, este flujo de genes no ha dañado ni al Teocintle ni a las varias razas criollas de maíz”.

La variedad tardía Blanco del Cuzco, sembrada en el mismo campo y en la misma fecha que Confite Morocho en Ayacucho, es una experiencia que se repite todos los años. Estas dos razas nativas no se cruzan a pesar de su cercanía, aparentemente la incompatibilidad se debe a la presencia de genes específicos (Sevilla, 2005).

Asi mismo en el caso de los maíces amiláceos amarillos y blancos de las razas Cusco Amarillo y Cusco Gigante que coexisten en el valle de Urubamba, a pesar de su cercanía se mantienen como razas separadas. Estos ejemplos de acuerdo a Grobman A. (Comunicación personal) sirven para indicar que es altamente improbable que maíces transgénicos que son y serán por mucho tiempo solo de grano amarillo duro y que se cultivarían en alturas no mayores a 800 msnm en el Perú pudieran transferir por polinización cruzada transgenes a las poblaciones de razas nativas de maíz que se encuentran actualmente en las zonas medias y altas de la Sierra. El mismo caso se daría para las siembras de maíz amarillo duro en la Selva.

Grobman, A. (Comunicación personal) considera que no se ha podido encontrar evidencia de transferencia de genes de maíces de grano amarillo duro de múltiples hileras, de tallo y panoja de color rojo sol a púrpura, sembrados en la Costa, a la raza de maíz Pardo de característica mazorca elíptica, de grano harinoso, blanco y de ocho hileras con plantas y panojas verdes, carentes en absoluto de coloración antociánica, que se siembra en condiciones de contigüidad en los mismos valles que los maíces amarillos de grano duro.

Sevilla, R. (2005) anotó que “el intercambio de gametos se produce al azar dentro de una población. Difícilmente el polen de una población poliniza a otras poblaciones. Sin embargo eso sucede comúnmente en regiones donde hay muchos agricultores pequeños que siembran maíz en campos adyacentes. Lo que caracteriza genéticamente a las poblaciones es la frecuencia de los alelos específicos de cada gen. La frecuencia de los alelos no cambia a menos que haya selección, mutación, migración y deriva genética. La migración de transgenes provenientes de plantas transgénicas modifica no sólo la característica gobernada por el transgen; junto con ese gen se transfiere todo un componente haploide del genoma completo de la variedad transgénica (organismo donante en el Reglamento de la Ley

27104). Sin embargo la diseminación afectaría en general a un porcentaje relativamente pequeño de la población que recibe el polen (organismo receptor).

La migración cambia la frecuencia de los alelos (q1), en una proporción que depende de la frecuencia del alelo en la población receptora (qo), de la frecuencia del alelo en la población donante o migrante (Q) y de la proporción de genes que se introducen en la población receptora en una generación (m). En el caso de la migración de un transgen a una variedad local, por ejemplo el gen del Bt que es responsable de la resistencia a los lepidopteros, la frecuencia del alelo de resistencia en la población migrante o variedad transgénica es 1; la frecuencia de ese alelo en la variedad local es 0. Si el valor m es 0.05, quiere decir que el 10% de la semilla en la variedad local se produce con polen de la variedad transgénica. En una generación la frecuencia del alelo responsable de la resistencia cambia de 0 a: q1 = qo (1 - m) + mQ = 0 + 0.05 x 1.0 = 0.05. O sea la frecuencia de ese alelo y todos los alelos del genoma que no existían en la variedad local aumentan en 5%. Junto con el transgen se transfiere todo el genoma en la misma proporción (Figura 1). Obviamente el cambio es importante y debe ser tomado en cuenta. La pregunta más importante que se desprende de esa consecuencia es, que tan buenos son esos alelos nuevos para la variedad local”.

Población Receptora (Raza Nativa) Población Migrante (OGM) Migración q = frecuencia 0 de polen Q = frecuencia del inicial del alelo Bt m AA AA AA AA alelo Bt aa aa AA aa AA aa aa AA AA AA aa aa Proporción del AA AA aa aa aa aa AA AA gen Bt AA aa aa aa que se introduce G0 en una generación en la Población Receptora q0 = 0 (m) = 0.05 (5%) Qm = 1

G1 q1 = q0 (1-m) + mQm = 0 x (0.95) + 0.05 x 1 = 0.05

Proporción Proporción de alelos de de alelos de la población la población Local Bt

Por cada 50 individuos habrá en total 100 alelos, de los cuales 5 alelos A son de la población migrante. Cada uno de los 5 A A A A A a a a a a a a a individuos que lleve una copia del alelo A también lleva una … a a a a a a a a a a a a a copia del alelo a, por lo tanto, 5 individuos de 50 representan un 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 … 49 50 10% de la población total, pero la frecuencia del alelo A y de todos los alelos que no existían en la población de la raza nativa Fuente: C. López B. es de 0.05 es decir aumentan en 5%. Figura 1. Cambio en la frecuencia de alelos por migración de polen a una población receptora.

El flujo génico se refiere a la transferencia de alelos de genes de una población a otra. Esto puede resultar en la incorporación de nuevo material genético que genere cambios en la población. En el caso del maíz, ésta es una especie de reproducción alogámica, que posee granos de polen grandes y pesados, con diámetros entre 90 y 100 µm (Bannert, 2006), a consecuencia de estas características, se determina que la dispersión no sea muy amplia en la mayoría de granos de polen; sin embargo, se reporta que una pequeña proporción del polen logra alcanzar distancias mayores. También, otros estudios llevados a cabo en el polen y su relación con la exposición al agua, se reporta que la lluvia afecta fuertemente la viabilidad del polen, reduciendo sus capacidades de polinizar a los maíces vecinos.

La capacidad de cruzabilidad del maíz llega a 95%; mientras que la autopolinización se señala en un 5%. Se ha calculado que una inflorescencia masculina es capaz de producir hasta 50 millones de granos de polen en los maíces antiguos; sin embargo, en los híbridos modernos, se calcula que la producción de polen es menor y está entre 2 a 5 millones, según Burris en el 2001 (citado por Bannert, 2006). Estos valores se recomiendan ser evaluados en los maíces raciales del Perú y en los híbridos para las condiciones de la costa norte y central.

La variedad tardía Blanco del Cuzco, sembrada en el mismo campo y en la misma fecha que el Confite Morocho en Ayacucho, es una experiencia que se repite todos los años. Estas dos razas nativas no se cruzan a pesar de su cercanía, aparentemente la incompatibilidad se debe a la presencia de genes específicos (Sevilla, 2005).

La ocurrencia de flujo génico en el maíz y en cualquier otro cultivo, toma importancia cuando una vez ocurrida la cruzabilidad entre plantas vecinas, se formen semillas que lleven el ADN de la planta polinizadora y de la planta receptora. Además, estas semillas deben ser utilizadas para formar la siguiente generación, de modo que exista la posibilidad de que alelos de la planta donante se introduzcan en la receptora a través de la formación de semillas hijas. En caso de que ocurra la cruzabilidad entre plantas, pero la semilla producida sea utilizada como fuente de alimento y no como semilla para la siguiente generación, podemos afirmar que no hay posibilidades de que los alelos de la planta donante se transmitan a las siguientes generaciones, por lo tanto hubo cruzabilidad pero no hubo flujo génico. Por otro lado el agricultor selecciona hacia pureza varietal por el tipo de grano y forma de la mazorca minimizando el flujo génico.

Sevilla, R. 2005, anota que “la pérdida o erosión de la diversidad genética se da en tres niveles: 1) Disminución de la frecuencia de un alelo en una población, hasta su extinción; 2) Disminución de la diversidad de la raza dentro de la región y 3) Extinción o desaparición de la raza en la región. La diversidad genética no se pierde cuando un transgen se incorpora en la variedad normal; lo que produce la pérdida de la diversidad es precisamente todo el resto del genome de la población migrante. Los híbridos o variedades transgénicas son cultivares mejorados; por ello tienen ventajas competitivas sobre las variedades locales de manera que las pueden desplazar. Sólo si el transgen tiene tantas ventajas competitivas que hace que la variedad que la porta desplace a las locales normales puede ser causante de la pérdida de la diversidad. En todo caso, la diversidad que se pierde en término de alelos, serían los alelos inferiores a los que aporta la variedad transgénica. Mucho más se pierde cuando, en zonas de agricultura tradicional de pequeños agricultores, se siembran las variedades con semilla obtenida de pocas mazorcas. Se estima que se pierden muchos alelos que están en baja frecuencia, que son precisamente los alelos responsables de muchas características adaptativas”.

Grobman, A. (Comunicación personal) considera que el peligro de extinción de las razas nativas de maíz del Perú no se ha materializado ante la introducción masiva de razas foráneas de maíz para siembra en el último siglo. Ello, no obstante el hecho de que al menos unos 30,000 genes podrían estar involucrados en las diferencias con las razas de maíz locales. Si esa pérdida de identidad no se ha producido, como se puede establecer por estudios de laboratorio y observaciones de campo, es muchísimo menos probable que el solo hecho de introducir un transgen o hasta un máximo de 8 transgenes futuramente apilados, tengan algún efecto dañino sobre las poblaciones nativas de maíz en el caso de transferirse dichos genes. La realidad es que los transgenes no se transmitirían aisladamente, sino lo harían como parte del

genoma total del maíz de los híbridos o variedades introducidas, de los cuales conformarían un 1 a 8/30,000 avos del genoma. Al no haberse podido probar la desaparición de las actuales razas de maíz nativas frente a las razas introducidas, no hay razón alguna para suponer que la adición de uno o de pocos genes a los de las razas introducidas, puedan establecerse como dañinos ya que no lo son a los maíces en los que vienen insertados.

Los resultados del Subproyecto LAC-Biosafety “Línea de base molecular de la estructura poblacional de razas locales de maíz y posible flujo génico en zonas de coexistencia con cultivares híbridos de maíz amarillo duro” (C. López, 2012), bajo las condiciones del monitoreo realizado en Lambayeque, muestran que los maíces raciales locales, luego de más de 50 años de coexistencia con MAD mejorado convencionalmente, no han sufrido erosión génica que las pongan en estado vulnerable a causa de una deriva génica intensa, como consecuencia de haber sido desplazada por el cultivo de MAD. Así mismo, no se ha observado que los maíces raciales locales hayan sido afectados por el flujo génico desde los maíces amarillos convencionales. Se ha demostrado, mediante marcadores moleculares, que los maíces amarillos duros están marcadamente diferenciados genéticamente de los maíces amiláceos raciales; por lo que se infiere que no han ocurrido eventos de flujo génico entre ellos que hayan afectado sus características.

Sobre esta línea de base es conveniente como estrategia elaborar un protocolo de monitoreo de flujo de genes de OGM; validado y posteriormente aprobado por la entidad competente. Se sugiere tomar en cuenta el Protocolo de Monitoreo elaborado por Henry, et al. (2003) (Anexo 1) , la Guía Peruana GP 023- 2012 (Guía para las estrategias de muestreo para la diseminación deliberada de plantas genéticamente modificadas y también el protocolo desarrollado en el Subproyecto “Línea de base molecular de la estructura poblacional de razas locales de maíz y posible flujo génico en zonas de coexistencia con cultivares híbridos de maíz amarillo duro” (López, C. 2012) en el que se ha monitoreado el factor de distanciamiento vs. la cruzabilidad entre maíces amiláceos y MAD (Cuadro 1); encontrándose que ésta ocurre de manera significativa a menores distanciamientos pero que disminuye si los distanciamientos son mayores a 20 m (0,13% a 50 m) bajo las condiciones del monitoreo realizado. Se sugiere comprobar localmente estos distanciamientos, pues tienen como factor determinante el viento. Este factor así como los otros (temperatura, humedad relativa) tienen mucho más importancia en el aislamiento para evitar el lujo de genes dentro de los 50 m, suponiéndose que a los 200 m estos factores no son tan críticos (Sevilla, R., comunicación personal).

Un aspecto importante en el monitoreo es lo que corresponde a los marcadores que serán el objetivo de detección en el monitoreo; para el mismo proyecto se estudió el alineamiento de 59 secuencias del Gene Bank relacionadas al locus Yellow Endosperm (Y) y luego se diseñaron cebadores de las zonas consenso para utilizarlas como posibles marcadores de la presencia del efecto “xenia” en maíces amiláceos (efecto en tejidos 3n debido a la doble fertilización). Actualmente, se está comprobando mediante PCR la presencia de dos posibles marcadores que sólo se viene observando en los maíces amiláceos. Sin embargo, se recomienda, por parte de los autores, más comprobaciones al respecto.

Cuadro 1. Híbridos de MAD y tipos raciales de maíz choclo utilizados en el estudio de flujo génico de maíz durante 2011 a 2012 en la Costa Central y Costa Norte de Perú.

Tipos raciales provenientes Tipos raciales provenientes de del Germoplasma de la la colecta realizada en la Híbridos de MAD UNALM Costa Norte Canteño Chancayano (HORTUS) PIONEER 30K73 Chancayano Mochero de Túcume PIONEER 3862 Mochero Mochero de Pacora PIONEER 30F35 Chaparreño Mochero de Mochumí INIA 611 Alazán Alazán de Túcume INIA 609 Alazán de Illimo INIA 617 Huachano de Reque INIA 612 Chancayano (INIA Vista INIA 608 Florida)

Se considera que el monitoreo es un componente normal (Muñoz, 2004) en todas las etapas de investigación y desarrollo. Con la introducción de los OGM, Muñoz plantea que el objetivo del monitoreo involucra, además, el seguimiento de tales organismos, de los transgenes que están incorporados y la vigilancia de las posibles consecuencias no anticipadas.

