ISSN 2953-6367
Marzo 2025
http://revistainvestigo.com
Vol. 6, No. 15, PP. 329-340
https://doi.org/10.56519/d3t9e761
Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo
Riobamba – Ecuador
Cel: +593 97 911 9620
revisinvestigo@gmail.com
329
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL
CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
BIOTECHNOLOGICAL STRATEGIES TO OPTIMIZE THE
CULTIVATION OF RICE (ORYZA SATIVA)
Andrea Alejandra Orbe Riofrio
1
, Sixto Alejandro Gavilanez Montesdeoca
2
, Valeria Estefanía
Astudillo Urquizo
3
, David Esteban Puyol Guevara
4
.
{andreitarbd@hotmail.es
1
, sixto.gavilanez@educacion.gob.ec
2
, valestefy@hotmail.es
3
, David.puyol@espoch.edu.ec
4
}
Fecha de recepción: 17/02/2025 / Fecha de aceptación: 24/07/2025 / Fecha de publicación: 03/03/2025
RESUMEN: La biotecnología aplicada al cultivo de arroz ha demostrado un potencial
significativo para afrontar desafíos agroindustriales y nutricionales en todo el mundo. El arroz
es un cereal que está dentro de la alimentación global y poder mejorar sus características a
través de la genética y técnicas de la ingeniería puede incrementar su calidad, resistencia y
sostenibilidad. Estos avances son cruciales para abordar problemas ambientales que genera el
cambio climático y la seguridad alimentaria. El cultivo de arroz Oryza sativa ha experimentado
avances inmensos gracias a la innovación mezclado con la genética y la ingeniería. La
biotecnología y otras técnicas modernas han permitido el desarrollo de muchas especies de
arroz, no solo resistentes a plagas sino también a presentar mejoras en la calidad nutricional.
El objetivo de esta investigación radica en como la biotecnología ha impactado en la mejora
del cultivo de arroz. Los objetivos son alcanzados empleando técnicas como la transgénesis y
la biobalística ya que han permitido la incorporación de genes específicos que hacen que
exista una mayor resistencia y tolerancia a diferentes factores. La biofortificación y la edición
génica han incrementado los niveles de proteínas, micronutrientes y vitaminas, mejorando la
disponibilidad de alimentos nutritivos. Los marcadores moleculares han facilitado la clonación
y caracterización de genes de resistencia a enfermedades bacterianas como la Mancha
Bacterial, permitiendo variedades con resistencia duradera. En Ecuador y Latinoamérica, el
cultivo de tejidos y la caracterización del germoplasma han mostrado potencial para
desarrollar variedades adaptadas a condiciones de estrés, esenciales para la mitigación y
adaptación al cambio climático. En conclusión, el uso de bacterias endófitas, como Bacillus
cereus y B. thuringiensis, ha sido una estrategia viable para mejorar la producción y
sostenibilidad del cultivo, reduciendo la dependencia de fertilizantes químicos y sus impactos
ambientales.
Palabras clave: Genética, marcadores moleculares, bacterias endófitas, arroz
1
Investigador dependiente, Riobamba-Ecuador, https://orcid.org/0009-0000-1958-5529.
2
Investigador dependiente, Riobamba-Ecuador, https://orcid.org/0009-0007-1126-4043.
3
Instituto Superior Tecnológico Riobamba, Riobamba-Ecuador, https://orcid.org/0000-0002-2791-8896.
4
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba-Ecuador, https://orcid.org/0009-0001-9467-9637.
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
330
ABSTRACT:
Biotechnology applied to rice cultivation has shown significant potential to
address agro-industrial and nutritional challenges around the world. Rice is a cereal that is
part of the global diet and being able to improve its characteristics through genetics and
engineering techniques can increase its quality, resistance and sustainability. These advances
are crucial to address environmental problems generated by climate change and food security.
