El objetivo del proyecto de investigación busca desarrollar y validar una tecnología para disminuir la absorción de cadmio en la planta del cacao. Asimismo, busca unir tecnologías como la regeneración de plantas en cacao a partir de sus tejidos florales a condiciones de laboratorio. Luego, se planea utilizar esta metodología para generar plantas de cacao que sean incapaces de absorber un metal pesado como el cadmio (Cd), que está presente en el suelo. Ello será posible empleando herramientas para generar una variación en su genoma interno. Aquellas plantas que posean esa capacidad durante su germinación serán evaluadas cuando estas tengan un crecimiento más prolongado, evaluando y validando su capacidad de no absorber cadmio del suelo. La optimización de procedimientos para lograr tener esta tecnología hará posible su registro como patente en el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (INDECOPI). Los resultados podrán ser sometidos a revistas científicas de prestigio para la opinión de pares internacionales. Ello no será posible sin la participación activa de jóvenes talentos que, a través de su tesis de posgrado o pregrado cumplirán con dicho propósito. La interacción científica de dos grupos de investigación de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza (Laboratorio de Fisiología y Biotecnología Vegetal) y la Universidad Nacional de San Martín (Laboratorio de Biología y Genética Molecular) hará posible el fortalecimiento de lazos de colaboración en un ambiente de discusión sobre ciencia, poco desarrollado en Perú. La vinculación del gestor tecnológico en la propuesta permitirá la elaboración de un plan de implementación que posibilite el uso y aplicación de la tecnología generada a sectores de la academia, organismos reguladores, agricultura, asociación de productores e industria del cacao. Finalmente, la propuesta pretende contribuir a fortalecer la actividad agrícola y comercial del cacao en el Perú.

En el país, existen más de 130,000 hectáreas cultivadas de cacao. Estas produjeron 108,000 toneladas del grano en el 2016, cifra récord según la Asociación Peruana de Productores de Cacao (APPCACAO). Ello generó divisas sobre un total de 293 millones de dólares para el Perú (INEI, 2016). A nivel de todo el territorio nacional, la región San Martín es partícipe de un 34% del total (28,984 hectáreas). De esta, el 90% son plantaciones de cacao de la variedad CCN-51 (26,086 hectáreas) y un 8% de la variedad criollo (2,139 hectáreas). Le sigue en importancia la región Cusco, con 21,740 hectáreas (25,6% del total), con 60% de plantaciones de cacao criollo (13,044 hectáreas) y 8,261 hectáreas de cacao CCN-51 (38%). Estas cifras demuestran el posicionamiento y la importancia del cacao en el Perú como un cultivo que dinamiza la economía de pequeños y medianos agricultores en las regiones amazónicas. Sin embrago, esta actividad próspera puede estar en riesgo, debido a los recientes hallazgos de elevadas concentraciones de cadmio en hojas y almendras en plantaciones de las regiones de Tumbes, Piura y Amazonas (Arévalo-Gardini et al., 2017). Este escenario es preocupante, debido a que, a comienzos del 2019, se puso en marcha una nueva regulación para la exportación de cacao en cuanto a límites críticos de cadmio en almendras fermentadas de cacao y derivados, considerando un límite máximo permisible de 8 ppm (EU, 2014). Asimismo, se sabe que el transporte de cadmio en plantas es mediado por transportadores genéticos de la familia ABCC, HMA, CAX, NRAMP, ACR3 (Zhang et al., 2018), muy conservados en todas las especies vegetales. El grupo de investigación en estudios preliminares ha logrado identificar homólogos de estos transportadores de la familia HMA en el genoma de cacao (Argout, et al., 2011), que podría ser el punto de partida para realizar estudios de genómica funcional. Actuar sobre estos transportadores sería una iniciativa que podría solucionar la absorción de cadmio, interrumpiendo su función mediante edición genética por tecnología CRISPR-Cas9. Sin embargo, esta tecnología aún no ha sido desarrollada en cacao. Por ello, el problema principal es la existencia de un limitado desarrollo de tecnologías eficientes, como la de edición genética CRISPR-Cas9, para transportadores genéticos de cadmio en cacao que permita su reducción de en la absorción de Cadmio. La persistencia del problema podría contribuir a la insostenibilidad agrícola y comercial del cacao en el Perú.