Desde este punto de vista, el monitoreo que se plantee como estrategia tiene como objetivo mantener la bioseguridad. Por lo tanto se deben definir objetivos apropiados para establecer el nivel de monitoreo. Si se considera un escenario en el que el OGM genera un flujo génico hacia los campos adyacentes en altos porcentajes de plantas relacionadas entonces se tiene un problema ambiental y el riesgo estará en función del fenotipo generado por el transgén introducido por ejemplo, cuál sería el problema con que las razas nativas estén exhibiendo resistencia hacia alguna plaga o a un herbicida, como consecuencia de haber incorporado el transgen por flujo génico. De ahí la necesidad de desarrollo de protocolos de monitoreo basados en técnicas eficientes, exactas y confiables para identificar la presencia del transgén en las formas criollas o nativas, presente en los objetivos “no blanco”. Las técnicas actuales corresponden al uso de marcadores visuales por ejemplo, el gen de una proteína verde fluorescente GFP que se detecta tomando una porción del tejido de la planta supuestamente portadora del transgén y observándolo con un microscopio de fluorescencia a 395 nm de longitud de onda; otro marcador es el de la ß-galactosidasa, en la que el tejido se expone al sustrato y se forma una coloración azul si es positivo. Otro marcador es el del gen “GUS”, de la enzima ß-glucuronidasa, que al exponer el tejido al sustrato emite un color azul índigo. También hay genes de resistencia a antibióticos, a herbicidas, etc. Otro grupo de técnicas que se emplean en la detección utiliza los marcadores moleculares de resistencia antibiótica o a herbicida, etc. u otros marcadores moleculares en pruebas de PCR, hibridación “southern blot” (Muñoz, 2004).

En función a los objetivos, el monitoreo puede ser de:

1. Rastreo: En este caso se monitoreará el movimiento y la dispersión de los organismos y sus genes a través del tiempo. Más aún para hacer un seguimiento del uso y mal uso de la semilla transgénica. También, en zonas o lugares de coexistencia de razas nativas o maíz choclo. 2. Vigilancia: Luego de la liberación de un material transgénico, se debe monitorear su supervivencia, dispersión o impacto ambiental.

Sevilla, R., 2005 citó dos estudios orientados a estimar el flujo de genes. “Louette, D., 1997, ha realizado el estudio más completo de contaminación entre variedades locales en una región muy diversa donde posiblemente se originó el maíz, en el oeste de México en la costa del Pacífico (Sierra de Manantlán). De un grupo de 26 variedades, seis fueron consideradas locales o tradicionales, todas variantes de la raza Tabloncillo. Los agricultores siembran en promedio 2.5 variedades en la misma parcela (rango: de 1 a 7 variedades). Usando genes de coloración de grano que produce xenia como marcadores, se estimó el porcentaje de granos contaminados con polen extraño. Los resultados mostraron que la contaminación es muy alta en los surcos adyacentes a la variedad que producía el polen marcado, pero se reduce drásticamente a partir del quinto hasta el décimo surco de la variedad receptora, pero después se mantiene estable. El nivel de flujo génico fue pequeño, 1 a 2% en promedio entre dos parcelas, pero ocurre en todas las parcelas. La continuidad en la variación de caracteres morfológicos fue evidencia de que en conjunto todas las poblaciones tienden a ser un gran pool de genes”.

El otro trabajo citado fue el de Castillo y Goodman, 1997 quienes “revisaron la literatura al respecto y concluyeron que en general en los surcos adyacentes el % de granos polinizados con polen extraño varía de 10 a 60%. A 15 metros de los surcos de bordo hay muy pocos granos contaminados; de 10 a 300 por cada 10,000”.

Vijoen & Chetty (2011) realizaron un estudio del 2005 al 2007 en el que estudiaron el comportamiento de la polinización cruzada de GM MAD (MON810 el cual tenía el Cry1Ab) rodeado de un maíz blanco híbrido convencional (PAN 6479) bajo las condiciones de Sudáfrica. Los autores encontraron distancias mínimas basadas en ecuaciones logarítmicas que reduzcan la polinización cruzada; es así que a 45 m se tiene una probabilidad menor de 1.0% hasta 0.1%; a 145 m se tiene una probabilidad menor de 0.1% hasta 0.01%; a 473 m se tuvo una probabilidad menor de 0.01% hasta 0.001%. Sin embargo, ellos consideran que la distancia de aislamiento teórica que se requiere es de 135 m requerido para asegurar un nivel mínimo de polinización cruzada entre menos 1.0% y 0.1%, 503 m para una probabilidad entre menos de 0.1% hasta 0.01%, y 1.8 Km para una probabilidad de menos de 0.01% hasta 0.001%; basado esto último en los altos valores de polinización cruzada. Los autores establecen estas distancias mínimas según las características de viento de la zona donde se estableció el experimento; por lo tanto consideran que los datos geográficos de cada zona son específicos para establecer las distancias de aislamiento en cada zona. Esto implicaría que para las condiciones de Perú, se requieren realizar los estudios en cada zona en dónde se considerará la posible introducción de OGM de MAD; debido a que para las condiciones de Perú, cada agroecosistema tiene características particulares aún si se encuentra en la misma macroregión de Costa.

El reglamento de Certificación de Semilla de Maíz Híbrido que desde la década de 1960 utiliza el Programa de Maíz de la UNALM en el Perú, así como la Resolución Jefatural No. 00166-2009-INIA, establecen que no debe haber otro maíz en el mismo estado de desarrollo dentro de 200 metros a la redonda (Sevilla, R. comunicación personal) (Sevilla, 2005). Esta experiencia nacional positiva de más de

50 años sugiere que lo mismo debe regir para el distanciamiento entre cultivos convencionales u orgánicos de maíz con los cultivos transgénicos.

Aunque el distanciamiento de 200 m no asegura que el semillero no reciba polen extraño, la contaminación podría ser mínima y se la considera no relevante (Sevilla, 2005).

En el Perú se ha observado (Sevilla, 2005) que las variedades locales, sobre todo en la costa, reciben frecuentemente polen de los híbridos. Sin embargo los agricultores mantienen niveles altos de pureza en sus razas nativas cuando hay un interés especial en su uso como chicha o choclo o si están adaptadas a condiciones marginales.

Otro caso de estudio es el realizado por Henry, et al., (2003) quienes mencionan que la polinización cruzada en el maíz está alrededor de un 95%; ésta depende de factores como la velocidad del viento y la dirección, la turbulencia en la superficie de las plantas así como la sincronización de la floración y la densidad de las nubes de polen; todos estos factores afectan el viaje del polen y la magnitud del flujo génico (polinización cruzada). En el estudio realizado bajo condiciones del Reino Unido se observó que el flujo génico fue detectado a distancias mayores de 80 m y 200 m; distancias recomendadas para cultivos de maíz-forraje y maíz dulce, respectivamente. Se tuvo en consideración el aspecto de la intensidad y dirección del viento y la densidad de la nube de polen; aspectos que son difíciles de predecir en la actualidad. Finalmente, concluyeron que una distancia de 200 m es suficiente aunque se debe considerar la no cosecha de las primeras líneas a fin de reducir el “efecto borde”.

GM Convencional

Biodiversidad Flujo de Genes Punto de muestreo a lo largo del transecto del flujo génico

Figura 2. Diagrama de los puntos de muestreo para el estudio de flujo génico (no es a escala). Se utilizaron un total de 6 transectos en el año 1 y en los siguientes 2 años, 3 transectos. La posición de los transectos de biodiversidad también fueron indicados (líneas punteadas). Fuente: HENRY, C., D. MORGAN AND R. WEEKES. 2003.

Resumiendo las citas anteriores, las experiencias realizadas en otros países (Henry, et al, 2003; Vijoen & Chetty, 2011), en relación al monitoreo a gran escala del flujo de genes en maíz coinciden en que el protocolo de monitoreo depende de la validación realizada en sus zonas de estudio, es decir caso por caso, pues el factor de velocidad del viento de cada zona influye en el movimiento y distancia trasladada del grano de polen. Para nuestras condiciones, en la que por las características fisiográficas se encuentran muchos microclimas en los distintos agroecosistemas que serían los potenciales para zonas de producción de MAD, es necesario también validar dichos protocolos (Figura 2); es decir establecer parcelas experimentales, según las dimensiones descritas en las experiencias realizadas en otros países y verificar si las distancias establecidas coinciden para las condiciones de Perú. Luna, et al., (2001) en trabajos realizados en México, añade otros factores, a parte del viento; el de la temperatura y la humedad relativa que tienen influencia en la viabilidad del grano de polen. Según sus resultados luego de un monitoreo de cinco años, la viabilidad se reduce a un lapso de una hora; tiempo en el cual la máxima distancia reportada es de 200 m. Los valores de humedad relativa a lo largo del día alcanzan como máximo 87% en un promedio de 5 años; considerando los valores de humedad relativa que tenemos en la costa peruana; es probable que el lapso de viabilidad sea un poco mayor; pero esto debe ser determinado experimentalmente.

Ireland D.S. et al., 2006, realizaron un estudio de tres años conducido para determinar la pureza de la semilla híbrida de maíz producida en 315 campos de 24 compañías de Norte América. Cada campo estuvo localizado cerca de un campo comercial de maíz dispersando polen sincrónicamente a los campos experimentales con el progenitor para la producción de semilla, es decir el peor escenario. Se colectaron 100 semillas de una muestra obtenida de 20 mazorcas en cinco puntos a lo largo de un transecto de 200 m establecido perpendicularmente a la fuente más cercana de polen adventicio. Las semillas se analizaron individualmente por isoenzimas mediante electroforesis en gel de almidón para determinar el porcentaje de polinización cruzada. Los resultados indicaron que el año de análisis tuvo impacto en el porcentaje de polinización cruzada y que las prácticas comúnmente usadas al presente para el aislamiento de campos productores de semilla híbrida alcanzan el objetivo de lograr igual a o más de 99% de semilla genéticamente pura. Sin embargo, aunque niveles más altos de polinización cruzada pueden ocurrir, cuanto mayor sea la distancia de aislamiento entre el campo semillero y la fuente potencial de polen adventicio mayor será la probabilidad de lograr el estándar de pureza genética igual a o mayor de 99% en la semilla cosechada. Debido a que a que la polinización cruzada generalmente fue mayor y más variable en los bordes de los campos que en el centro de los mismos, ajustes en el manejo del campo enfocados a minimizar la polinización cruzada en los bordes deberían llevar a obtener consistentemente altos niveles de pureza genética en los campos productores de semilla híbrida.

Estudios de flujo génico de maíces GM hacia convencionales realizados por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) en los Departamentos de Córdoba (Región Caribe), Tolima (Región Andina), Valle del Cauca (Región Sur Occidente), Meta (Región Central) y en la Sub Región Alto Magdalena (Región Sur Occidente) de Colombia (ICA, 2006, 2007), cubriendo una gama amplia de variables climáticas bajo las cuales se cultiva maíz en Colombia, mostraron en todos los experimentos realizados, que la gran mayoría del polen marcador amarillo se depositó en las mazorcas blancas (efecto xenia) que estuvieron en los primeros 50 m a partir de la fuente de polen. El porcentaje restante se detectó en cantidades

mínimas a las distancias evaluadas hasta porcentajes despreciables a los 400 m ó no se detectó ya a los 300 m.

Colectivamente los resultados obtenidos por el ICA (ICA, 2006, 2007) concuerdan con las prácticas comunes en la producción de semilla hibrida de maíz donde lo normal son requerimientos de aislamiento máximo de 300 m de cualquier fuente de polen del mismo cultivo. Esta distancia evita con un alto grado de seguridad la contaminación con polen extraño.

También los resultados de esta evaluación en Colombia demuestran, al igual que en estudios anteriores que el aislamiento por distancia es una herramienta efectiva para manejar el flujo de polen en plantaciones comerciales y de investigación. Sí se usa en conjunto con otras herramientas de manejo como el desespigue, y el aislamiento por tiempo (fechas de siembra) resultan en una forma segura para evitar el flujo de genes entre poblaciones no emparentadas así como entre variedades mejoradas o transgénicas y razas locales (ICA 2006, 2007).

Quima Messeguer (Comunicación personal del Dr. Oscar De Córdova), investigadora del IRTA de Cataluña, realizó por más de cinco años estudios de campo, en Lleida y Girona, en parcelas contiguas de un tamaño medio de dos hectáreas sembradas con maíces transgénicos y orgánicos. Sus conclusiones fueron que una distancia de seguridad de 20 metros sería suficiente para garantizar la coexistencia y que los factores que más influyen en la polinización cruzada, en condiciones reales de coexistencia, son la coincidencia de la floración y la distancia relativa de los campos. Además, afirmó que en caso de una coincidencia de floración total, la distancia de separación entre campos tendría que ser de unos 15-20 metros para que el contenido de OGMs en la producción fuera inferior al 0.9%. Por lo tanto, una distancia de seguridad de 20 metros sería suficiente para garantizar la coexistencia.

La realidad de las parcelas de cultivo en la costa norte es muy variable; es decir, podemos encontrar parcelas de menos de una hectárea colindantes con otras de mayor extensión, que pueden pertenecer a diferentes agricultores y estar separadas entre 1 y 1.5 metros. Por lo tanto, no podríamos utilizar los criterios de separación de 200 m o más y debemos sugerir que las autoridades de riego junto al Ministerio de Agricultura elaboren un programa planificado del calendario agrícola, según la disposición de los terrenos en las diferentes zonas de coexistencia. Estas normativas deben ser ágiles y ser dispuestas en las autorizaciones caso por caso por parte de la Autoridad nacional Competente.