The cultivation of Oryza sativa rice has experienced immense advances thanks to innovation
combined with genetics and engineering. Biotechnology and other modern techniques have
allowed the development of many rice species, not only resistant to pests but also with
improvements in nutritional quality. The objective of this research is to look at how
biotechnology has impacted the improvement of rice cultivation. The objectives are achieved
using techniques such as transgenesis and bioballistics since they have allowed the
incorporation of specific genes that make there be greater resistance and tolerance to
different factors. Biofortification and gene editing have increased the levels of proteins,
micronutrients and vitamins, improving the availability of nutritious foods. Molecular markers
have facilitated the cloning and characterization of genes for resistance to bacterial diseases
such as Bacterial Spot, allowing for varieties with long-lasting resistance. In Ecuador and Latin
America, tissue culture and germplasm characterization have shown potential to develop
varieties adapted to stress conditions, essential for mitigation and adaptation to climate
change. In conclusión, the use of endophytic bacteria, such as Bacillus cereus and B.
thuringiensis, has been a viable strategy to improve crop production and sustainability,
reducing dependence on chemical fertilizers and their environmental impacts.
Keywords: Genetics, molecular markers, endophytic bacteria, rice
INTRODUCCIÓN
La biotecnología emplea material vivo o productos biológicos para crear nuevos productos
utilizados en diversas aplicaciones farmacéuticas, médicas, agrícolas y ambientales, con el
objetivo de beneficiar a la humanidad (1), (2) . Ejemplos incluyen la producción de proteínas
recombinantes, cultivos resistentes a enfermedades, vegetales mejorados, y animales con
mayor producción, entre otros. Además, la biotecnología desempeña un papel crucial como
catalizador en la creación de nuevos productos y soluciones. Esto no solo favorece el avance de
la innovación, sino que también contribuye significativamente a reducir el impacto ambiental
asociado con la optimización de cultivo de arroz (2).
Desde su aparición, la biotecnología ha tenido como objetivo abordar los diversos problemas
que enfrenta la humanidad. Esta disciplina integra tanto métodos tradicionales como
innovadores desde perspectivas científicas y técnicas (3) . La Biotecnología Agrícola utiliza
nuevas técnicas científicas basadas en el ADN para mejorar cultivos. La biotecnología emplea
ADN recombinante para introducir rasgos novedosos que no se pueden obtener de manera
convencional, como la transformación mediada por Agrobacterium o la entrega biolística. Los
cultivos genéticamente modificados (GM), como el arroz dorado que expresa β-caroteno para
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
331
combatir la deficiencia de vitamina A, han estado disponibles comercialmente desde 1996 en
los Estados Unidos (4), (5).
La Oryza sativa, también conocida como el arroz, es uno de los cultivos de cereales más
importantes a nivel mundial, y la mejora genética en este cereal ha permitido lograr diversos
fines, como el aumento del tamaño de grano, el incremento del rendimiento, el
enriquecimiento del contenido de nutrientes y compuestos bioactivos, así como la mejora de la
actividad antioxidante, optimizando así diversas características del cultivo y traduciéndose en
mejoras en la calidad, la productividad y el valor nutricional de este cereal tan fundamental a
nivel global (6) .El arroz junto con el trigo y el maíz son alimentos esenciales que se consumen
diariamente a nivel global, alrededor del 50% de la población mundial considera indispensable
para obtener carbohidratos en su vida diaria (7). China, India e Indonesia lideran la producción
mundial de arroz, sumando el 60% del total a diferencia de otros cultivos como trigo y el maíz,
donde el 22% y 14%de su producción respectivamente se comercializa a nivel internacional, solo
el 9% del arroz producido se destina al comercio exterior. Esto implica que los mayores
productores de arroz son también sus principales consumidores (8), (9) El arroz es uno de los
cinco cultivos más importantes en Ecuador, con un consumo promedio por persona de entre 43
y 45 kg, alcanzando hasta 50 kg por persona en los últimos meses de 2020. Las provincias de
Guayas y Los Ríos lideran tanto en producción como en venta de arroz, con 223,701 y 79,399
hectáreas sembradas respectivamente. Estas provincias produjeron 1,287,856 y 328,682
toneladas métricas con rendimientos de 7.76 y 4.14 t/ha, respectivamente. A nivel nacional, la
producción de arroz alcanzó 5.35 t/ha en 2021 (10), (11), (12).