La ejecución de la propuesta posibilitará el desarrollo y la validación de una tecnología de edición genética CRISPR-Cas9 para transportadores genéticos de cadmio en cacao que permita reducir su absorción y transporte por toda la planta. La propuesta aquí descrita presenta una originalidad, debido a que, por primera vez, en el Perú y el mundo se pretende actuar sobre una prioridad de interés nacional a fin de garantizar a futuro la sostenibilidad agrícola, comercial y económica del cultivo de cacao en el Perú. La optimización de procedimientos para lograr tener esta tecnología de edición genética en cacao será la primera contribución del proyecto y la viabilidad de su uso hará posible su registro como patente en el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual (INDECOPI). Sus resultados como producto de la investigación podrán ser sometidos a revistas científicas de prestigio para la opinión de pares internacionales. Ello no será posible sin la participación activa de jóvenes talentos que, a través de su tesis de posgrado o pregrado, cumplirán con este propósito, presentar su trabajo para defenderlo y obtener el grado correspondiente. Adicionalmente, se programará la presentación de los resultados que se hayan obtenido en un congreso o simposio nacional e internacional. La interacción científica de dos grupos de investigación de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza y la Universidad Nacional de San Martín, con equidad de género mediante el desarrollo de seminarios, hará posible el fortalecimiento de lazos de colaboración en un ambiente de discusión sobre ciencia, poco desarrollado en Perú. La vinculación del gestor tecnológico en la propuesta hará posible la elaboración de un plan de implementación que posibilite el uso y aplicación de la tecnología generada a sectores de la academia, organismos reguladores, agricultura, asociación de productores e industria del cacao. El impacto que genere la investigación resguardará el futuro de la actividad cacaotera a nivel nacional, que tiene una evolución positiva durante estos últimos años en 130,000 hectáreas cultivadas, con una producción total de 108,000 toneladas y 293 millones de dólares en divisas (INEI, 2016).

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Agropecuario

Sector: General

Lugar de ejecución del proyecto: Amazonas – San Martín

Fecha de inicio: 01/12/2018

Fecha de cierre: 01/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 36

Objetivo principal

Desarrollar una tecnología de edición genética CRISPR-Cas9 para transportadores genéticos de cadmio en cacao que permita la reducción de su absorción.

Objetivo específico 1

Optimizar un protocolo para la regeneración de plantas de cacao (Theobroma cacao L.) vía embriogénesis somática a partir de estaminodios o pétalos.

Objetivo específico 2

Optimizar un protocolo para la transformación genética de plantas empleando la tecnología CRISPR-Cas9, junto a dominios específicos de edición genética de transportadores de cadmio en cacao.

Objetivo específico 3

Estandarizar un procedimiento de selección de plantas editadas genéticamente en cacao (Theobroma cacao L.), con baja absorción de cadmio en condiciones in vitro.

Objetivo específico 4

Evaluar y validar la baja absorción y transporte de cadmio en plantas editadas genéticamente durante su crecimiento vegetativo por una análisis de espectrometría de absorción atómica.

Institución responsable del proyecto

Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

RUC: 20479393568

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Amazonas

Provincia: Chachapoyas

Distrito: Chachapoyas

Dependencias: Instituto de Investigación, Innovación y Desarrollo para el Sector Agrario y Agroindustrial de la Región Amazonas (IIDAA), Laboratorio de Fisiología y Biotecnología Vegetal (FISIOBVEG), Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva (INDES-CES)

Instituciones asociadas

Universidad Nacional de San Martín

RUC: 20160766191

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Público

País: Perú

Departamento: San Martín

Provincia: San Martín

Distrito: Tarapoto

Investigador principal

Nombres: Juan Carlos

Apellido paterno: Guerrero

Apellido materno: Abad

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: Doctor en Genética y Mejora de Plantas

Entidad: Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

Dependencia: Laboratorio de Fisiología y Biotecnología Vegetal (FISIOBVEG)

Coinvestigador

Nombres: Mike Anderson

Apellido paterno: Corazón

Apellido materno: Guivin

Grado académico: Magíster

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Dependencia: Laboratorio de Biología y Genética Molecular de Plantas (LBGM)

Coinvestigador

Nombres: Martha Steffany

Apellido paterno: Calderón

Apellido materno: Ríos

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

Dependencia: Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva (INDES-CES)

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Universidad Nacional de San Martín

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

Gestor tecnológico

Nombres: Nuri Carito

Apellido paterno: Vilca

Apellido materno: Valqui

Entidad: Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

Coordinador administrativo

Nombres: Miguelina Zayda

Apellidos: Silva Zuta

Entidad: Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.