En el caso de los ensayos llevados a cabo en el Sub Proyecto de Flujo de genes en maíz del Proyecto LAC Biosafety, siempre se colocó una distribución espacial donde el polen de MAD podía fluir en la dirección del viento hacia los maíces amiláceos. Además, en las parcelas, el cultivo de MAD representaban un tercio aproximadamente de la superficie y el resto era maíz amiláceo para poder evaluar la cruzabilidad a distintos distanciamientos. Los ensayos llevados entre febrero y mayo del 2012 tanto en Lambayeque como en la UNALM (Cuadro 1), fueron afectados fuertemente por el calor, por las plagas y enfermedades; sin embargo, en el caso de Lambayeque, el tipo racial Pardo fue la que mostró mayores valores de cruzabilidad que el tipo racial Chancayano a los distanciamientos de 1 m, 3 m, 5 m, 10 m, 15 m, 30 m y 50m, con valores que variaron de 67.80% a 0.04%; mientras que en Chancayano el porcentaje de cruzabilidad en el rango de menor a mayor distanciamiento fue de 45.14% a 0.13%. También, se ha observado que algunas mazorcas a distanciamientos cortos pueden tener muchos o pocos granos con el endospermo pintado de amarillo (efecto xenia).

Durante el proceso de monitoreo se debe utilizar la georeferenciación como una herramienta eficaz para la ubicación de posibles campos en los que se reporten los eventos de flujo génico.

Para el monitoreo, ya sea de rastreo o vigilancia, las muestras vegetales deben ser enviadas al laboratorio de la entidad competente y responsable de este monitoreo. Mezzalma, et al., (2010) resumen en el Cuadro 2 una propuesta de protocolos para la detección de caracteres modificados genéticamente en función al tipo de germoplasma manejado por bancos de germoplasma y programas de mejoramiento. El método de detección para todos los casos es por Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), el cual permite detectar el contenido de GM a un 0.01%; generalmente se realiza la detección del promotor CaMV 35S (de Cauliflower Mosaic Virus), y el terminador nos (nopaline synthase de Agrobacterium tumefasciens). Si uno de los 2 es detectado entonces se considera a la planta como positiva al transgen. El método de PCR de empresas líder en la detección de OGM están acreditadas por la ISO 17025. Utilizan PCR cuantitativa para las estimaciones de la presencia o ausencia de eventos de maíz GM. La procedencia de las muestras que a las que se aplica el diagnóstico pueden ser hojas o granos de maíz.

Cuadro 2. Resumen de protocolos para la detección de caracteres modificados genéticamente en distintos tipos de germoplasma manejado por bancos de germoplasma y programas de mejoramiento.

Germoplasma Protocolo Método de Decisión si la detección es detección positiva

Colección “Black-box” Semillas son almacenadas Ninguna detección - (copia de la colección y no plantadas del germoplasma de seguridad) Entradas colectadas Las “parcelas centinela” Reacción en cadena Las semillas cosechadas son antes de 1996 (parcela que monitorea de la polimerasa evaluadas para detección de todo material vegetal en (PCR) semillas afectadas las estaciones genéticamente. Ninguna experimentales) y bordes semilla es utilizada hasta que son cosechados para el la semilla GE es detectada. muestreo. Entradas colectadas Muestreo de las “parcelas PCR Las agrupaciones (muestra durante y después de centinelas”, bordes y compuesta) evaluadas con 1996 “census sampling” (testeo resultado positivo serán de cada planta originada a desagregadas para ubicar la partir de cada semilla semilla GE. Las semillas con introducida) resultado positivo serán destruídas. Mejora de Cosecha de las “parcelas PCR Las agrupaciones evaluadas germoplasma centinela”, muestreo del con resultado positivo serán germoplasma y “census desagregadas para ubicar la sampling” semilla GE. Las semillas con resultado positivo serán destruídas. Introduciones Muestreo de las “parcelas PCR Las agrupaciones evaluadas centinela” , germoplasma con resultado positivo serán y “census sampling” desagregadas para ubicar la semilla GE. Las semillas con resultado positivo serán destruídas y los colaboradores serán informados confidencialmente. Mejoramiento de Muestreo de las “parcelas PCR Las agrupaciones evaluadas poblaciones de plantas centinela” y germoplasma con resultado positivo serán de poblaciones (pero no desagregadas para ubicar la de las líneas derivadas de semilla GE. Las poblaciones o las poblaciones (y líneas líneas serán “limpiadas” y la avanzadas y “census semilla GE destruida. sampling”. Ensayos con híbridos “Parcelas centinela” PCR Todas las entradas de las semillas producidas serán muestreadas.

Fuente: Mezzalama , M., Crouch, J. & Ortiz, R. 2010.

En función a los resultados se debe elaborar un informe; el cual debe ser enviado a la entidad competente y según el resultado obtenido se emitirá la acción correctiva o no.

SINTESIS DE LAS ESTRATEGIAS Y GUIAS OPERACIONALES

ESTRATEGIAS

1. Publicación del Compendio “Biología del maíz en apoyo a la toma de decisiones en bioseguridad”.

Consiste en un compendio de conocimientos sobre la biología, cultivo y mejoramiento genético del maíz desarrollados por miembros del Proyecto LAC-Biosafety, Perú y expertos nacionales invitados. Estará orientado a información necesaria para los tomadores de decisiones en bioseguridad. Incluirá referencias bibliográficas autorizadas que permitan profundizar en la información compendiada. Servirá como una fuente de consulta rápida, sintetizada por expertos para los tomadores de decisiones.

2. Desarrollo de las Estrategias sobre la base del análisis Caso por Caso (evento del OGM, localidad, cultivo). Según la experiencia de países en los cuales ya se ha introducido y se cultiva OGM, cada vez que se solicita el permiso para la introducción de un nuevo cultivar se estudia el caso o transgén introducido y su posible efecto en el agroecosistema; por lo que no se puede generalizar este procedimiento.

3. Desarrollo de las Estrategias sobre la base del Triángulo de Interacción Planta GM-Zona Geográfica-Sistema de Manejo del Cultivo, como herramienta conceptual en el desarrollo de las estrategias. El entendimiento de esta interacción establece las bases para la elaboración de la estrategia que minimice el posible flujo génico y por ende la contaminación o erosión génica.

4. Desarrollo de las estrategias sobre la base de un Manejo Integrado del Cultivo y de sus Plagas. Considerando que los objetivos principales en el desarrollo de los OGM en maíz van dirigidos al control de insectos y malezas; el MIP pasa a tener un rol más preponderante para minimizar las posibles amenazas de resurgencia de otras plagas. El Subproyecto Flujo de Genes en Maíz ha elaborado una Línea de Base que permitirá el desarrollo y monitoreo de la estrategia.

5. Ordenamiento y regulación de las zonas y épocas de siembra agroecológicamente favorables para maíz choclo para consumo y semilla ya determinadas y en práctica por los mismos agricultores. Estas zonas y épocas según los resultados del Subproyecto de Flujo de genes en maíz del Proyecto LAC Biosafety (López, C., 2012) usando una muestra al azar (modelo al azar) de la Costa Norte y por lo tanto entendiéndose que las conclusiones son aplicables a localidades de la Costa Norte ecológicamente similares, en el caso de Lambayeque corresponden a la zona de Ferreñafe, donde se siembra MAD principalmente; mientras que en Jayanca, Pacora, Illimo, Túcume sí se deben mantener estrictamente los

distanciamientos y los controles de las épocas de las siembras, ya que existen siembras de las razas Mochero y Alazán. También en Reque y Cayanca se deben establecer los controles, porque siembran MAD y un maíz amiláceo denominado Huachano (también conocido como Requeño). En algunos lugares de Lambayeque, no hay posibilidades de cruces entre los maíces locales raciales y MAD, debido a que los maíces criollos o tipo Mochero se siembran luego de cultivar arroz, no requiriendo nuevos riegos y aprovechando la alta humedad del suelo.

6. Apoyar y encauzar mediante regulación las prácticas de los mismos agricultores de Lambayeque para mantener las características y diversidad de sus maíces raciales, ya que cuando cosechan, seleccionan las mazorcas y separan aquellas que pudiesen llevar algunos granos amarillos para usarlos en la alimentación de sus animales. Las mazorcas seleccionadas con maíces de un tipo racial se desgranan y se comercializan en el mercado mayorista principal (Mercado de Mochoqueque); de donde pueden luego proveerse de semilla en las épocas de siembra. El mercado se ha convertido en una fuente promotora de mezcla de semillas de cada tipo racial, lo que equivale a estar formándose un compuesto racial. 7. Establecer una base de datos o registro de semilleristas de maíz choclo y de maíces criollos de la localidad considerada, ya que este cultivo está enmarcado en una fuerte informalidad en la adquisición de semillas y en la decisión misma del cultivo, debido a la poca área de cultivo que poseen algunos agricultores. Esta bases de datos facilitarán los procesos de monitoreo a fin de proteger una posible mezcla con MAD.

8. Regular las áreas y distanciamientos de coexistencia ya fijadas por la práctica de los mismos agricultores, productores de semilla de calidad y los resultados del Subproyecto de Flujo de Genes, Maíz.

9. Establecer tecnologías y normativas que reduzcan la dispersión de polen, como por ejemplo a través de la eliminación de la panoja o inflorescencia masculina.

10. De acuerdo a la experiencia nacional e internacional los campos de cultivo de maíz convencional u orgánico no deberán estar a un distanciamiento menor de 200 m de los campos de cultivo con maíz transgénico.

11. Para mayor seguridad El Programa de Maíz de la UNALM (Julian Chura, comunicación personal) propone que otra opción para evitar la contaminación con polen sería variando las fechas de siembra, entre un mes a un mes y medio, de la etapa de polinización.

12. Establecer los roles de la entidad competente en el cumplimiento de la regulación de bioseguridad.

13. Fortalecer las capacidades de vigilancia e inspección en fronteras por parte de la entidad competente; la cual es realizada por el SENASA. Además, en campo se debe monitorear el establecimiento de transgénicos por parte del INIA (Laboratorio de Biología Molecular), o el proyectado Centro Nacional de Biotecnología Agropecuaria y Forestal o tercerizarlo a los

laboratorios de Diagnosis del Departamento de Fitopatologia o Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Agraria La Molina u otros laboratorios acreditados disponibles en el país.

14. En la Costa del Perú existen áreas donde no se cuenta con el peligro de que agricultores puedan sembrar material local que podría cruzarse con el material de maíz choclo u otras variedades locales. Los mapas de distribución georeferenciada actual y potencial de la diversidad genética del maíz y zonas de coexistencia con variedades mejoradas, así como los de probable ocurrencia de flujo de genes entre el maíz cultivado y sus parientes nativos en el Perú, del Subprpyecto GIS-Maíz, serán muy útiles para tal propósito (www.lacbiosafety.org).

15. En el manejo de las semillas, los agricultores constituyen la fuente de manutención del polimorfismo alélico y la alta diversidad genética por las maneras como comercializan y se abastecen de semillas de sus maíces raciales locales (razas nativas). Sin embargo, la susceptibilidad a plagas, enfermedades, bajos rendimientos y bajos precios de los maíces amiláceos locales podrían constituir un riesgo para la pérdida de la diversidad; aunque siempre habrá agricultores que sembrarán esos maíces para satisfacer sus necesidades culinarias y costumbres culturales contribuyendo a la selección y conservación de sus razas nativas (López, C. 2012). Estos agricultores deben ser apoyados por el Estado invirtiendo en la conservación in situ así como a las instituciones pertinentes para la mejor conservación ex situ de tal manera de contar con el material de referencia para el monitoreo y la regeneración de las razas nativas en caso necesario.

16. Se propone a futuro núcleos de semilla de compuestos raciales cuya semilla se producirá y distribuirá entre interesados. Los semilleros estarán separados por 200 m a la redonda para mantener las razas libres de flujos de genes en las regiones donde se originaron y diversificaron (R. Sevilla, comunicación personal).

GUIA OPERACIONAL

• Elaboración del Protocolo de Monitoreo • Durante el proceso de monitoreo, la geo-referenciación debe ser una herramienta que debe ser considerada al estudiar y manejar el flujo de genes. • Envío de muestras al laboratorio de la entidad competente. • Análisis serológico y molecular para la detección de eventos GM. (Según Protocolos de Laboratorio – Laboratorio de Genética Molecular Aplicada – CIMMYT y Normas Técnicas Peruanas) • Elaboración de informes • Envío del informe a la entidad competente. • Según el informe, ejecución de la normativa vigente.

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ANEXO 1

Farm scale evaluations of GM crops: monitoring gene flow from GM crops to non-GM equivalent crops in the vicinity (contract reference EPG 1/5/138). Part 1: Forage Maize.

Final Report, 2000/2003 September 2003

Christine Henry, Derek Morgan and Rebecca Weekes Central Science Laboratory, Sand Hutton, York, Y041 1LZ

Roger Daniels and Caroline Boffey Centre for Ecology and Hydrology, Dorchester, Dorset DT28ZD

EXECUT1VE SUMMARY

1. This study was commissioned to monitor gene flow from genetically modified (GM) crops to adjacent non-GM equivalent crops. It was undertaken on behalf of Defra to validate the assumptions made in the original risk assessments concerning gene flow from GM plants. 2. Gene flow was monitored at the farm-scale evaluation (FSE) sites of winter and spring oilseed rape and fodder maize, genetically modified to be herbicide tolerant (HT) and released under the authority of the Genetically Modified 0rganisms (Deliberate Release) Regulations. This report describes the sampling and analysis of the FSE fodder maize crops. 3. Maize is wind pollinated and demonstrates an outcrossing rate of around 95%. Factors such as wind speed and direction, surface turbulence as well as synchronisation of flowering and the density of the pollen clouds can all affect the distance that pollen travels and the extent of gene flow (cross-pollination). The current recommended separation distance for conventional crops from GM forage maize is 80m (SCIMAC). 4. Both field and laboratory based methodologies were developed to sample and analyse seed for the detection of gene transfer between the two crop types. The analysis of seeds collected at the FSE sites, using real-time PCR, has demonstrated the occurrence of gene flow events between GM and conventional crops. In addition, quantitative data on the extent of the gene flow has been obtained. 5. 0verall results showed that there was a rapid decrease in the rate of cross-pollination within the first 20m from the donor crop and beyond this distance the rate of decrease was much slower. There was significant variation in levels of GM: non-GM cross-pollination between sites in each year (p < 0.01), although the variation between years across all sites was not significant (p > 0.05). 6. Results from individual fields could be correlated to both wind direction during the flowering period, synchrony of flowering between the two (GM and conventional) crops and to separation distance between the crops. 7. Evidence of gene flow was detected beyond both the 80m and 200m separation distances recommended for forage maize and sweetcorn respectively. The significance of this in relation to current EU regulations on GM adventitious presence is discussed.