La biofortificación consiste en incrementar la densidad de nutrientes en los cultivos alimentarios
a través de mejoramiento genético convencional, practicas agronómica optimizadas y
biotecnología moderna, sin comprometer las características valoradas por los consumidores y
agricultores (13). Esta intervención agrícola, enfocada en la nutrición, puede ayudar a reducir la
deficiencia de vitaminas y minerales. Actualmente, se están desarrollando diversas iniciativas de
biofortificación, como la del hierro en frijoles, caupí y mijo perla; la de zinc en maíz, arroz y trigo,
y la de carotenoides provitamina A en mandioca, maíz, arroz y batata. El principio biológico
detrás de la biofortificación es sencillo: los cultivos biofortificados contienen más nutrientes que
sus equivalentes no biofortificados (14) . Esto significara que, siempre la biodisponibilidad y
retención de micronutrientes tras la cocción, procesamiento y almacenamiento sean similares,
las personas consumirán y absorberán más micronutrientes al ingerir cultivos biofortificados en
comparación con los no biofortificados. En poblaciones con dietas pobres en estos
micronutrientes, la ingesta de cultivos biofortificados puede mejorar significativamente el
estado nutricional (15).
El presente artículo tiene como objetivo realizar un estudio de la incidencia de la aplicación de
biotecnología en el cultivo de arroz (Oryza sativa), explorando cómo el uso de herramientas
biotecnológicas ha impactado en la mejora de este cereal.
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
332
MATERIALES Y MÉTODOS
Tipo de investigación
El presente estudio aplica el tipo de investigación cualitativa, descriptiva y exploratoria, debido
a que se realizara por medio de revisiones bibliográficas explorando diferentes bases de datos y
describiendo cada resultado obtenido de acuerdo al tema de estudio.
Entorno y fuente de datos
Para la búsqueda de las publicaciones se utilizó las bases de datos digitales de la FAO, Elsevier,
PubMed y Google Académico. Empleando las palabras clave: "biotecnología y arroz", "Oryza
sativa", "mejoramiento genético del arroz", "biotecnología agrícola y arroz", agregando
expresiones como "beneficios de la mejora genética del arroz", "aplicaciones de la biotecnología
en el cultivo de arroz", "resistencia genética y arroz" etc.
Proceso de selección de datos
Para determinar la relevancia en los estudios se abordaron criterios de inclusión y exclusión, la
parte de inclusión conforman aquellos estudios que se examinaron inicialmente el titulo y
resumen para identificar si es un estudio relevante, además estudios que tienen no más de 5
años de anterioridad, estudios que proporcionen información específica sobre la optimización
del cultivo a través de la aplicación de la ingeniería genética y biotecnología. Por otro lado, se
excluyeron aquellos estudios que carecen de datos fidedignos y reales, estudios que no tenga
información específica sobre el caso de estudio e investigaciones que no tengan acceso libre.
Las referencias se eligieron de artículos, sitios web y libros publicados en inglés y español que
cumplieron con los criterios de inclusión necesarios para garantizar la elegibilidad y la calidad.
Recursos educativos y científicos Incluye revistas revisadas por pares, sitios web
gubernamentales y educativos y libros de autores reconocidos en los campos de la biología y la
agricultura. Es importante La elección del periodo de publicación también se tuvo en cuenta a la
hora de buscar criterios que permitieran que los datos y la información reflejaran el estado
actual de la investigación. Aunque el conocimiento histórico se considera relevante y útil para
explicar el desarrollo de la educación,
Mediciones
Algunas variables de estudio son: la resistencia a plagas y enfermedades, la tolerancia a estrés
abiótico, la biofortificación y calidad nutricional, rendimiento y productividad, uso de bacterias
endófitas, impacto ambiental
Análisis de datos
Las investigaciones encontradas y seleccionadas serán analizadas con el fin de analizar,
sintetizar la información existente sobre el tema a estudiar. El estudio contendrá una lista de
referencias bibliográficas al final del trabajo, se utilizarán referencias donde el lector pueda
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
333
identificar y ubicar los datos citados. Por medio de estos datos se identificará que se sabe y que
es desconocido sobre el tema de interés.
