Biofortificación del maíz para aliviar la malnutrición por deficiencia de vitamina A

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Juan José Venegas Romero
hace 6 años
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1 Biofortificación del maíz para aliviar la malnutrición por deficiencia de vitamina A Kevin Pixley, Natalia Palacios, Raman Babu, Abebe Menkir, Thanda Dhliwayo y muchos mas. K. Pixley K.Pixley@cgiar.org

2 Viene el tortillazo aumentará 50% el precio de la tortilla

3 Fuentes nutricionales en la dieta Vitamin A Carne (Higado) Vegetales (zanahoria, espinaca, batata) Hierro Carnes rojas, pescado, pollo Lentejas, frijoles Zinc Ostras, carne Frijoles, nueces, granos completos

La malnutrición por deficiencia de micronutrientes es común* Deficiencia de vitamina A (DVA) Ceguera nocturna y ceguera total Inmunodeficiencia: DVA se asocia con 20% sarampión- 24% diarrea- 20%

4 La malnutrición por deficiencia de micronutrientes es común* Deficiencia de vitamina A (DVA) Ceguera nocturna y ceguera total Inmunodeficiencia: DVA se asocia con 20% sarampión- 24% diarrea- 20% mortalidad infantil por malaria; 20% mortalidad materna Sur de Asia y Africa tienen la mayor incidencia de DVA 157 millones de niños pre-escolar 30 millones de mujeres embarazadas * La malnutrición por deficiencia de micronutrientes afecta mas de la mitad de la población mundial. Naciones Unidas SCN, 2004.

5 Biofortificación de granos básicos Micronutrientes disponibles en alimentos básicos Sustentable y económico Acompañado de información nutricional/dietetica Complementado por campañas de fortificación y suplementos Malnutrición aguda Las variedades biofortificadas deben ser agronómicamente iguales o superiores a las variedades comunes Rendimiento, tolerancia a estreses

6 Cruza alto proa x tolerancia a sequía

7 2 da cruza (para aumentar provitamina A) X X X

8 ug/g (ppm) Metodos analiticos para carotenos β-cryptoxanthin HPLC /d 0.00 BC1 S2 Lines β-carotene NIR NA? UPLC >100/d

9 LCYE afecta la proporción de carotenos en la vía metabólica 1. Alelos de LCYE identificados via: Mapeo por asociacion Analisis de expresion Mutagenesis Harjes et al., Science 2008 LCYE δ-carotene LCYB α-carotene HYDb zeinoxanthin HYDE lutein GGPP lycopene PSY PDS Z-ISO ZDS/CRISTO LCYB γ-carotene LCYB β-carotene HYDb1 β-cryptoxanthin HYDb zeaxanthin 2. CrtRB1 influencia B-caroteno ABA Yan et al., Nature Genetics 2010

Validacion de marcadores en poblaciones de mejoramiento proa (ug/g) en 9 haplotipos de 3 poblaciones diferentes LycE5 TE HydB3 TE Ratio B- Cryp Pop1 Pop2 Pop3 B- carote ne ProA Ratio B- Cryp B-

10 Validacion de marcadores en poblaciones de mejoramiento proa (ug/g) en 9 haplotipos de 3 poblaciones diferentes LycE5 TE HydB3 TE Ratio B- Cryp Pop1 Pop2 Pop3 B- carote ne ProA Ratio B- Cryp B- carote ne ProA Ratio B- Cryp B- carote ne H H H H H H ProA 8 ug/g a 20 ug/g???

11 Genotipeo con ADN de semillas antes de siembra Usamos corta-uñas para perros >10,000 semillas genotipeadas cada ciclo

12 Favorable CrtB1 allele 2x - 3x ProA Pedigree Adaptation ProA (ug/g DW) CrtB1 favorable allele KUI carotenoid syn-fs b-b-b-b-b-b-b-b Sub-trop/Early 5.3 (KUI carotenoid syn-fs b-b-b/(ku1409/ DE3/KU1409)S B)-B-1(MAS:L4H1)-1-B-B (CML297/(KU1409/DE3/KU1409)S B)-B- 1(MAS:L4H1)-1-B-B (CML297/(KU1409/DE3/KU1409)S B)-B- 2(MAS:L4H1)-4-B-B Sub-trop/Early Sub-trop/Late Sub-trop/Late CML297 Sub-trop/V Late 6.3

13 Obatanpa-ProA

14 Le servirá a ella, en su campo, el maíz biofortificado? Photo credit: H. DeGroote

15 341 parcelas demostrativas con extensión, agricultores y compañías privadas en 2011/12

16 Tons per hectare 8 hybridos prometedores para ProA: 5 sitios en Zambia + 2 sitios en Zimbabwe Best hybrid check ProA (ug/g) *

17 Híbridos de maíz biofortificado con Provitamina A (Zambia, 7 localidades ) Approx. LSD (P<0.05) Mg ha -1 Promedio de 8 hibridos comerciales Agronómicamente competitivos Provitamina A de aprox. 8 ppm 3 híbridos liberados en 2012 Mejores híbridos (15 ppm) en camino

%ProA retention %ProA retention 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.

00 0 1 2 4 6 8 10 13 16 Storage time (weeks) 120.0 100.0 80.0 60.