CONTENTS Page

Executive Summary 36

1ntroduction 39

Methods:

0verall Approach of the FSE Trials 41

Covariate Data 41

Sampling Strategy 42

DNA Extraction and Real-Time PCR 42

Statistical Analysis 43

Results 43

Conclusions 46

Summary of Conclusions 47

References 48

F1GURES AND TABLES

Title

Figure 1 Diagrammatic representation of sampling strategy.

Figure 2 Map indicating the position of maize FSE sites in England.

Figure 3 Mean hourly pollen capture over 24 hours.

Figure 4 Graph to show gene flow over distance.

Figure 5 Representation of gene flow data using SADIE software. Figure 6

Wind rose diagrams .

Figure 7 Wind rose diagrams.

Figure 8 Gene flow variation with transects at site.

Table 1 Maize samples tested at 50m into the conventional crop.

Table 2 Maize samples tested at 150m into the conventional crop.

1NTRODUCT1ON

The last two decades have witnessed a revolution in the techniques of genetic modification, with associated optimism about the benefits to be gained from the construction of genetically modified (GM) plants. Improved weed management and a reduction in costs and amount of herbicide applied are some of the proposed benefits from these novel crop varieties. However, the release (and management) of such organisms into the environment may have far reaching side effects on farmland biodiversity. There is currently a moratorium on the commercial planting of GM crops in the UK. The government will make a decision on whether or not GM crops should be cultivated, following publication of the results of the farm-scale evaluations, reviews of the costs and benefits of GM crops (Strategy Unit of the Cabinet 0ffice, 2003) and a review of the science relevant to GM crops and food based on interests and concerns of the public (King et al., 2003). In 1999, the Department for Environment, Transport and the Regions (DETR; now Defra) established farm-scale evaluations (FSE) to assess the effects of the agricultural management of field-scale releases of GM herbicide tolerant (GMHT) crops on farmland wildlife abundance and diversity compared with conventional (non-GM) crops. In conjunction with these trials, a study of gene flow from the GM to conventional crops was also commissioned, using the FSE sites of winter and spring oilseed rape and fodder maize, genetically modified to be tolerant to the herbicide glufosinate ammonium and released under the authority of the Genetically Modified 0rganisms (Deliberate Release) Regulations. This report presents quantitative results from years 2000 to 2002 for the extent of transfer of the GM herbicide tolerance gene to conventional fodder maize at different distances from the GM crop. A review was published by the National Institute of Agricultural Botany (NIAB), which addressed the issue of separation distances between GM and other crops (Ingram, 2000). Currently the minimum separation distance in the European Union is 200m for all categories of seed production, which is believed to be sufficient to maintain inbred lines at 99.9% purity (Ingram, 2000). The recommended separation distances for non-GM crops from the Supply Chain Initiative on Modified Agricultural Crops (SCIMAC) guidelines for growing GM HT crops are 200m for sweetcorn and 80m for forage maize (this distance was increased from 50m in 2001). In the UK most of the maize is for fodder, although some sweetcorn is also grown in some areas. No maize is currently grown for seed production in the UK. There are a number of factors that affect pollination rates in maize. Most of the pollen is shed from the plants before the silks are receptive, but there is some overlap, resulting in up to 5% self pollination (at least 95% of ovules are fertilised by pollen from other plants). Pollination rates can also be affected by competition from pollen from other sources. Pollen viability can vary between 2h and 8 days, depending on environmental conditions. The impaction rate

(settling velocity) of maize pollen is 30-40 cm s-1 so the pollen normally only travels short distances. Finally, wind speed and direction and surface turbulence can also affect pollination rates and these factors make it difficult to predict the effect of one maize field on another. A higher wind speed may cause the pollen to travel further downwind but the impaction rate of the pollen will also increase. Factors affecting the rate of cross-pollination between fields include synchronisation of flowering, the relative concentration of the pollen in the donor and receptor plot (the protective strength of the field pollen cloud), the levels of selfing and the density of the stands. There is limited literature available on gene flow from pollen, and hybrid corn production practices have remained basically unchanged for the last thirty years (Burris, 2001). Reports of outcrossing rates range from 40% at 2.5m (Bateman, 1947), 4.5% at 3m (Jugenheimer, 1976), 1.11% at 200m (Burris, 2001) and 2.47% at 200m (Jones & Brookes; 1950). Under very arid, calm conditions, outcrossing was not detected beyond 200m (Baltazar and Schoper, 2002). Previous studies on gene flow from maize have not been carried out on a commercial scale (with the exception of Burris). The FSE trials offered the opportunity to sample a large number of fields in a wide range of locations and environments in England. Gene flow can be defined as the movement of genetic information among individuals, populations or taxa. Gene flow is thought to take place between plants through two routes, the movement of pollen and consequent fertilisation of sexually compatible individuals and the dispersal and establishment of seeds. A third possible route for gene flow might be via bacteria in the soil rhizosphere (horizontal gene transfer). Currently there is a shortage of firm data on which to evaluate the levels of risk of gene flow via bacteria in the soil rhizosphere (Gebhard & Smalla, 1999). All GM crops grown in the FSE are grown in accordance with SCIMAC guidelines. These set out the principles of good practice in relation to specific husbandry and management of GMHT crops and clearly specify the need to control unintentional dispersal of seeds on farm machinery through spillage. With the possible exception of the occurrence of volunteers in the crops that follow, gene flow from GMHT crops is most likely to occur via pollen. The SCIMAC guidelines specify that HT crops should observe prescribed separation distances in order to reduce the levels of cross-pollination. The objective of this exercise was to test assumptions made in risk assessments concerning gene flow by pollen from the farm-scale evaluations and to ensure that the guidelines issued by SCIMAC stipulate an effective separation distance for each of the crop types

METHODS

Overall Approach of the Farm-scale Evaluations

For the biodiversity studies, a split-field design was used and differences in biodiversity measured between an area planted with a GM crop and one with a comparable non-GM crop, placed close together on the same site (see Figure 1). Sites were chosen to represent fully the range of variation in soil, climate, species occurrence and farm management that is likely to be found in the commercial growing of GM crops. The pairing of the GM and non-GM areas within each site ensures this variation is accounted for within the analyses, and does not affect the comparison between the crops. The FSE offered the opportunity to sample a large number of fields in a wide range of locations (Figure 2) and environments in England (and Scotland for oilseed rape). The maize trials were located at a range of sites across England, covering fifteen counties from Dorset to North Yorkshire and from Shropshire to Lincolnshire. The sites were well distributed throughout the country and a number of them were used for more than one year. Several were clustered in some locations. Some of the sites were still sampled despite being vandalised earlier in the season. Sites consisted of a split field design, half planted with Liberty Link™, line T25 (containing the pat gene), which is tolerant to Liberty™, a broad spectrum, non- residual, glufosinate ammonium herbicide and the other half with an equivalent conventional maize variety. Covariate data

Additional information was collected to aid in describing patterns of gene flow. Field information describing the crop flowering times, orientation and field boundary features (such as hedges, woods and the shape of fields) were obtained from the FSE biodiversity dataset and meteorological data recording wind direction were obtained from the nearest meteorological station to each field. The meteorological data were used in conjunction with FSE data describing the flowering stages of the GM and conventional crops, to compile diagrams (Figures 6 and 7) showing the wind direction during the overlapping flowering period when both the GM and conventional maize were in flower. From a previous study (Daniels & Boffey, 2001) capturing maize pollen over a two-week period using a Burkard trap, the results suggested that the majority of the pollen is shed between the hours of approximately 7am and 11pm (Figure 3). This agrees with data published by Miller (1985), which states that dehiscence occurs between 6:30 am and 11:00 am. The wind rose diagrams were correspondingly refined to include only wind direction during these hours. Flowering stage was recorded for the FSE sites at two-weekly intervals, giving approximate dates for onset and finish of pollen production. More frequent recordings may have been preferable if the methodology had been set up primarily for studying gene flow. However, data from a previous study (Daniels

& Boffey, 2001) show a peak in flowering in the middle of the two weeks and tailing off at the start and end of the fortnight, so the FSE flowering data were considered reliable enough to give an indication of wind direction over the main flowering period. Sampling Strategy

A total of 55 maize FSE sites were used in this study, from which cobs at 1152 sample points within the conventional crop were collected and tested during the course of three years. Each sample consisted of 3-5 cobs (>1000 seeds), each from a separate plant in the sampling location. Samples were collected from three transects in the conventional crop at distances of approximately a quarter, half and three-quarters (Figure 1) of the way across the field (6 transects were sampled in year 2000; see Figure 1). Along each transect, cob samples were collected at the following distances: 2m, 5, 10, 20 or 25m, 50 and 150m away from the junction with the GM crop. Where the field length was too short to have a 150m-sample point, the cobs were collected at 5m within the field margin (the furthest edge from the GM crop) and the distance noted. Control samples were collected from 2m distances into the GM crop. At each sample point one maize cob was collected from each of three neighbouring maize plants along a single row, or from the next suitable plant if these cobs were unripe. DNA Extraction and Real-Time PCR

The maize grains were removed from the cobs and ground up. Genomic DNA was extracted from the maize using the Promega Wizard® Magnetic DNA purification system and the Labsystems KingFisher ml Magnetic Particle Processor. The maize samples were tested in duplicate using real-time (TaqMan) polymerase chain reaction (PCR). Briefly, a reporter dye and a quencher dye are attached to the 5' and 3' ends of a TaqMan probe. When both dyes are attached to the probe, reporter dye emission is quenched. During each PCR extension cycle, the Taq DNA polymerase cleaves the probe when bound to the template ahead of the Taq, which separates the dyes. 0nce separated from the quencher, the reporter dye emits its characteristic fluorescence. The fluorescence is detected using an ABI Prism 7700 sequence detection system. Results are recorded at the point where an increase in reporter fluorescence can be first detected, this is known as the Ct (cycle threshold) value. Two sets of primers and probe were used. 0ne set was specific for the pat gene (target gene; to detect the T25 transformation event) and the other set was specific to the Zea mays cdc2 gene (the endogenous control). The endogenous control primers served two purposes. Firstly, to indicate whether the DNA extraction and PCR were successful for each sample, and secondly as a normaliser against which the amount of GM in each sample could be quantified. In other words, the endogenous control provided a quantity for the total amount of DNA in each sample analysis. Samples were quantified using standard curves, which were prepared from known amounts of DNA from GM positive control material. Aventis (now Bayer CropScience) provided the positive control material (T25 maize seed). The T25 maize was heterozygous for the pat gene and this was taken as being 42

100% (i.e. 1:1 ratio) reference material.

Standard curves were created by plotting the Ct values of the known standards against the log of the concentration of DNA. Data for the unknown samples was then calculated from the standard curve. A normalized amount of target DNA was obtained by dividing the amount of GM DNA by the amount of the endogenous control. The normalized TaqMan data was expressed as a GM: non- GM ratio. Statistical Analysis

To stabilise variances all results of the proportion of GM DNA (pat gene) detected in the field, samples were subjected to a probit transformation (Armitage, 1983). To determine the effect of year and site on proportion of GM cross-pollination, field sites that had been sampled in more than one year were chosen. The transformed results were analysed using General Linear Model (GLM) Analysis of Variance (AN0VA) (McCullagh & Nelder, 1989). To determine the spatial spread of the pat gene, results collected at different distances along transects established in the fields were used. The results were subjected to non-linear regression analysis to estimate the extent of gene flow with distance from source.

Following the analysis described above, data from the field sites in 2000 (where there were 36 sampling points) were analysed further. The distribution of GM: non-GM hybridisation was examined for each group using SADIE (Spatial Analysis by Distance IndiciEs). This utilises an innovative class of techniques to detect and measure the degree of spatial pattern in spatially referenced data.

RESULTS

0verall the results showed a decrease in the rate of cross-pollination with increasing distance from the GM crop crop (Figure 4). There was a rapid decrease in the rate of cross-pollination within the first 20m from the donor crop and beyond this distance the rate of decrease was much slower. The molecular data was analysed to look for variation between years and fields, also significant relationships with distance (between pollen source and sink) and wind direction were investigated. Correlations between the varieties of conventional crop and cross-pollination levels were not possible due to the very wide range of maize varieties (37) planted at the sites: the GM maize variety was the same in all cases. Results of the GLM AN0VA indicated that the GM contamination was significantly different between sampling locations on the field transects with distance (t = -5.67; d.f = 65; p < 0.001) and between fields (t = -3.32; d.f. = 65; p = 0.001) but not between years (t = -1.18; d.f. = 65; p = 0.241). A comparison of different non-linear equations indicated that the inverse power regression explained most of the variation in the experimental results and thus, was chosen for subsequent analysis. Results of the non-linear regression analysis further indicated that contamination was highly dependent upon distance from the source of GM DNA (F = 30.4; d.f = 2,8; p < 0.001; Figure 4).