RESULTADOS
A partir de la revisión de la literatura, se identificaron las principales incidencias y aplicaciones
de la biotecnología en el cultivo de arroz:
(16), (17) en sus investigaciones sobre el arroz biotecnológico se encuentran las siguientes
incidencias:
Desarrollo de variedades de arroz transgénico o genéticamente modificado (GM): Las
técnicas de ingeniería genética más empleadas incluyen la transgénesis utilizando
Agrobacterium tumefaciens y la tecnología de biobalística. Los objetivos principales de
estos desarrollos biotecnológicos son introducir nuevos rasgos de interés agronómico,
como resistencia a plagas y enfermedades, tolerancia a estreses abióticos, y mejora de la
calidad nutricional.
Mejora de las prácticas agrícolas: La ingeniería genética ha permitido la introducción de
características que facilitan el manejo y las prácticas de cultivo, como mayor eficiencia en
el uso de recursos (agua, nutrientes) y reducción de insumos. Esto se ha traducido en
incrementos significativos de la productividad del cultivo de arroz.
Aumento de la seguridad alimentaria y de forrajes: El desarrollo de variedades de arroz
con mejor perfil nutricional ya sea a través de la biofortificación o la introducción de genes
de interés, ha contribuido a mejorar la disponibilidad de alimentos nutritivos para
consumo humano y animal.
El artículo de “Avances recientes para mejorar la calidad nutricional del arroz” revisa diversas
estrategias para mejorar la calidad nutricional del arroz, entre las cuales se destaca el uso de
enfoques biotecnológicos (18):
Se han empleado técnicas de ingeniería genética para desarrollar variedades de arroz con
mayor contenido de proteínas, micronutrientes y vitaminas. Esto ha permitido elevar los
niveles de estos componentes nutricionales de manera dirigida.
Las herramientas de edición génica, como CRISPR-Cas9, ofrecen la posibilidad de realizar
modificaciones puntuales en el genoma del arroz para mejorar rasgos relacionados con su
valor nutricional.
Las tecnologías óhmicas, como la transcriptómica, proteómica, ionómica y metabolómica,
han proporcionado una amplia gama de herramientas y técnicas para explorar los
recursos genéticos del arroz y comprender los mecanismos moleculares involucrados en el
desarrollo de características nutricionales.
(19) en su investigación sobre la aplicación de la biotecnología en el cultivo de arroz con el uso
de herramientas moleculares obtuvo que el uso de marcadores moleculares ha facilitado la
clonación, caracterización e introgresión de genes de resistencia a enfermedades bacterianas
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
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como la Mancha Bacterial (MB) en variedades élite. Al menos 46 genes de resistencia a MB han
sido identificados y mapeados de diversas fuentes hasta la fecha. De estos, 11 genes han sido
clonados y caracterizados.
El mejoramiento asistido por marcadores sigue siendo el enfoque más eficiente para
mejorar la resistencia a MB al introducir dos o más genes de resistencia en las variedades
objetivo. Los genes xa5, xa13 y Xa21 se utilizan ampliamente en el mejoramiento asistido
por marcadores. Más de 70 variedades de arroz o líneas parentales de arroz híbrido se han
mejorado para su resistencia a MB, sola o en combinación con genes/QTL que confieren
tolerancia a otros estreses.
La piramidación de genes de resistencia a MB es una estrategia clave para desarrollar
variedades de arroz con resistencia duradera y de amplio espectro.
