MEJORAMIENTO GENÉTICO DE ALÓGAMAS
Mercedes Rivas Fitotecnia 2009
Especies alógamas:
ALFALFA, TRÉBOL BLANCO, TRÉBOL ROJO, LOTUS DACTYLIS, FALARIS, FESTUCA, RAIGRÁS GIRASOL, MAIZ, SORGO*, CENTENO, REMOLACHA CEBOLLA, MELÓN, PEPINO, SANDÍA, ZANAHORIA, ZAPALLO, REPOLLO, COLIFLOR EUCALYPTUS, PINOS MANZANA, PERAL, CIRUELO, ALMENDRO, NOGAL, OLIVO, VID
Bases genéticas:
Individuos heterocigotas Poblaciones diversas Equilibrio Hardy – Weinberg Depresión por endocría Heterosis En el mejoramiento genético se pueden explotar todos los efectos genéticos Siempre se debe recuperar la heterocigosis
TIPOS DE CULTIVARES:
Variedades de polinización abierta (VPA) Variedades sintéticas (VS) Híbridos (simples, dobles, triples)
Mejoramiento de poblaciones:
Objetivo: incrementar las frecuencias génicas de las características deseadas. Selección fenotípica de plantas o Selección genotípica – mediante la realización de pruebas de progenie.
VARIEDADES DE POLINIZACIÓN ABIERTA
Población seleccionada que se mantiene bajo polinización libre. Se seleccionan a partir de poblaciones heterogéneas: - Variedad local - Variedad de polinización abierta - Poblaciones provenientes de cruzamientos
Selección masal:
Se seleccionan individuos por los caracteres deseables. El número de individuos seleccionados podrá ser del orden de: 50 – 100 – 400. Se cosechan “en masa” o “en bulk” las semillas de los individuos seleccionados. Se siembran en la siguiente generación. Recombinación: NUEVA POBLACIÓN: PUEDE CONSTITUIR UN CULTIVAR VPA
Al seleccionar por fenotipo:
Sólo controlamos a las plantas madres. La heredabilidad estimada se reduce a la mitad. Para caracteres de baja heredabilidad, el progreso genético es lento. La selección previa a la floración, incrementa la heredabilidad y la respuesta a la selección.
Selección masal estratificada:
Se realiza para reducir el error experimental generado por la diversidad ambiental del campo experimental donde se selecciona. Se divide el área en pequeñas parcelas o cuadrículas y se selecciona el mejor individuo de cada una de ellas.
SELECCIÓN MASAL ESTRATIFICADA
Selección por Prueba de progenie:
EVALUACIÓN DE FAMILIAS DE MEDIOS HERMANOS.
Mínimo de familias (progenies): 25 – 50 - Se utilizan repeticiones - Evaluación de las progenies – para estimar el valor de las plantas madres. - Se seleccionan las plantas que dieron las mejores progenies (mayor ACG). Se toman las semillas guardadas para constituir la nueva población. - Recombinación: nueva población: puede constituir un Cultivar VPA. -
PRUEBA DE PROGENIES – MEDIOS HERMANOS
Selección recurrente:
Método de mejoramiento cuyo objetivo es el incremento de las frecuencias génicas de los alelos deseables de características cuantitativas, mediante ciclos repetidos de selección.
PORCENTAJE DE ACEITE EN MAÍZ A TRAVÉS DE CICLOS DE SELECCIÓN RECURRENTE
50 GENERACIONES DE SELECCIÓN SOBRE EL CONTENIDO DE ACEITE EN MAÍZ
ESQUEMA DE SELECCIÓN RECURRENTE
Otros métodos de selección:
Evaluación de progenies provenientes del cruzamiento de las plantas seleccionadas con un tester (ACG). Evaluación de progenies provenientes de cruzamientos dirigidos entre pares de plantas seleccionadas - Progenies de hermanos enteros. Evaluación de progenies provenientes de la autofecundación de las plantas seleccionadas. Progenies S1, para eliminar recesivos y fijar alelos.