The proportion of the GM pat gene detected in the samples, expressed as percentage DNA, was calculated at the furthest distances from the GM source. In 2000, evidence of cross-pollination was found up to 200m from the GM crop in two of the three sites where samples at this distance were tested, and in one of these sites values on two of the transects were particularly high (0.42% and 0.14%). In a separate study, samples were taken from the nearest facing edge of adjacent fields at two of the sites and analysis of these samples provided one positive result (0.14%) at a distance of 650m from the GM source field. The regression equation was validated against field results not used in its derivation. The model predicted that at 650m from a source of GM maize, contamination would be 0.04% whereas a mean value of 0.02% was recorded. Further examination of the predicted equation indicated that at a distance of 80m contamination levels would be less than 0.3% (0.298%), and that to ensure contamination levels of less than 0.9% and 0.1% crops would need to be located at distances greater than 24.4m and 257.7m respectively. The analysis of the results (from the year 2000) using SADIE provided another means by which to visualize the levels of gene flow across the fields (Figure 5). 0nce again this analysis showed that at the majority of the field sites levels of cross-hybridisation were highly aggregated and were spatially clustered towards the GM source. This method of analysis was not used on the samples taken in 2001 and 2002 because the sampling strategy was altered from 36 samples per site to 18 per site. Looking at the results from the fields in all three years, at 50m into the conventional crop, evidence of cross-pollination was found in 43 out of the 55 fields tested and, of these, 34 had GM DNA detected at quantities greater than 0.1% and 23 quantities greater than 0.3% (Table 1). Samples taken from 150m into the conventional maize showed evidence of cross-pollination in 19 out of 44 fields and of these, 12 had e0.1% GM DNA and 7 had e0.3% (Table 2). Consistency across the fields was observed as in all cases where GM DNA was recorded at 150m it was also present at 50m. In order to look at how separation distances would affect the whole crop (not just individual sampling points), the average GM content for the whole field was calculated both with and without the first 80m of the crop. 0ut of all the sites 26 of them had GM quantities e1% across the whole field. After removing the data from the first 80m of each field only 2 of the sites had quantities e1%. Several fields were identified as having particularly high cross-pollination rates at the further distances from the GM source and the data for these individual fields have been examined more fully. Correlation was observed between extensive amounts of cross-pollination, up to and beyond 150m, and wind direction during the flowering period for three of the fields. Two of these were the same field, sown with GM maize in the FSE in years 2000 and 2002. They differed slightly in the area of GM crop being narrower in one year, however in both years the orientation of the GM and non- GM crops was approximately the same and the meteorological data for both years showed a high percentage of winds flowing from the GM to the conventional side of the crop during the flowering period (Figure 6).

Most of the other fields for which meteorological data were collected showed either very little or no major wind flow in the GM to conventional direction. 0ne exception was a field (Figure 7) where cross pollination rates were low but the wind direction was consistently in the direction of GM to conventional, however there were only two days of overlap for the flowering times and thus limited opportunity for cross pollination. It would appear however that wind direction might not explain the extent of gene flow in all situations, as the other fields, which showed high cross- pollination at greater distances, did not show corresponding predominance of winds from the GM to non-GM sides of the fields. In one field however, although the majority of the wind during the overlapping flowering period (Figure 7) was flowing in the conventional to GM direction, for 10% of the time the wind direction was from the GM direction. The shape of the field may be a factor in this situation as this was a long rectangular field, providing a wide front of pollen. Two other sites that were notable in having no evidence of cross- pollination beyond 10m into the conventional crop were 'L-shaped' fields where the width of conventional crop was far less than the adjoining GM side so potentially producing a reduced GM pollen cloud directly adjacent to the conventional crop. Wooded areas or hedges around fields may influence the patterns and extent of gene flow by creating turbulence, or by reducing wind speed as it reaches the wooded area so potentially depositing any pollen suspended in the air. 0ne pattern emerging from this study was greater cross-pollination at distance in the fields that tended to have wooded areas or hedges at the edge of the conventional sides, in contrast to the fields showing less gene flow where there was a general absence of wooded boundaries. Convection currents may also play a part in affecting wind flow as the warmer crop heats up the air above it and affects wind flow patterns.

The very low hybridization levels detected at one field could be explained by the 142m of set-aside crop between the GM and the conventional. These data show some gene flow at 2m into the conventional crop (0.1% and 0.026%) but none thereafter except at one sample point at 50m (0.06%). It has been suggested in the literature (Ingram, 2000; Burris, 2002) that when crops are isolated by open ground or low growing crops, the first few rows intercept a high proportion of the incoming pollen and cross-pollination decreases exponentially with distance. In addition to patterns in gene flow related to wind direction and isolation distance we also noted several fields where the levels of gene flow showed a marked increase at distances of 100-150m from the GM source. 0ne example of uneven gene flow is shown in Figure 8. Assuming that the conventional crop was completely free of GM adventitious presence, the effects of the landscape and of air movement over the crop (as mentioned above) could explain these 'hot spots'. For example pockets of airborne pollen may have been blown up into the air and then deposited at a greater distance away from the GM source.

CONCLUS1ONS

This study is unique both in the number and range of the trial sites and in the molecular approach to quantification of gene flow. The FSE were set up to investigate different effects on biodiversity between GMHT and conventional farming practices and not explicitly to determine the extent of gene flow. However, these trials represent the potential for gene flow under realistic farming practices rather than in either small-scale trial plots or from monitoring a number of GM plants in the middle of a conventional field. The conclusion of the work by Burris (2002) was that distance to the contaminant source is important but its contribution to reducing adventitious pollen intrusion is often overshadowed by other factors such as wind intensity, direction and the protective strength of the field pollen cloud. Theoretical scenarios for pollen dispersal e.g. Emberlin, 1999, and models such as that presented by Klein et al. (2003), have been produced. However, the effects of the agricultural landscape on daily variations in wind speed and turbulence are difficult to predict. Looking at the results from individual fields in this study it is evident that the extent of hybridisation is very variable between fields and that isolation distance alone cannot account for gene flow levels between the two crops. As mentioned in the introduction, there are a number of factors that affect the rate and extent of cross-pollination. The analysis completed so far has highlighted not only the effect of isolation distance on gene flow but also the effect of wind direction. If the aim is to maintain a 99.9% purity level then an 80m-separation distance will not be enough. The current proposed threshold for the adventitious presence of GM seeds in certified seed lots is now 0.3% for authorized events and 0.1%-nil for unauthorized events (under part C of Directive 2001/18/EC). A recent report published by the European Commission (Block et al., 2002) suggested that for maize, a threshold of 0.1% would be extremely difficult to achieve for any farming scenarios (conventional and organic farms). Maize seed is not produced in this country, therefore it is more important to consider the threshold for food and feed, which is currently set at 0.9 %. Based on the results presented here it would be possible to meet this threshold but an increase to the current isolation distances would increase the certainty with which this could be achieved. In addition the results have demonstrated that even with a large isolation distance (e.g. 142m) there is evidence of GM: non- GM hybridization in the GM-facing stands. In addition, sampling from an adjacent field at one of the locations revealed evidence of hybridization 650m away from the GM crop. This 'edge effect' should be taken into consideration when making recommendations for co-existence and crop management, for example the removal of the first few GM-facing rows of the crop prior to harvest might be worthwhile. The original aim of this project was to validate assumptions made in risk assessments for gene flow by pollen from the farm-scale evaluations and to ensure that the guidelines issued by SCIMAC stipulate an effective separation distance for the crop. It is evident from the results that cross-pollination events occurred not only beyond the 80m isolation distance recommended for

forage/fodder crops, but also beyond the 200m distance recommended for sweet corn and organic crops. Although these trials did not use sweet corn, it is reasonable to assume that pollen flow between the two crops would be the same assuming flowering times coincide. It is important to emphasise that the whole of the plant is harvested in forage crops and thus any cross-pollination events will be 'diluted' out. Sweet corn presents more of a problem in that individual cobs will be consumed. So even if a field was well below the threshold, individual cobs may not be.

Summary of Conclusions • A quantitative molecular assay (TaqMan PCR) was used to detect GM presence in conventional maize seed collected from 55 FSE field sites.

• Evidence of GM: non-GM hybridisation was detected at all of the field sites. • The level of gene flow decreased with distance. There was a rapid decline in the first 20 m from the GM crop and thereafter the rate of decrease was greatly reduced. • High levels of gene flow were linked to the prevailing wind direction (GM to conventional) during the overlapping flowering period. Low levels of gene flow were linked to a large isolation distance and also to a lack of synchrony in the flowering times of the two crops. • 0verall the data suggests that an isolation distance of 24.4m would be required to meet the 0.9% threshold recommended by the EU for food and feed. • The 80m isolation distance recommended by SCIMAC would, in most cases, be sufficient to ensure that levels were below a threshold of 0.3%. • The results also indicate that the 200m-separation distance (recommended by SCIMAC for sweetcorn and organic crops) would be sufficient although 'edge effect' and removal of the first few GM facing stands prior to harvest should be considered.

ACKNOWLEDGEMENTS

We would like to thank Bayer CropScience for kindly providing the positive control T25 maize seed. We would like to thank all those involved with sample collection and lab work at CSL (Mark Bilton and Sarah Morgan), CEH, IACR and SCRI.

REFERENCES

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Table 1. Maize samples tested at 50m into the conventional crop.

pat gene pat gene e 0.1% e0.3% Total no. fields sampled absent present DNA DNA YEAR 2000 9 1 8 6 4 2001 20 6 14 12 9 2002 26 5 21 16 10 All years 55

Table 2. Maize samples tested at 150m into conventional crop.

pat gene pat gene e 0.1% e0.3% Total no. fields sampled absent present DNA DNA YEAR 2000 3 0 3 2 1 2001 20 14 6 4 3 2002 21 11 10 7 2 All years 44

2 5 10 25 5 150

GM Conventional

Biodiversit y Gene flow Sampling points along gene flow transect

Figure 1. A diagrammatic representation of the sampling points for the gene flow study (this diagram is not to scale). A total of 6 transects were used in year 1 and in the following 2 years 3 transects were used. The position of the biodiversity transects are also indicated (dotted lines).

Timing of maize pollen

2 grains pollen of number Mean 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Time of day

Figure 3. Mean hourly pollen capture over 24 hour period, using data collected over two weeks.

0.1

0.08 Observed

DN Fitted 0.06

0.04

Proportion 0.02

0 0 50 100 150 200 250 300 Distance from GM source (m)

Figure 4. Comparison of fitted and observed GM: non-GM cross-pollination (gene flow) against distance from GM source in metres. The level of cross-pollination is indicated as the proportion of GM DNA detected in each sample.

a) b) N 2 NNW NNE N 2 Co Co NNW NNE 2 NW NE

2 1 NW NE

1 WNW 1 ENE

WNW 1 ENE 5

5 W 0 E

W 0 E

WSW ESE

WSW ESE SW SE

G No wind: 14.1% SW SE No wind: 6.4% SSW SSE S SSW GM SSE S

N 2 c) NNW NNE

2 NW NE 1

WNW 1 ENE

5 Co G W 0 E

WSW ESE

SW SE No wind: 0.0% SSW SSE S

Figure 6. Wind roses representing the percentage wind direction during the overlapping flowering period at sites a) , b) and c). The shaded area represents the direction that the wind was blowing from. The orientation of the GM and conventional (C0N) crops are denoted by an arrow.

N 35 NN NNE 30

N 25 NE

15 WN ENE 10 CoN 5

W 0 E

WS ES

S S No wind: 0.0%

SS SS S

N 25 NN NNE

20 N NE 15

WN 10 ENE

5 GM

W 0 E

CoN

WS ES

No wind: 0.5% S S

SS SS S

Figure 7. Wind rose representing the percentage wind direction during the overlapping flowering period at the sites d) and e). The shaded area represents the direction that the wind was blowing from. The orientation of the GM and conventional (C0N) crops are denoted by an arrow.

Maize gene flow 20m 0.15 50m 0.14 0.13 100m 0.12 % 0.11 150m G 0.1 200m 0.09 M 0.08 DN 0.07 A 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 1 2 3 4 5 6 Transect number

Figure 8. Percentage GM DNA at different distances into the conventional crop, along 6 transects, for one of the fields.

II ESTRATEGIAS Y GUIAS PARA MINIMIZAR EL EFECTO DE MAIZ TRANSGENICO SOBRE ORGANISMOS NO-BLANCO

INTRODUCCION

El cultivo de plantas genéticamente modificadas puede implicar posibles riesgos asociados a la utilización de esta tecnología, uno de estos es la resistencia de los insectos plaga a estas plantas y un potencial efecto negativo para los organismos no-blanco (O-NB). A nivel mundial las naciones proponen métodos de evaluación de riesgos ambientales (ERA), que van de acuerdo con el Anexo III del Protocolo de Cartagena sobre Bioseguridad en donde se detallan las directrices prácticas para la aplicación de estas metodologías generales en los casos específicos. Cumpliendo con estos lineamientos recientemente Paes de Andrade et al., 2012, han publicado una guía para facilitar la ERA que los países deben realizar para no comprometer al ambiente ni al desarrollo económico.