La incidencia de la aplicación de la biotecnología en el cultivo de arroz (Oryza sativa) en Ecuador
según (20):
El análisis de la literatura reveló que las principales técnicas biotecnológicas aplicadas al
cultivo de arroz en Ecuador y Latinoamérica han sido el cultivo de tejidos, específicamente
de anteras. Adicionalmente, se ha trabajado en la caracterización del germoplasma de
arroz con el objetivo de evaluar su potencial de producción, capacidad de resistencia a
enfermedades y estrés ambiental, así como para asegurar su conservación a largo plazo.
En cuanto al impacto de estas herramientas biotecnológicas, se ha identificado un alto
potencial para su aplicación en el desarrollo de nuevas variedades de arroz. Así lo
confirman los enormes avances alcanzados a nivel mundial en áreas como la genética
molecular. La ingeniería genética y la bioinformática, especialmente la biotecnología,
permitirán desarrollar variedades de arroz más resistentes al estrés biótico y abiótico. Esto
es importante para la mitigación y adaptación al cambio climático y también puede
resultar en mejoras significativas en el enriquecimiento de nutrientes. Calidad de semillas
y producción de productos finales con mayor valor añadido. Uno de los desafíos
pendientes es fortalecer los marcos regulatorios relacionados con el uso de la
biotecnología, en aspectos de bioseguridad, derechos de propiedad y condiciones de
acceso.
De acuerdo a (21) , las principales herramientas biotecnológicas que han tenido un impacto
significativo en el mejoramiento genético del arroz (Oryza sativa) son:
La técnica de organogénesis permite la regeneración de plantas a partir de tejidos
vegetales, facilitando la propagación y mejoramiento de variedades de arroz. La
embriogénesis somática permite la inducción de embriones a partir de células somáticas,
lo cual es útil para la selección y propagación de genotipos superiores.
La introducción de genes de otras especies en el genoma del arroz ha permitido
desarrollar variedades con características mejoradas, como mayor tolerancia a estreses
bióticos y abióticos. Esta herramienta ha contribuido a aumentar la productividad y
adaptabilidad del cultivo de arroz a diversas condiciones ambientales.
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
335
La transferencia de genes dentro de la misma especie de arroz ha permitido la obtención
de nuevas variedades con características deseables, sin introducir material genético de
otras especies. Esta técnica es considerada más aceptable desde el punto de vista de
bioseguridad y puede facilitar la adopción de variedades mejoradas por los productores.
La utilización de técnicas de biotecnología, como el cultivo in vitro de anteras de plantas F2,
mostró un impacto positivo en la mejora genética del arroz (22). Esta metodología permitió:
Obtener nuevos genotipos de arroz resistentes a la Piriculariosis (enfermedad causada por
el hongo Magnaporthe grisea): Se realizaron cruzamientos entre cultivares resistentes a la
Piriculariosis y cultivares de buen comportamiento agronómico. Las anteras de las plantas
F2 se cultivaron in vitro para evaluar la formación de callos y la regeneración de plantas
verdes y albinas. Las líneas que combinaron resistencia a la Piriculariosis y buenos
caracteres agronómicos fueron evaluadas en condiciones de infección natural,
demostrando su efectividad.
Aumentar la eficiencia y reducir el tiempo en el proceso de mejoramiento genético: Las
plantas obtenidas mediante el cultivo in vitro de anteras son genéticamente
homocigóticas, lo que redujo el tiempo para la obtención de los nuevos cultivares. Esta
técnica permitió ahorrar recursos financieros y materiales, al aumentar la eficiencia de la
selección y facilitar la identificación de individuos superiores.
Superar la recalcitrancia de los cultivares de tipo índica al cultivo de tejidos: Se logró
aplicar satisfactoriamente el cultivo in vitro de anteras en variedades comerciales de arroz
de tipo índica, las cuales son conocidas por ser más recalcitrantes al cultivo de tejidos.
Las principales incidencias de la aplicación de la biotecnología en el cultivo de arroz en la
investigación de los Métodos y usos agrícolas de la ingeniería genética aplicada al cultivo del
arroz incluyen (23), (24):
Mejora de la resistencia a factores bióticos: Se han introducido genes que confieren
resistencia a insectos, hongos, bacterias, virus y nematodos, lo que ha permitido
desarrollar variedades más tolerantes a estos agentes patógenos.