CULTIVARES VPA EN URUGUAY
La mayoría de los cultivares de forrajeras alógamas son VPAs: Zapicán (T. blanco), L.E. 284 (raigrás), San Gabriel (L. corniculatus), etc. En Bromus auleticus el cultivar Potrillo es una VPA. Aunque no las denominan VPAs – la mayoría de los cultivares de especies forestales son VPAs. En hortícolas existen VPAs como por ejemplo en cebolla la Pantanoso del Sauce. En cultivos extensivos: INIA Butiá (Girasol), INIA Surubí (Sudangrás)
VARIEDADES SINTÉTICAS
Población de polinización libre, sintetizada por hibridación en todas las combinaciones posibles de un número de genotipos seleccionados (4 a 10 líneas endocriadas o clones) por ACG y que se mantiene por semillas.
Se constituyen a partir de genotipos reproducibles – por eso LE o clones.
Proceso de obtención de VS
Selección preliminar de LE o clones Selección por ACG (policruza o prueba de progenie con uso de tester) Policruza de los progenitores seleccionados: Obtención de Sintética 1 Libre polinización de la Sintética 1: Obtención de la Sintética 2 De Sintética 2 se obtiene Sintética 3 y así sucesivamente. Normalmente sale al mercado la Sintética 2.
Policruza: estima ACG
Evaluación de las progenies provenientes del cruzamiento de cada LE o clon con las otras LE o clones seleccionados. Es muy importante que ocurran todos los cruzamientos posibles y que no ocurra autofecundación de la LE o clon evaluado. Se requiere de aislación y de repeticiones.
Ejemplo: policruza de 5 padres P1 P2 P5 P3 P4 P3 P4 P2 P5 P1 P5 P1 P4 P2 P3 P2 P3 P1 P4 P5 P4 P5 P3 P1 P2
Seleccionados los mejores clones o LE, se realiza una policruza entre ellos, obteniéndose semilla Sintética 1 – que presenta heterosis. “En teoría” con una generación de polinización libre de la Sintética 1 se llega al equilibrio H-W y se obtiene Sintética 2. A veces son necesarias más generaciones de libre polinización para estabilizar la población.
POLICRUZA
! ! ! !
! ! ! !
! ! ! !
! ! ! !
! ! ! !
! ! ! !
LĂneas seleccionadas: 1, 3, 5, 7,11
PROCESO DE CREACIÓN DE UNA VARIEDAD SINTÉTICA
Cultivares VS en Uruguay
Festuca arundinacea cultivar Tacuabé Maíz: INIA Redomón
Mantenimiento varietal Se debe mantener la Identidad y reproducibilidad del cultivar. Se deben evitar procesos de deriva génica (cuidar tamaño de población), las migraciones (aislando de forma adecuada), y evitar la acción de la selección natural.
Mantenimiento de una VPA • Evitar mezclas mecánicas • Aislación • Tamaño adecuado de población • Selección masal: eliminación de fuera de tipo
Mantenimiento de una VS • Evitar mezclas mecánicas • Aislación • Progenitores por separado • Reconstitución de la VS • Generación adecuada • Tamaño adecuado de la población
Diferencias entre VPAs y VS Individuos Poblaciones Heterosis
Mantenimiento Costos
VPAs Heterocigo tas
Diversas
Menor
Aislaci贸n, tama帽o de poblaci贸n, H W
Menor
VSs
Diversas (menos que VPA)
Mayor
A partir de las LE o de clones.
Mayor
Heterocigo tas
BIBLIOGRAFÍA: - Capítulo 10 Poehlman y Sleper: Mejoramiento genético de cultivos de polinización cruzada (hasta que comienza con mejoramiento de clonales). - Capítulo 11 Poehlman y Sleper: Mejoramiento genético de cultivares híbridos.