El enfoque propuesto se basa en la sólida base de la formulación del problema, en el que se define el alcance de la ERA, las hipótesis relevantes y comprobables que generan el riesgo. Estas son posteriormente abordadas en la fase de análisis de la evaluación del riesgo. Las hipótesis de riesgo se desarrollan a partir de los conocimientos actuales sobre la biología del cultivo, el carácter introducido, el medio receptor y sus interacciones, para lo cual se han desarrollado búsquedas minuciosas del tema y como producto de esta actividad se presenta en este documento una base de datos de artículos científicos, libros y normas de legislación sobre bioseguridad de otros países (Anexo 1). El presente documento es además el fruto del conocimiento adquirido en la participación en cursos y seminarios en la Ciudad de Cali - Colombia y en Lima – Perú referidos al tema y organizados por el Proyecto LAC-Biosafety (Mendes S.M., 2012; Sujii E.R., 2012).

Finalmente el trabajo proporciona un método claro para identificar, adquirir y evaluar los datos necesarios y suficientes para la evaluación eficaz del riesgo y la toma de decisiones, además del manejo del posible riesgo bajo la sugerencia de estrategias que minimizan el posible efecto del riesgo. Puede proporcionar la base para mejorar la armonización de las directrices internacionales de evaluación y manejo de riesgos dentro del marco del Proyecto LAC-Biosafety.

ASPECTOS GENERALES

Análisis del riesgo

El riesgo hace alusión a la magnitud y la probabilidad de ocurrencia de los efectos nocivos de una sustancia o proceso. Ello significa que éstos serán más o menos peligrosos según mayores o menores sean la envergadura y la frecuencia del daño que causen. El análisis de riesgo comprende tres etapas: evaluación, gestión y comunicación. Aunque se trata de un análisis subjetivo, debe de todas formas estar basado en la magnitud del riesgo que encierra el agente estudiado.

Para evaluar posibles riesgos que pudieran entrañar los OGM para la salud humana y ambiental, se procura identificar ambos peligros y estimar su magnitud y frecuencia, así como determinar los productos convencionales que pueden servir de alternativa a los OGM. Aun así, se trata todavía de un análisis subjetivo, que implica aspectos físicos y biológicos, como también la definición de las prácticas óptimas en este plano. Como los riesgos asociados a una variedad transgénica dependen de las complejas interacciones resultantes de la modificación genética, de la ontogenia de los organismos involucrados, y de las propiedades del ecosistema en el cual es liberada (Figura 1), los procedimientos de análisis deben ser aplicados en una escala amplia (Bárcena et al., 2004; EFSA, 2010).

De ese modo, la evaluación de los riesgos debe tener como base una matriz, que comprenda por una parte la escala espacial —planta, parcela, ﬁncas agrícolas y región— y, por otra, los efectos directos e indirectos de la variedad transgénica en la agricultura, el ecosistema y la economía (Bárcena et al., 2004).

En muchos países, la liberación de un cultivar transgénico destinado al cultivo comercial en gran escala debe de englobar, entre otros aspectos, la evaluación de riesgos caso por caso y paso a paso. De esa manera, los peligros potenciales deben ser identificados a lo largo de la evaluación, estimándose en cada caso su probabilidad de ocurrencia, así como las posibles consecuencias adversas de la liberación del OGM.

Las evaluaciones de riesgos contienen, por lo general, consideraciones sobre la posibilidad de peligros potenciales de las plantas transgénicas.

Así, es preciso considerar aspectos tales como: i) la ventaja selectiva conferida a un pariente silvestre a causa de la transferencia de genes a plantas sexualmente compatibles; ii) la posibilidad de una transferencia horizontal o lateral del transgen; iii) la posibilidad de que el polen de la planta transgénica tenga efectos alérgicos o tóxicos; iv) el aumento de la supervivencia, del establecimiento y la diseminación de las plantas transgénicas; y v) los efectos adversos sobre otros organismos y la toxicidad debida a los impactos directos o indirectos del transgen (EFSA, 2010; Paes de Andrade et al., 2012).

Planta GM

Variedad Variación genética Uso, etc.

INTERACCION

Uso local, MIP, MIE, Clima, suelo, agua, actividades no altitud, flora, fauna, etc. productivas, conservación

Zona geográfica Sistema de manejo

Figura 1. Triángulo de interacción para el análisis de posibles riesgos en la adopción de tecnologías transgénicas.

Fuente: Guidance on the environmental risk assessment of genetically modified plants, EFSA, 2010.

Riesgos ambientales

Según los efectos que provoquen, los riesgos asociados pueden clasificarse en tres grupos: alteración de la dinámica de las poblaciones, transferencia de genes, y contaminación de alimentos y del ambiente.

Entran en el primer grupo aquellos efectos nocivos sobre organismos que no son el objetivo mismo de la transformación genética, como las mariposas (Losey et al., 1999; Hansen y Obrycki, 2001), las abejas (Pham-Delégue, 1997), los microorganismos del suelo (Saxena, Flores y Stotzky, 1999) y los enemigos naturales de las plagas, como avispas y otros. Se clasifican también en este grupo aquellos efectos que favorecen el desarrollo de una o más especies en detrimento de otras, como ocurre con el Fusarium sp. y los nemátodos, y el aumento de la frecuencia de plagas y malezas resistentes al efecto del transgen (Huang et al., 1999; Al-Kaff et al., 2000; Pengue, 2001).

Riesgos en la biodiversidad y otros organismos

La expresión riesgos en No-Blanco, traducción del inglés non target risk, se refiere a los impactos no intencionales sobre el ambiente receptor de un OGM vegetal. Comprende así alteraciones en la biodiversidad, efectos a nivel de las redes tróficas y alteración de procesos ecosistémicos a nivel de suelo.

La biodiversidad es la “variabilidad entre organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte”; esta variabilidad se expresa al nivel de individuos en una población, de especies en una comunidad, o de ecosistemas en una región. Existe preocupación acerca de los riesgos que pueden significar los Cry-Bt para la diversidad debido a que los mismos se insertan en agroecosistemas, los cuales ya contienen una diversidad degradada. El principal desafío de una Evaluación de Riesgo Ambiental (ERA) está en poder discriminar la variación natural de los cambios provocados por el cultivo de OGM en la abundancia de genotipos, especies y procesos ecosistémicos. Esta naturaleza multidimensional de la biodiversidad dificulta la implementación de los estudios y oscurece la interpretación de sus resultados.

Un punto de partida aceptable son los estudios comparativos de riqueza específica instantánea. La riqueza específica de una comunidad ha sido utilizada como un indicador eficiente de la diversidad con fines comparativos.

Las redes tróficas están constituidas por complejas relaciones entre los organismos que componen un ecosistema y son parte vital del proceso de transferencia de materia y energía de los mismos.

IMPACTOS SOBRE OTROS ORGANISMOS

Conservando la población de plagas a niveles sumamente bajos, los cultivos Bt pueden generar hambre en los enemigos naturales en la medida que estos insectos benéficos necesiten una cantidad pequeña de presa para sobrevivir en el agroecosistema. Los insectos parásitos serían los mayormente afectados porque ellos son más dependientes de hospederos vivos para su desarrollo y supervivencia; mientras que algunos predadores podrían teóricamente alimentarse de presas muertas o agonizantes.

Los enemigos naturales también podrían ser afectados directamente a través de las interacciones a niveles intertróficas. Las evidencias en los estudios realizados en Escocia (Andow y Hilbeck, 2004.) sugieren que los áfidos son capaces de secuestrar la toxina del cultivo Bt y transferirla a sus predadores (coccinélidos), afectando a su vez la reproducción y la longevidad de los coccinélidos benéficos. El secuestro de sustancias químicas secundarias de las plantas por herbívoros, quienes luego afectan el comportamiento de parásitos no es raro. La posibilidad que las toxinas de Bt se muevan a través de las cadenas alimenticias presenta serias implicaciones para el control biológico natural en los distintos agroecosistemas.

ESTRATEGIAS DE MANEJO Y PREVENCION DEL RIESGO. ESTRATEGIAS CIENTIFICAS Y BIOLOGICAS

Implica la evaluación de riesgos “no-objetivo” como punto inicial para la creación de una línea base.

La evaluación de riesgos de los cultivos transgénicos, se apoya en principios ecológicos para seleccionar especies, especificar un punto meta, y desarrollar protocolos de evaluación. La selección de especies es hecha caso por caso, tomando en consideración el transgén, el organismo, y el medioambiente relevante; los puntos meta son concretos y relevantes al riesgo ambiental; y los protocolos de evaluación están basados en principios científicos transparentes.

Las comparaciones de riesgo relevantes son desarrolladas al principio del análisis de riesgo, el cual amplía su alcance para incluir algunas comparaciones que no serían consideradas bajo el modelo ecotoxicológico

Este método evita algunas de las potenciales arbitrariedades relacionadas con el modelo de especies no nativas. Aquí nos enfocamos en los estadíos iniciales de la evaluación de riesgos. Los costos son reducidos al enfocar la evaluación en unas pocas especies “no-objetivo”, y la incertidumbre es abordada al escoger especies relevantes, ampliando la lista de especies, y usando metodologías de pruebas múltiples y factores de incertidumbre.

A continuación se explica el proceso de selección de especies no-objetivo para una evaluación ecológica de riesgos.

La selección de especies en el modelo ecológico es específica para cada caso, dependiendo del cultivo transgénico y del contexto de su cosecha, y prioriza especies que podrían ser afectadas adversamente por el cultivo transgénico. La selección de las especies sigue cuatro pasos: (1) establecimiento de grupos funcionales de acuerdo a su papel ecológico o función en el ecosistema, (2) clasificación de las especies “no-objetivo”, encontradas en el medioambiente relevante, en estos grupos funcionales, (3) priorización de estas especies en base a principios ecológicos, y (4) seleccionar un número de especies de alta prioridad para la prueba (Andow y Hilbeck, 2004).

(1) Establecimiento de grupos funcionales

Como primer paso en la selección de las especies, es necesario identificar las funciones y servicios del ecosistema (incluido el mantenimiento de los herbívoros, como parte de la red alimentaria, la polinización, la regulación de las poblaciones de plagas de artrópodos por enemigos naturales y los descomponedores del material vegetal) proporcionados por el sistema de producción (agroecosistema) y los grupos funcionales de las especies involucradas, en el ambiente con la planta GM que es probable que se cultive (EFSA, 2010).

(2) Clasificación de las especies “no-objetivo” (No-Blanco)

En la segunda etapa, las principales especies ligadas a los grupos funcionales identificados en el paso anterior deben ser mencionados, teniendo en cuenta la planta modificada genéticamente y los organismos asociados en el medio ambiente receptor (Birch et al., 2004, Hilbeck et al., 2006). Una lista indicativa que detalla el papel ecológico de los invertebrados comunes en los agroecosistemas son presentados en el Cuadro 1. Algunas especies taxonómicamente relacionadas y/o etapas de la vida de la misma especie pueden tener diferentes roles ecológicos (por ejemplo, hábitos alimentarios diferentes) y este aspecto debe ser considerado (EFSA, 2010).

Cuadro 1. Ejemplos de grupos funcionales.

Grupo funcional Ejemplos de grupos funcionales Insectos que se alimentan del floema: Afidos (Hemiptera: Aphididae), cigarritas (e.g. Hemiptera: Cicadellidae), ciertos Heteroptera Organismos que se alimentan del contenido celular: thrips (Thysanoptera: Thripidae), Acaros (Acarina) y Nematoda Herbívoros (Tylenchida: Meloidogynidae) Masticadores: escarabajos de hojas (Coleoptera: Chrysomelidae), larvas de Lepidoptera, larvas de Diptera, saltamontes (Orthoptera Ensifera), gastropodos (Mollusca, Gastropoda) Escarabajos: Coleoptera (Coccinellidae, Carabidae, Staphilinidae) Predatores: Heteroptera (e.g. Nabidae, Anthocoridae) Predatores de moscas: Diptera (e.g. Syrphidae) Predadores Crisopas: Neuroptera (e.g. Chrysopidae, Hemerobidae) Trips: Thysanoptera (e.g. Aeolothrips) Arañas y Opiliones: Araneae and Opiliones Enemigos Acaros: Acarina (e.g. Phytoseiidae) naturales Nematoda (e.g. Mononchus sp) Hymenoptera (e.g. Ichneumonidae, Braconidae, Parasitoides Aphelinidae) Parásitos y Bacterias, Hongos y Virus. Patógenos Organismos Nematoda (e.g. Heterorhabditidae, Steinernematidae), entomopatógenos Microorganismos patógenos. Abejas solitarias o gregarias (Hymenoptera: Apidae), Polinizadores Moscas (Diptera: Syrphidae); Coleoptera (e.g. Melyridae, Curculionidae, Scarabaeidae) Larvas de Diptera (e.g. Phoridae, Sciaridae), Nematoda (e.g. Rhabditidae, Dorylaimidae), Colembolos Descomponedores (Collembola), Acaros (Acarina), Lombrices (Haplotaxida: Lumbricidae), Isopoda, Simbiontes de plantas Rhizobacterias, micorrizas.

Fuente: Guidance on the environmental risk assessment of genetically modified plants, EFSA, 2010.

En la clasificación de las especies relevantes de ONB, especies de valor económico, estético o cultural, o especies de importancia conservacionista considerada como amenazada o en peligro de extinción también tienen que ser incluidas.

(3) Clasificación de especies sobre la base de los criterios ecológicos

En la lista generada en el paso 2 de la selección de especies, se deberán priorizar las especies de ONB de cada grupo funcional pertinente (Birch et al., 2004, Hilbeck et al., 2006).

Los principales criterios a tener en cuenta en este proceso de priorización son:

• Especies expuestas a la planta GM en condiciones de campo, específicamente teniendo en cuenta las etapas de vida presentes en el período de la exposición; • Sensibilidad conocida de la especie para el producto expresado en la planta GM; • Relación con el sistema de producción (agroecosistema), y la presencia de fuentes de alimentación alternativa; • La abundancia; • Las interacciones con las especies objetivo (trófica y planta- mediada); • Especies vulnerables (son ciertas poblaciones que están amenazadas y por lo tanto más vulnerables a las presiones adicionales); • Pertinencia con respecto a los hábitats adyacentes, incluyendo los hábitats naturales y seminaturales.