Mejora de la tolerancia a factores abióticos: Se han generado variedades de arroz con
mayor tolerancia a condiciones de salinidad, sequía, altas y bajas temperaturas, e incluso
a la inundación.
Mejoramiento de características agronómicas: La ingeniería genética ha permitido el
desarrollo de variedades con mejor calidad nutricional, mayor rendimiento, mayor
eficiencia en el uso de nutrientes y tolerancia a herbicidas.
Incidencia de la aplicación de biotecnología en el cultivo de arroz según (25) muestra los
siguientes resultados en su estudio de “Bacterias endófitas aisladas de cultivo de arroz (Oryza
sativa L.) con actividad promotora de crecimiento vegetal”
Los resultados de este estudio demuestran el potencial de las bacterias endófitas aisladas de
diferentes variedades de arroz como una alternativa biotecnológica para promover el
crecimiento y el desarrollo de este importante cultivo. Se logró aislar un total de 107 morfotipos
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
336
de bacterias endófitas, siendo la variedad 2000 la que presentó una mayor población de estos
microorganismos en comparación con la variedad 67.
El análisis de las actividades promotoras de crecimiento vegetal de los aislados endófitos reveló
que 11 de ellos fueron capaces de solubilizar fosfato, 6 produjeron sideróforos y 5 mostraron
capacidad de fijar nitrógeno. Estas características son de gran relevancia, ya que permiten a las
plantas mejorar la absorción y disponibilidad de nutrientes esenciales, lo que se traduce en un
mejor crecimiento y rendimiento.
La identificación molecular de los aislados endófitos de mayor actividad demostró la presencia
de Bacillus cereus y B. thuringiensis, los cuales son reconocidos por su potencial como
biofertilizantes y agentes de biocontrol en el cultivo de arroz. Estos resultados sugieren que la
aplicación de estas bacterias endófitas con actividades promotoras de crecimiento vegetal
podría representar una estrategia biotecnológica viable para mejorar la producción y la
sostenibilidad del cultivo de arroz, reduciendo así la dependencia de fertilizantes químicos y sus
impactos ambientales.
DISCUSIÓN
Las técnicas de ingeniería genética han revolucionado el desarrollo de variedades de arroz
transgénico, permitiendo la creación de cultivos con características mejoradas, tales como
resistencia a plagas y enfermedades, tolerancia a estreses abióticos, y mejora de la calidad
nutricional. Estas mejoras se han logrado mediante el uso de transgénesis con Agrobacterium
tumefaciens y la tecnología de biobalística (26) . Además, la ingeniería genética ha facilitado la
introducción de características que mejoran la eficiencia en el uso de recursos y reducen la
necesidad de insumos, resultando en incrementos significativos en la productividad del cultivo
de arroz (26).
El desarrollo de variedades de arroz con perfiles nutricionales mejorados ha sido otro logro
significativo de la biotecnología. Mediante biofortificación y la introducción de genes de interés,
se han aumentado los niveles de proteínas, micronutrientes y vitaminas en el arroz, mejorando
así la disponibilidad de alimentos nutritivos (9), (10). Técnicas avanzadas como la edición génica
con CRISPR-Cas9 y las tecnologías ómicas, incluyendo la transcriptómica, proteómica, ionómica
y metabolómica, han proporcionado herramientas para realizar modificaciones puntuales en el
genoma del arroz y explorar sus recursos genéticos de manera más profunda (27), (28).
El uso de marcadores moleculares ha sido crucial para mejorar la resistencia a enfermedades en
el arroz. Estos marcadores han facilitado la clonación, caracterización e introgresión de genes de
resistencia a enfermedades bacterianas como la Mancha Bacterial (MB). El mejoramiento
asistido
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
337
por marcadores y la piramidación de genes de resistencia, utilizando genes como xa5, xa13 y
Xa21, han permitido desarrollar variedades de arroz con resistencia duradera y de amplio
espectro (19).
