Innovación y Agrobiodiversidad

www.ciat.cgiar.org Since 1967 / Science to cultivate change

Joe Tohme

Marzo 19 2013

Seguridad Alimentaria para 2050

9 billones de personas 2050

50% de incremento en la produccion de alimentos para el 2050 para

enfrentar demandas globales sin danar el medio ambiente

2

Desafio para el Agro en Colombia

• Cómo proteger el rendimiento actual?

• Cómo bajar los costos de produccion?

• Cómo aumentar el rendimiento en el contexto del Cambio Climatico?

• Cómo establecer un sistema de producción con baja huella ambiental?

CIAT Agrobiodiversidad y Biotecnología

Integración de genómica y tecnología celular con conservación, mejoramiento y sistemas de semillas para:

• Conservación de los recursos geneticos

• Mejorar la calidad nutricional y productividad de los cultivos en el contexto del Cambio Climático

• Mejorar la calidad de vida de la población rural que no se ha beneficiado de los avances tecnológicos

CIAT continúa invirtiendo en infraestructura

• Laboratorio de Nutrición, 2008

• Expansión del laboratorio de

Transformación Genética, 2010

• Campos con plataformas fenotípicas

para uso eficiente de agua y

nitrógeno, 2009

• Bioinformatica, 2009

• SNP platforms for breeders – Illumina

Bead Express 2010; Fluidigm for chip

high- throughput genotyping 2011

• Sequenciación, MiSeq 2013

Nueva oportunidad Decreasing cost of sequencing in the past 10 years compared

with the expectation if it had followed Moore’s law

http://www.genome.gov/sequencingcosts

Qué esperan los mejoradores de las tecnologías de secuenciación?

• Mayor uso de bancos de germoplasma

• Detección de variabilidad genética oculta

• Mejor selección de parentales

• Conocimiento de rasgos genéticos y asociaciones Gene-trait

• Rápida y eficientes programas de selección asistida con marcadores para estres biótico y abiótico

• Nuevas estrategias de mejoramiento

• Función de genes y variación epigenética

Mejoradores gestionan con mucho mucho éxito características para

múltiples entornos

Secuenciación del genoma de yuca a gran escala

CIAT and BGI (Organizaciones genómicas más grandes del mundo) iniciaron iniciativa de comunicación destinada a

secuenciar 5,000 variedades, especies silvestres relacionadas, variedades mejoradas y poblaciones

experimentales.

•Colección racionalizada y estratégias de conservación basadas en uso de secuenciación e información de diversidad fenotípica

•Mejoramiento de yuca más acelerado y eficiente

Compromiso con el más alto nivel de estándar de acceso público

Colaboración para el intercambio de datos y recursos

RIKEN (Japan), SIBS- Chinese Academy of Sciences, IITA and the Root, Tubers and Banana (RTB) CRP,

The Danforth Center Han acordado unirse

Discusiones iniciadas con EMBRAPA

Secuenciación del genoma de yuca a gran escala

Proyecto piloto realizado con 200 variedades

utilizadas frecuentemente en el programa de

mejoramiento del CIAT

Haploides identificados a partir del Proyecto Piloto

de LAC

Secuenciación del genoma de yuca a gran escala

Plataforma Genómica-fenómica para mejoramiento de yuca

Mosca blanca Consorcio

Virus Consorcio

Bacterial Blight Consorsio

Iniciativas complementarias de germoplasma

Selección Genómica Targeted re sequencing

SNP consortium GWAS

Bases de Datos integradas

Phenotyping, Phenotyping, Phenotyping

Large-scale Cassava Genome Sequencing Initiative

Selección del uso eficiente del nitrógeno (NUE) Fenotipificación precisa de arroz, empleando tecnología de

teledetección

• NUE para eficiencia y reducción de huella ambiental

• Identificación de componentes genéticos relacionados para NUE en arroz

• Evaluación en campo de genotipos candidatos transgénicos y no transgénicos

• Infraestructura a gran escala de alta presición fenotípica screening para cambio climático, estrés y tratamientos de rendimiento potencial.

• En colaboración con Universidad de Tokyo

REDNIR

REDNIRNDVI

NDVI

RGB NIR

Infraestructuras CIAT

Integración con Bancos de Germoplasma

Integración con mejoramiento

Fenómica Genómica SNP-Illumina

Fluidgim Seq Bioinformática

CIAT: Plataformas de Biotecnología y de Recursos Genéticos

Integrar los enfoques innovadores para los cultivos de CIAT y especies de interés para America Latina

Scaling up Acceso a tecnologías

Capacitación

Transformación

Híbridos de arroz novedosos para los pequeños agricultores

Photo: Sven Torfinn

• Producción de semilla?

• Distribución de semilla?

• Adaptación Regional?

• GMO or non-GMO?

• Libertad para operar?

Existe un sistema simple para la productos de hibridos adaptable para los pequeños

campesinos?

Title

Genes mayores para la ruta de determinación sexual en maiz,

identificados y clonados en Yale

Nuevas tecnologías híbridas para el arroz – NSF BREAD: Yale – CIAT

tasselseed2: Alejandro Calderon tasselseed1: Ivan Acosta

Nuevas fronteras de investigación Nuevas tecnologías híbridas para el arroz

Centros regionales →→ pequeñas empresas de semilla →→ campo de pequenos Agricultores locales

Foundation seed → Producción Semilla hibrida →→ Incremento de rendimiento

Necesidad de un sustancial (50+%) incremento en la producción de alimentos

Las ciencias biológicas tienen un mayor potencial más ahora que nunca gracias a las

nuevas tecnologías

• Alianzas estratégicas y redes internacionales para afrontar grandes problemas científicos

• Innovación

• Desarrollo de talento

Biotecnología, Biología de sistemas y

Biología sintética

Bioinformática y Biología

Computacional

Mejoramiento, Fenómica,

Agricultura de presición, manejo de

suelos

Talento, capital y alianza sector público y privado

Investigación agrícola para el siglo 21

Herramientas para la enseñanza de la Biología y la Biotecnología en escuelas

CIAT: La ciencia de cultivar el cambio

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