(4) Seleccionando especies Focales.

Aquellas especies a las que se les ha dado alta prioridad se mantienen como candidatas para la prueba. Este proceso de selección final no es un proceso puramente científico, pero debería ser transparente. Sugerimos que varias especies por cada grupo funcional sean seleccionadas para determinar la especie focal. Claramente, experimentando con más especies se mejora el nivel de precaución en la evaluación. Sin embargo, el número de especies probadas posiblemente estén influenciadas por otros factores, incluidos los económicos y los políticos.

Con base en las consideraciones que se abordan en los pasos anteriores de selección de especies, un número limitado de especies focales (indicadores) se debe seleccionar de cada grupo funcional. Un marco teórico para la selección de especies focales se presenta en la Figura 2. En esta etapa, algunos criterios prácticos pueden ser considerados en la selección final de las especies focales. Puede ser que, entre las especies priorizadas, algunos se pueden probar más eficazmente en condiciones de laboratorio, o es más probable que esté disponible en cantidades suficientes en el campo para obtener resultados estadísticamente significativos (Gathmann et al., 2006a, Gathmann et al., 2006b, Todd et al., 2008). Las restricciones legales pueden limitar las pruebas en especies de O-NB p.ej. las especies protegidas, por lo que este aspecto también puede influir en la elección final de las especies focales.

Se espera que, al final del proceso de selección, los solicitantes han seleccionado al menos una especie de coordinación de cada grupo funcional relevante identificada en la formulación de problemas para su

ulterior examen en la ERA. Diferentes fuentes posibles de exposición para cada especie clave (en las etapas de desarrollo más relevantes) a ensayar debe ser considerado en el proceso de selección de especies focal.

En el Cuadro 2 se presenta una relación de los principales controladores biológicos por plaga de maíz, reportada en el Perú al 2012 de donde se podrían seleccionar candidatos para validar como indicadores (especies focales).

Cuadro 2. Lista de los principales controladores biológicos por plaga de maíz, reportada en Perú al 2012.

PLAGA PARASITOIDE DE PARASITOIDE DE PARASITOIDE DE LARVAS PREDATORES ENTOMOPATO- NINFAS HUEVOS GENO

Gusanos de Archytas marmoratus Cicendellidea tierra: Agrotis Towsend, (Diptera: trifasciata peruviana. spp., Feltia Tachinidae) (Fab) (Coleptera.: spp., Cicendellidae) Peridorma sp. Bonnetia comta (Fallen) (Diptera: Tachinidae) Megacephala carolina chilensis (Lap) Bonnetia sp. (Diptera: (Coleptera.: Tachinidae) Cicendellidae)

Gonia pallens Wiedemann Blennius sp. (Diptera: Tachinidae) (Coleptera: Carabidae)

Gonia peruviana Calosoma Townsend (Diptera: abbreviatum Cham. Tachinidae) (Coleptera: Carabidae)

Prosopochaeta fidelis Calosoma rufipennis (Diptera: Tachinidae) (Coleptera: Carabidae)

Winthemia reliqua Chlaenius sp. (Diptera: Tachinidae) (Coleptera: Carabidae)

Enicospilus sp Notiobia peruviana (Hymenoptera: (Dejean) (Coleptera: Ichneumonidae) Carabidae)

Coccygomimus sp (Hymenoptera: Ichneumonidae)

Apanteles elegans Blanchar. (Hymenoptora : Braconidae)

Chelonus sp. (Hymenoptora : Braconidae)

Meteorus chilensis Porter (Hymenoptora : Braconidae)

Elasmopalpus Stomatomyia Cicendellidea lignosellus meridionales (Townsend) trifasciata peruviana. (Fab) (Coleptera.:

(Zeller) (Diptera: Tachinidae) Cicendellidae)

Orgilus sp.; (Hymenoptera: Megacephala carolina Braconidae) chilensis (Lap) (Coleptera.: Chelonius insularis Cicendellidae) Cresson (Hymenoptera: Braconidae Blennius sp. (Coleptera: Carabidae)

Calosoma abbreviatum Cham. (Coleptera: Carabidae)

Calosoma rufipennis (Coleptera: Carabidae)

Chlaenius sp. (Coleptera: Carabidae)

Notiobia peruviana (Dejean) (Coleptera: Carabidae)

Dalbulus Anagrus flaveolus W maidis y (Hymenoptera: Peregrinus Mymaridae) maydis

Rhopalosiiphh Aphidius matricariae Chrysoperla sp. Entomophthora sp. um maidis (L.) Haliday (Neuroptera: (Hymenoptera: Chrysopidae) Aphididae) Hemerobious sp Aphidius colemani (Neuroptera : Viereck Hemerobiidae) (Hymenoptera: Aphididae) Nabis capsiformis (Hemiptera: Nabidae) Lysiphlebus testaceipes (Cresson) Ceratomegilla (Hymenoptera: maculata De Geer Aphididae) (Coleptera: Coccinellidae) Praon volucre Haliday (Hymenoptera: Eriopis connexa Aphididae Germar (Coleptera: Coccinellidae)

Hippodamia convergens Guerin. (Coleptera: Coccinellidae)

Scymnus sp (Coleptera: coccinellidae)

Allograpta exótica Wiedman (Diptera: Syrphidae)

Allograpta piurana

Shanon (Diptera: Syrphidae)

Baccha clavata F (Diptera: Syrphidae)

Syrphus shorae Fluke (Diptera: Syrphidae)

Spodoptera Telenomus remus Archytas marmoratus Chrysoperla externa frugiperda (J.E. Townsend (Diptera: (Hagen) (Neuroptera Smith) Tachinidae) Chrysopidae)

Eucelatoria australis Rhinacloa sp. (Diptera: Tachinidae) (Hemiptera: Miridae)

Winthemia reliqua Cortés. Paratriphleps (Diptera: Tachinidae) laeviusculis Champ.

Enicospilus merdarius Orisus insidiosus Say ( Gravenhorst Hemiptera (Hymenoptera: Anthocoriaqe) Ichneumonidae) Aknysus sp. Campoletis perdistincta Hemiptera: Neididae) (Viereck) (Hymenoptera: Ichneumonidae) Zelus nugax Stal (Hemiptera: Campoletis curvicauda Reduviidae) (Hymenoptera: Ichneumonidae) Geocoris punctipes Say (Hemiptera: Chelonus insularis Cresson Lygaeidae) (Hymenoptera: Braconidae) Nabis punctipennis Blanchard (Hemiptera: Nabidae)

Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae)

Cicendellidea trifasciata peruviana (Fab) (Coleptera: Cicendellidae)

Megacephala carolina chilensis (Lap.) (Coleptera: Cicendellidae)

Blennius sp. (Coleptera: Carbidae)

Calosoma abbreviatum Chand. (Coleptera: Carbidae)

Calosoma rufipennis Dej. (Coleptera: Carbidae)

Chlaenius sp. (Coleptera: Carbidae)

Notiobia peruviana (Dej) (Coleptera: Carabidae)

Diatraea Trichogramma spp. Paratheresia claripalpis saccharalis (Hymenoptera: (Diptera: Tachinidae) Fabricius Trichogrammatidae) Cotesia spp (Hymenoptera: Braconidae)

Heliothis zea Trichogramma Netelia sp. (Hymenoptera: Chrysoperla externa (Boddie) perkinsi (Girault) Ichneumonidae) (Hagen) (Neuroptera (Hymenoptera: Chrysopidae) Trichogrammatidae) Sarcodexia innota (Wlk) (Diptera: Sarcophagidae) Rhinacloa sp. Trichogramma (Hemiptera: Miridae) fasciatus (Perkins) Winthemia sp. Diptera: (Hymenoptera: Tachinidae) Paratriphleps Trichogrammatidae) laeviusculis Champ. ( Archytas marmoratus Hemiptera (Diptera: Tachinidae) Anthocoridae)

Orius insidiosus Say ( Hemiptera Anthocoridae)

Aknysus sp. Hemiptera: Neididae)

Zelus nugax Stal (Hemiptera: Reduviidae)

Geocoris punctipes Say (Hemiptera: Lygaeidae)

Nabis punctipennis Blanchard (Hemiptera: Nabidae)

Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae)

Cicendellidiea trifasciata peruviana (Fab) (Coleptera: Cicendellidae)

Megacephala carolina chilensis (Lap.) (Coleptera: Cicendellidae)

Blennius sp. (Coleptera: Carbidae)

Calosoma abbreviatum Chand.

(Coleptera: Carbidae)

Calosoma rufipennis Dej. (Coleptera: Carbidae)

Chlaenius sp. (Coleptera: Carbidae)

Notiobia peruviana (Dej) (Coleptera: Carbidae)

Tallula Trichogramma spp.. ( Apanteles concordalis Chrysoperla externa atramentalis Hymenoptera: Cameron (Hymenoptera: Hagen (Neuroptera: Lederer Trichogrammatidfae) Braconidae) Chrysopidae)

Phanerotoma sp. Paratriphleps (Hymenoptera: laeviusculis Champ. Braconidae) (Hemiptera Anthocoridae) Chelonus sp. (Hymenoptera: Orius insidiosus Say Braconidae) (Hemiptera Anthocoridae) Nemorilla angustipennis (Tns) (Diptera: Tachinidae) Rhinacloa sp. (Hemiptera: Miridae)

Aknysus sp. (Hemiptera Neididae)

Nabis punctipennis B. (Hemiptera Nabidae)

Geocoris punctipes Say (Hemiptera Lygaeidae)

Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae)

Fuente: Elaboración propia por J. Castillo V. Proyecto LAC-Biosafety, Perú. En negrita se resalta las especies más importantes y que podrían estar en relación con un desequilibrio biológico más relevante.

Figura 2: Marco teórico para la selección de especies focales por grupo funcional.

Fuente: Guidance on the environmental risk assessment of genetically modified plants, EFSA, 2010.

La Universidad Nacional Agraria La Molina cuenta con el Laboratorio de Ecología Microbiana y Biotecnología Marino Tabusso que es uno de los pocos laboratorios en el Perú que puede llevar a cabo análisis microbiológicos de suelos, compost, abonos y calidad de los biofertilizantes tanto producidos en el país como importados. Desarrolla conocimientos sobre la microbiología del suelo especialmente rizosférica, su dinámica e interacciones para un manejo sustentable de los diferentes ecosistemas en beneficio del agricultor y la comunidad en general. Tiene registros de microorganismos del suelo y bioinoculantes como

Rhizobium, Bradyrhizobium, Azotobacter, Bacillus, entre otros (D. Zuñiga, 2007). El laboratorio es una fuente de información para la selección de candidatos para validar como indicadores (especies focales) que permitan analizar el efecto de los OGM en O-NB del suelo.

Otra información sobre flora fungosa del suelo se encuentra en García Rada y Stevenson, 1942, así como en Fernández-Northcote, E.N. 1964.

En el Cuadro 3 se presenta una relación base de malezas asociadas al cultivo de maíz que pueden estar asociadas a grupos funcionales y para tomarlos en cuenta en el manejo del cultivo de un híbrido transgénico. En el Cuzco en campos de maíz blanco gigante han sido reportadas las malezas Huillco, rábanos, nabos silvestres, amarantáceas, grama dulce (Cynodon dactylon) y kikuyo (Pennisectum clandestinum) (Echegaray P., 2012).

Cuadro 3. Relación base de las principales especies de malezas asociadas al cultivo de maíz en Costa Central.

NOMBRE CIENTIFICO NOMBRE COMUN FAMILIA REFERENCIA

Acalipha infesta acalifa Euphorbiaceae 1

Althernanthera sp. Fors. hierba blanca Amaranthaceae 1

*Amaranthus dubius Mart. yuyo Amaranthaceae 1,2

*Amaranthus hibridus L. Yuyo Amaranthaceae 1,2

Argemone mexicana L. cardosanto Papaveraceae 1

Bidens pilosa L. amor seco Compositae 1

Canchrus spp. L. cadillo Amaranthaceae 2

Cynodon dactylon (L.) Pers. grama dulce Gramineae (Ahora Poaceae) 1

Cyperus esculentus L. coquito Cyperaceae 1

Chenopodium álbum L. cenizo Chenopodiaceae 2

Chenopodium ambrosioides L. paico Chenopodiaceae 1

*Chenopodium hirsinum quinua silvestre Chenopodiaceae 1

*Chenopodium murale L. hierba del gallinazo Chenopodiaceae 1,2

*Chenopodium petiolare quinua silvestre Chenopodiaceae 1

Coronopus didymus (L.) Sm. ---- Cruciferae 2

*Datura stramonium L. chamico Solanaceae 1

Eleusine indica (L.) Gaertn pata de gallina Gramineae (ahora

Poaceae) 2

Euphorbia heterophylla L. lechera Euphorbiaceae 1

Euphorbia hypericifolia L. hierba golondrina Euphorbiaceae 1

Euphorbia peplus L. leche – leche Euphorbiaceae 1

Fumaria officinalis L. fumaria Fumariaceae 2

*Fumaria capreolata fumaria Fumariaceae 1

*Fumaria parviflora culantrillo Fumariaceae 1

*Galinsoga sp. galinsoga Compositae 1

Galinsoga parviflora Cav. galinsoga Compositae 2

Ipomoea purpurea (L.) Roth campanilla Solanaceae 1

Leptochilca spp. Beauv. leptocloa Gramineae 2

*Medicago hispida trébol dulce Leguminosae (ahora Fabaceae)

*Melilotus indicus (L.) All. carretilla Leguminosae (ahora Fabaceae)

*Nicandra physalodes (L.) capulí cimarrón, Solanaceae 1 Gaerth. capulí de la costa 2

Oxalis atroglandulosa falso trébol Oxalidaceae 1

Plantago major L. llantén Plantaginaceae 1

Polygonum hydropiperoides ----- Polygonaceae 1 Michx.