En Ecuador y Latinoamérica, la biotecnología ha mostrado un alto potencial para el desarrollo
de nuevas variedades de arroz adaptadas a condiciones de estrés biótico y abiótico, esenciales
para la mitigación y adaptación al cambio climático. Las principales técnicas aplicadas han sido
el cultivo de tejidos, especialmente de anteras, y la caracterización del germoplasma de arroz.
Estas herramientas permiten evaluar el potencial de producción y la resistencia a enfermedades
y estrés ambiental, asegurando la conservación a largo plazo (20).
La organogénesis y embriogénesis somática han sido herramientas valiosas en el mejoramiento
genético del arroz, permitiendo la propagación y mejora de variedades con características
deseadas. La introducción de genes de otras especies ha contribuido al desarrollo de variedades
con mayor tolerancia a estreses bióticos y abióticos, mientras que la transferencia de genes
dentro de la misma especie ha facilitado la aceptación y adopción de estas variedades
mejoradas por los productores (21).
El cultivo in vitro de anteras de plantas F2 ha demostrado ser una metodología eficaz para
obtener nuevos genotipos de arroz resistentes a enfermedades como la Piriculariosis,
aumentando la eficiencia y reduciendo el tiempo del proceso de mejoramiento genético. Esta
técnica ha permitido la regeneración de plantas homocigóticas, lo cual reduce el tiempo y los
recursos necesarios para la obtención de nuevos cultivares (29).
La ingeniería genética ha sido fundamental para mejorar la resistencia del arroz a factores
bióticos y abióticos. Se han introducido genes que confieren resistencia a insectos, hongos,
bacterias, virus y nematodos, así como genes que mejoran la tolerancia a salinidad, sequía y
temperaturas extremas. Estas mejoras han resultado en variedades de arroz con mayor
rendimiento, mejor calidad nutricional y mayor eficiencia en el uso de nutrientes (30).
El uso de bacterias endófitas aisladas de diferentes variedades de arroz ha mostrado un
potencial significativo para promover el crecimiento y desarrollo del cultivo. Las bacterias como
Bacillus cereus y B. thuringiensis han demostrado capacidades para solubilizar fosfato, producir
sideróforos y fijar nitrógeno, lo que mejora la absorción y disponibilidad de nutrientes
esenciales, traduciéndose en un mejor crecimiento y rendimiento del arroz. Estas bacterias
pueden representar una estrategia biotecnológica viable para mejorar la producción y
sostenibilidad del cultivo, reduciendo la dependencia de fertilizantes químicos y sus impactos
ambientales (31).
CONCLUSIONES
El uso de tecnología en el cultivo de arroz (Oryza sativa) ha influido significativamente en el
mejoramiento de este cultivo. Nuevas tecnologías, como la edición genómica y la biología, han
ESTRATEGIAS BIOTECNOLÓGICAS PARA OPTIMIZAR EL CULTIVO DE ARROZ (ORYZA SATIVA)
338
permitido el desarrollo de variedades de arroz resistentes a plagas y enfermedades, tolerantes
al estrés abiótico y con propiedades nutricionales mejoradas. Mediante ingeniería genética y
edición genómica, se ha aumentado el contenido de proteínas, micronutrientes y vitaminas del
arroz, haciéndolo más nutritivo. Con el desarrollo de marcadores moleculares, se ha vuelto más
fácil mapear genes de resistencia contra patógenos bacterianos desde el locus bacteriano e
identificar rasgos de resistencia de amplio espectro. En Ecuador y América Latina, el cultivo del
arroz y la genética del germoplasma han mostrado un gran potencial para el desarrollo de
variedades adaptadas a diferentes estreses bióticos y abióticos, lo cual es crucial para mitigar y
adaptarse al cambio climático. El uso de bacterias endófitas como Bacillus cereus y Bacillus
thuringiensis ha surgido como una estrategia prometedora para mejorar la producción y la
sostenibilidad del arroz, así como para reducir la dependencia de micronutrientes y sus
impactos ambientales.
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