Reply to Cleveland et al.’s “Detecting (trans)gene flow to landraces in centers of crop origin: lessons from the case of maize in Mexico”

¹  Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT, Av. Periférico Sur 5000, Colonia Insurgentes Cuicuilco, Delegación Coyoacán, 04530 - México, D.F., Mexico
²  Biodiversity Research Center of the Californias, San Diego Natural History Museum, 1788 El Prado, San Diego, CA 92101, USA
³  Genetic ID North America, Inc., Fairfield, IA 52556, USA
⁴  Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad en México, Avenida Liga Periférico–Insurgentes Sur 4903, Colonia Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, 14010 - México, D.F., México
⁵  Biodiversity Institute, University of Kansas, Lawrence, KS, 66047, USA
⁶  Department of Evolution, Ecology, and Organismal Biology, Ohio State University, Columbus, OH 43210, USA

Corresponding author: snow.1@osu.edu

Abstract

Cleveland et al. (2005, Environ. Biosafety Res. 4: 197–208) offer useful suggestions for monitoring transgenes in landraces of maize, but we disagree with their statement that the scientific conclusions of our paper (Ortiz-García et al., 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 12338–12343) are not justified. First, contrary to their perception, our survey was not designed to evaluate transgenes in the whole State of Oaxaca, but rather to monitor a specific portion of the District of Ixtlán de Juárez where the presence of transgenes had been reported previously by Quist and Chapela (2001, Nature 414: 541–543). Second, our paper described two methods for estimating frequencies of undetected transgenic seeds, while Cleveland et al. recommend a third approach that explicitly estimates effective population size. They argue that the effective population size of our seed samples is smaller than we assumed, leading to false claims about our detection accuracy. However, we employed a robust statistical approach to compensate for possible bias by using numbers of maternal plants, in addition to numbers of seeds, to provide a conservative estimate of the minimum number of independent samples. When we re-analyzed our 2004 data using effective population sizes, our conclusion that transgenic seeds were “absent or extremely rare” did not change, nor did the general range of possible frequencies of undetected transgenic seeds. Unlike Cleveland et al., we advocate using combined probability tests to analyze data across localities. Third, our critics argue that we accepted the null hypothesis that transgenes were absent. Actually, we assumed that transgenes were present in local landraces, and we used parameter estimation methods to calculate the probability of failing to detect transgenic individuals at a range of frequencies. In agreement with Cleveland et al., we reiterate that there is a clear need for additional surveys with rigorous sampling methods to provide estimates of transgene frequencies over broad geographic areas in Mexico.

Resumen

Cleveland et al. (2005, 4: 197–208) ofrecen sugerencias útiles para el monitoreo de transgenes en variedades de maíz, pero no concordamos con su argumento que las conclusiones de nuestro artículo (Ortiz-García et al., 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 12338–12343) son injustificadas. Primero, nuestro inventario no fue diseñado para evaluar transgenes en todo el Estado de Oaxaca, sino para monitorear una porción específica del Distrito de Ixtlán de Juárez donde la presencia de transgenes había sido reportada previamente por Quist and Chapela (2001, Nature 414: 541–543). Segundo, nuestro estudio utilizó dos métodos para estimar posibles frecuencias transgénicas; Cleveland et al. recomiendan un método para estimar el tamaño efectivo de la población. Argumentan que el tamaño efectivo de nuestra población de semillas es menor que lo supuesto, lo cual lleva a falsas conclusiones sobre la exactitud de nuestra detección. Sin embargo, sí utilizamos un enfoque estadístico robusto para compensar un posible sesgo, al emplear, además de las semillas, el número de plantas maternas como un estimador conservador del número de unidades. Al re-analizar nuestros datos de 2004 usando tamaño efectivo, nuestra conclusión básica que las semillas transgénicas estaban “ausentes” o eran “extremadamente raras” no cambió, como tampoco el rango general de posibles frecuencias de semillas transgénicas que pudieran haber evadido la detección. En desacuerdo con Cleveland et al., proponemos el uso de pruebas de probabilidades combinadas para analizar conjuntamente las localidades. Tercero, nuestros críticos argumentan que tomamos como hipótesis nula la ausencia de transgenes. En realidad, asumimos que los transgenes se encontraban presentes en las variedades tradicionales locales, y usamos métodos de estimación de parámetros para calcular la probabilidad de fallar en la detección a distintas frecuencias. En acuerdo con Cleveland et al., reiteramos que hay necesidad de inventarios adicionales con métodos rigurosos de muestreo para proveer estimadores de posible frecuencia de transgénicos a lo largo de grandes regiones de México.