*Portulaca oleraceae L. verdolaga Portulacaceae 1,2

Rumex crispus L. lengua de vaca Polygonaceae 1

Setaria sp. pega – pega Graminae 1

Sida paniculata L. rabo de zorra Malvaceae 1

Solanum nigrum L. hierba mora Solanaceae 1,2

Sonchus oleraceus L. Cerraja Compositae 1,2

Sorghum halepense (L.)Pers. grama china Gramineae 1

Stachys arvensis L. staschys Labiatae 1

Taraxacum officinalis Weber diente de león Compositae 1

Trianthema portulacastrum L. verdolaga grande Aizoaceae 2

Verbena litoralis H.B.K. Verbena Berbenaceae 1

Veronica pérsica Poir. Verónica Scrophulariaceae 1

*especies predominantes

Fuentes: 1. Takahashi Sakura, R. 1974; Rivera Idrogo, M. 1982.

ESTRATEGIAS TECNICO AGRONOMICAS PARA EL MANEJO DEL RIESGO “NO-BLANCO”

Manejo del riesgo en el laboratorio y vivero

Confinamiento

Así como un OGM bajo desarrollo en el laboratorio es trasladado al cuarto de crecimiento y dentro del vivero, el requerimiento básico de bioseguridad es limitar la propagación de estos organismos y su material genético. Los laboratorios y los invernaderos para mantener o permitir el desarrollo de estos organismos deben ser diseñados de tal manera que sean espacios cerrados asegurando el confinamiento.

Confinamiento en laboratorio

El confinamiento físico de plantas transgénicas y células de plantas dentro de laboratorio, y cuartos de crecimiento se logra por procedimientos de “Buenas Prácticas de Laboratorio”. Las plantas pueden ser monitoreadas con facilidad bajo tales condiciones, aunque se debe tener cuidado de asegurarse que las semillas producidas en el laboratorio o en condiciones de cuarto de crecimiento son cuidadosamente recogidas para la disposición o su uso subsecuente.

Al etiquetar plantas o recipientes se deberá evitar confundir accidentalmente las plantas transgénicas y las no transgénicas. Todos los materiales deben ser eliminados por la esterilización a vapor (en autoclaves) y así se evitará su propagación o dispersión fuera del confinamiento.

Confinamiento en invernadero

Los invernaderos están diseñados para mantener fuera a los insectos, animales y plantas que no participan en los ensayos. Se pueden utilizar los invernaderos convencionales para los OGM solo que debe de adecuarse para mantener altos niveles de confinamiento, como por ejemplo:

• Se debe de filtrar las corrientes de aire, para evitar la entrada de posibles patógenos o partículas de 75

polen y la salida de polen. • Se debe tener sistemas de control de desinfección del agua en el caso de que no se cuente con agua de calidad para evitar la entrada de patógenos. Debe tener facilidades para la esterilización por autoclave de plantas o sus partes, • Se debe desinfestar el ambiente al finalizar los experimentos, para eliminar los restos de las plantas transgénicas. • Se debe limitar la entrada solo a personal autorizado y entrenado, • Se debe realizar un transporte seguro de OGMs dentro y fuera del alojamiento. • Se debe tener métodos para monitorear “escapes” accidentales durante y después del experimento.

Los invernaderos de baja calidad no pueden prevenir totalmente que el polen salga del confinamiento, pero en los de alta calidad esto si se puede prevenir. El confinamiento del polen requiere de equipo especializado, de materiales, y de detalles caros de construcción, que pueden estar más allá de los medios económicos de muchas instituciones. Una solución fácil usada para este problema es poner pequeñas bolsas sobre las flores masculinas antes que el polen se libere. El confinamiento más efectivo sé logra construyendo dentro del invernadero, una pequeña habitación sellada con un sistema especial de filtros que bloquean la salida del polen.

Manejo del riesgo en el campo experimental

El riesgo ambiental es una función de las características combinadas de un organismo, de la naturaleza de la modificación genética, y del sitio (ecosistema local) donde el OGM será liberado. Cada característica proporciona oportunidades para manejar los riesgos potenciales. No todos los OGM poseen el mismo nivel de riesgo. De acuerdo con eso, los evaluadores de bioseguridad deberán adaptar los procedimientos de manejo de riesgo a la naturaleza y magnitud de un riesgo identificado y hacerlo caso por caso.

Contención.

La contención o medidas para mantener a los organismos experimentales dentro de una zona se logra con bordes o limites designados; esto quiere decir que se asigna un área de cultivo totalmente aislada o en el caso en que exista la posibilidad de la transferencia por vía polen se pretende atrapar el polen, sembrando alrededor del cultivo plantas no transgénicas para la contención de este polen. Estos procedimientos son para prevenir o minimizar la propagación no intencional de un OGM o su material genético.

Estrategias físicas de contención

Los medios físicos para la contención de plantas GM incluyen aislamientos geográficos, espaciales, el uso de estructuras como cercas, pantallas y mallas. Todas tienen el objetivo de mantener alejados a los animales y proteger a los cultivos que no son transgénicos.

Cuando el suelo disponible es insuficiente para el aislamiento espacial, uno o más de los siguientes procedimientos pueden reducir o prevenir la propagación del OGM o los transgenes por medio del polen o semillas:

• Plantar, en las hileras del borde variedades no GM, alrededor del campo de prueba para “recoger” el polen de los OGM. • Colocar bolsas en las estructuras florales para protegerlas de insectos polinizadores y/o prevenir la propagación del polen por vectores como los insectos, viento o transferencia mecánica. • Cubrir las flores femeninas después de la polinización, para prevenir la diseminación o pérdida de semillas GM. • En casos en los que los objetivos de la investigación no requieran la producción de semillas para el análisis o para las plantaciones subsiguientes, se deberá remover las estructuras florales que producen el polen y las que intervienen en la producción de semillas. • Cosechar el material de plantas de interés experimental antes de su maduración sexual. • Localizar campos de prueba cercados por caminos o edificios.

•

Estrategias biológicas de contención

Los procesos biológicos pueden proveer medios altamente efectivos para prevenir la transmisión no intencionada de material genético. El aislamiento reproductivo es un método común de contención biológica, puede ser alcanzado en una variedad de formas:

• Sembrar plantas GM en un área donde no se encuentren especies silvestres o tipos de “malezas” sexualmente compatibles. • Remover todas las especies silvestres o malezas sexualmente compatibles encontradas en el área según la distancia de dispersión del polen de los cultivos GM. • Cubrir o empacar las flores para protegerlas de los insectos polinizadores o prevenir la polinización por el viento. • Remover todas las estructuras reproductivas en una etapa temprana del desarrollo antes de la maduración. • Recoger los rizomas y todos los tejidos capaces de desarrollarse en plantas maduras bajo condiciones naturales. • Explotar las diferencias en el tiempo de florecimiento, para que el polen GM no sea liberado en el tiempo cuando las plantas sexualmente compatibles cercanas sean receptivas.

Refugios estructurados para liberaciones comerciales

Los refugios contienen plantas del mismo cultivo sin la característica biotecnológica de protección contra los insectos blanco y proveen un área donde los insectos susceptibles y no-blanco pueden desarrollarse. Esta área sirve para diluir la presión de selección hacia la resistencia y darles condiciones de habitat a poblaciones sensibles y O-NB. En el caso de características en “alta dosis”, los insectos susceptibles producidos en el área refugio sirven también para aparearse con cualquier posible insecto resistente que

sobreviva en el área del cultivo Bt. Esto impide que la progenie herede la resistencia a la proteína insecticida.

El tamaño del área del refugio estructurado debe tener en cuenta los factores que afectan la presión de selección hacia la resistencia, además de la aceptación de los productores. Las áreas refugio normalmente rinden menos que la contraparte biotecnológica porque deben permitir cierto nivel de daño por los insectos para producir insectos susceptibles y mantener por otro lado un equilibrio en las cadenas tróficas relacionadas a la plaga insectil. El valor del cultivo y el nivel de industrialización del sistema agrícola (versus agricultura de subsistencia) deben ser considerados cuando se determina el tamaño apropiado del refugio.

En muchos casos, lo más deseable es que el refugio se siembre como un bloque separado, o en un lote separado del cultivo Bt. Este aislamiento impide que los insectos prueben una planta protegida contra insectos y luego vayan a una no protegida, recibiendo una dosis insecticida menor a la completa. Si los insectos se desplazan desde el cultivo protegido hacia las plantas del refugio o viceversa, se puede reducir el tamaño efectivo del refugio y favorecer la supervivencia de los insectos parcialmente resistentes.

Con un refugio separado, el productor es responsable de asegurar que el refugio se siembre al costado del cultivo Bt. Dicho refugio separado puede ser provisto entregando una pequeña bolsa de semillas para el refugio junto con el mayor volumen de las bolsas de las semillas Bt, o alentando a que el productor compre las semillas del refugio en forma separada.

En otros casos, puede ser más apropiado que el refugio sea provisto como una mezcla de semillas. Esto simplifica las operaciones del productor y cambia las responsabilidades del cumplimiento con los requisitos del refugio hacia el proveedor de las semillas. En los casos donde el movimiento de los insectos entre las plantas es limitado, o donde el movimiento no favorece la supervivencia de los insectos parcialmente resistentes, las mezclas de semillas pueden ser altamente efectivas.

Incorporación de las tecnologías Bt en los sistemas de manejo integrado de plagas

Las plantas transgénicas tienen el potencial de aumentar la producción agrícola y reducir el uso de insecticidas en los sistemas agrícolas. Sin embargo, los beneficios de la tecnología transgénica dependerán de varios factores, incluyendo las especies de plantas, su complejo de plagas insectiles, las condiciones ambientales y alternativas de herramientas y sistemas de manejo de plagas. El beneficio será más evidente para los insectos que son difíciles de controlar por cualquier otro método y/o requieren numerosas aplicaciones de insecticidas y tienen un impacto ambiental mínimo. El papel actual de la toxina Bt reduce al mínimo los impactos sobre los agentes de control biológico, pero esto no puede ser cierto para otros transgenes. Excluyendo el potencial impacto ambiental negativo, la amenaza más seria para el uso sostenible de los transgénicos es la resistencia a insecticidas y la pérdida del uso de toxinas Bt como biopesticidas. El manejo de resistencia a los insectos requiere de estrategias complejas que requieren importantes recursos para su desarrollo y mantenimiento. En contraste con algunas expectativas, es probable que los sistemas basados en plantas Bt requieran igual o mayor complejidad del manejo que los cultivos convencionales (Romeis, Shelton y Kennedy, 2008).

Emergencia de plagas secundarias y menores, como plagas principales

Los cultivos GM deben estar incorporados en un sistema más complejo de manejo integrado de plagas formando parte complementaria del complejo plagas – cultivo, bajo esta premisa. Es importante desarrollar el control de plagas utilizando prácticas de amplio espectro. Estos incluyen la rotación de cultivos, siembra directa, alta diversidad biológica en el sistema agrícola y la promoción de los antagonistas naturales de las plagas. Teniendo en cuenta la dimensión espacio-temporal de los factores demográficos naturales de la regulación que ha dado lugar a cambios en las prácticas agrícolas y los sistemas de producción. Los sistemas de producción de mantenimiento de la cubierta permanente del suelo están teniendo un éxito creciente. Los cultivos intercalados o trampas han sido favorables al mantenimiento de los complejos de artrópodos benéficos y desfavorables para el crecimiento de las poblaciones de plagas. Este nuevo diseño contextual para la protección de cultivos en general se basa en la aplicación de los principios de la agroecología, se mueve hacia el concepto de una gestión sostenible de las plagas, se caracteriza por un movimiento de un paradigma de control de plagas de campo por campo, a través de la granja por granja agroecosistema por agroecosistema.

Estrategias legales regionales

Deben ser establecidas con claridad las competencias y obligaciones que corresponden a los diferentes actores involucrados en la introducción y desarrollo de OGM (proponentes, gobierno, sociedad civil, productores, ONG) a fin de implementar los Análisis de Riesgo de OGM. Se debe incluir los aspectos de financiación de los estudios.

SINTESIS DE LAS ESTRATEGIAS PARA EL MANEJO DEL EFECTO POTENCIAL SOBRE ORGANISMOS NO-BLANCO

• Identificación de grupos funcionales dentro del agroecosistema (hervíboros, predadores, parasitoides, parásitos y patógenos, entomopatógenos, polinizadores, descomponedores, simbiontes de plantas). • Priorización de los O-NB de acuerdo a los grupos funcionales. • Análisis de las vías de exposición (directa “ingesta” o indirecta “parasitismo, contacto”). • Diseño del manejo del efecto potencial

LITERATURA CITADA

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AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi agradecimiento a todas aquellas personas que además de los coautores han colaborado en una u otra forma en la preparación de este Boletín. Mi especial agradecimiento al Proyecto LAC- Biosafety (Brasil, Colombia, Costa Rica y Perú). Un especial agradecimiento al amigo y colega Dr. Enrique N. Fernandez-Northcote por su apoyo durante la implementación del proyecto y la revisión de este Boletín, así como al M. Sc. Ricardo Sevilla P. (STCCGIAR-MINAG), Dr. Alexander Grobman T., y Dr. Oscar de Cordova por su contribución en la revisión final del documento.

Liliana Aragón C., Líder del Subproyecto.

ANEXO 1

Lista de Artículos sobre Organismos No-Blanco

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