18 %ProA retention %ProA retention Hybrid 1 Hybrid 2 Hybrid 3 Hybrid Storage time (weeks) Line 1 Line Line 3 Moisture (%) Max Temperature (ºC) Storage time (weeks) Line 4 Min Avg

19 Que les sucede a los carotenos proa al cocinar el maíz? Foto: N. Palacios Foto: H. De Groote

20 Tortilla frita Se perdió el 36% de la provitamina A con la nixtamalización y fritura (n=13) Lozano Alejo et al., 2006

21 Efecto de la preparación de nshima 25% pérdida de β-caroteno Shanshan Li et al., 2007

22 Que les sucede a los carotenos proa después de comerlos? Prueba in vitro de bioaccesibilidad de carotenos en alimentos Mark Failla, Departamento de Nutrición Humana Parker, FASEB J, 1996

24 A. Palmer

25 A. Palmer

26 A. Palmer

27 A. Palmer

28 Johns Hopkins

31 S. Tanumihardjo

33 M. Haskell

34 M. Haskell

35 Promotores e inhibidores de biodisponibilidad en alimentos Substance Nutrient Major Sources Certain amino acids (e.g., cysteine, histidine) Fe/Zn Animal meats Fats & lipids Vitamin A Animal fats, vegetable oils Zn, Fe Vitamin A Animal meats -carotene, provitamin A carotenoids Fe/Zn Orange & green vegetables Non-digestible carbohydrates (e.g., inulin, resistant starch, raffinose) Ca, Mg, Fe, Zn Onion, garlic, whole wheat grain, common beans Vitamin E Vitamin A Vegetable oils, green leafy vegetables Ross Welch

36 dehydrogenase Vision retinol retinal Zn monooxygenase Digestion -carotene 2 retinal Zn Protein synthesis Zn retinol binding protein (RBP) Tanumihardjo et al., JAFC 2010 KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-239 x GWIC) -1-7TL B Combinando proa and Zn KUI carotenoid syn-fs b-b/cml356-b KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-356 x GWIB) -1-23TL B KUI carotenoid syn-fs b-b/cml353-b retinol:rbp in blood Zn in the action of retinol dehydrogenase (retinol to retinal); essential pigment for vision KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-239 x GWIC) -1-7TL B KUI carotenoid syn-fs b-b/cml355-b KUI carotenoid syn-fs b-b/cml356-b Zn is a probable co-factor for b-carotene mono-oxygenase (cleaves proa to vita) Zn deficiency depresses synthesis of the carrier protein of vita => lower plasma retinol concentrations KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-356 x GWIB) -1-23TL B KUI carotenoid syn-fs b-b/cml353-b KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-239 x GWIC) -1-7TL B KUI carotenoid syn-fs b-b/p903 C0 H TL B-B-B-B-B -B Pedigree Fe Zn Al KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-356 x GWIB) -1-23TL B ppm ppm ppm KUI carotenoid syn-fs b-b/cml353-b Carotenoid Syn3-FS5-1-5-B-B/CML353-B KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-239 x GWIC) -1-7TL B Carotenoid Syn3-FS5-1-5-B-B/CML355-B KUI carotenoid syn-fs b-b/cml356-b CML-305-B-B/CML356-B KUI carotenoid syn-fs b-b/(cml-356 x GWIB) -1-23TL B KUI CML-304-B-B/CML353-B carotenoid syn-fs b-b/cml353-b KUI carotenoid syn-fs b-b/cml355-b KUI Average carotenoid syn-fs b-b/(cml-239 x GWIC) -1-7TL B

Las compañías comercializarán variedades biofortificadas?

37 Los agricultores sembrarán y consumidores comerán maíz biofortificado? Los productores elegirán sembrar variedades biofortificadas? Las compañías comercializarán variedades biofortificadas? La industria comprará grano biofortificado? Los camotes ProA son anaranjados; los consumidores prefieren blancos

La nueva tecnología debe requerir menos o igual mano de obra (cocinar, procesar, etc.

38 Photo: Sherry Tanumihardjo Recomendaciones de algunos socios del proyecto H+, Zambia Madson Chisi, Instituto de Investigación Agrícola de Zambia Nshima de mijo es roja; de sorgo es gris y la gente los come; el color no es un gran problema. La nueva tecnología debe requerir menos o igual mano de obra (cocinar, procesar, etc.) Aseguren la participación de agricultores lo antes posible Marx Mbunji, SeedCo Los cultivos deben ser de alto rendimiento; no se enfoquen en esas cosas micro Photo: Hugo De Groote Photo credit: H. DeGroote

39 Recomendaciones de algunos socios del proyecto H+, Zambia Matthias Kanyemba, Ministerio de Agricultura Tenemos que informar sobre los beneficios nutricionales del maíz anaranjado para que sea aceptado El Ministerio de Agricultura tiene nutricionistas a muchos niveles provincia y aldea Fordson Nyerenda, Ministerio de Salud Publica: La Unidad de nutrición, educación y comunicaciones del Ministerio puede ayudar a promover el maíz biofortificado Es importante capacitar a todos los socios en Biofortificacion: Se necesitan información y educación para legisladores, extensionistas, nutricionistas, agricultores...

40 Los consumidores aceptarán maíz anaranjado?

41 Educando y creando demanda A. M. Ball DELICIOSO Y NUTRITIVO!

42 AU Esfuerzos multidisciplinarios Minutes Fitomejoramiento Biología molecular bioquímica Agronomía Educación y mercadeo Evaluacion participativa Socio-economía Niños saludables Nutrición Tecnología de alimentos Es un trabajo de equipo!

43 Algunos retos y desafíos Como y cuando involucrar a cada socio? Asegurar producción, mercadeo, disponibilidad de semilla Producción de semilla! Asegurar mercado para el grano biofortificado Los nutricionistas! Los fitomejoradores! Los socioeconomistas! Etc. Trabajar en equipo, con respeto a la importancia de cada uno y confiando que cada uno entregara su parte Educar al equipo, a los socios, a los beneficiarios

44 2da reunión del equipo HarvestPlus maíz, Brasil 2005

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