Trabajo de Genética aplicada Tema: Tipos de selección para mejoramiento: Clonal, masal, retro cruzamiento. Integrantes: Pauléus APPOLON y Luis Fernando Ortiz Molina. Profesora: Ana Cristina Tamayo Domínguez Curso: Genética aplicada Fecha: El 01 de Mayo de 2013
Resumen Este trabajo presenta los 3 principales métodos de mejora genética en donde su uso es frecuente en la agricultura para obtener resultados deseados o esperados. Se trata de las selecciones (clonal y masal) y el retro cruzamiento. La selección clonal es muy usada el día de hoy en la propagación de plantas por micro propagación en la biotecnología. Con ésta se obtiene individuos iguales fenotípicamente al de la madre debido a sus características. Por eso cuando se requiere obtener individuos semejantes sin recombinación de genes, sin variabilidad genética, la selección clonal es el método a usar. La de masal se usa en los cultivos convencionales con el fin de ver el mejor fenotipo porque es una selección de fenotipos. Ahí tenemos una población de individuos y para saber el mejor se puede aplicar medidas estadísticas facilitando por las medias. Ésta resulta eficaz por la posibilidad de recombinación de genes distintos del cruzamiento libre. Por eso cada ciclo de selección produce nueva variabilidad genética. El retro cruzamiento es un método tradicional que es otra alternativa para tener un mejoramiento incorporando genes faltantes de una población a otra. Se lo usa mucho en la mejora del maíz, para la aplicación de este método, debe saber si este gen a determinar o en cuestión es recesivo o dominante para seguir una metodología con el fin de tener el mejoramiento. El objetivo de este tipo de mejoramiento sigue lo mismo como los anteriores (particularmente la selección masal) que es superar deficiencias específicas existentes.
Introducción En la agricultura la mejora genética es una de las herramientas que permite obtener el aumento de la productividad en los cultivos mejorando la calidad de los productos (sabor, color, textura…), también en las actividades agropecuarias se usa mucho esta herramienta para una mejor producción de carne, leche y otros, no sólo en la cantidad sino también en la calidad. Se conoce y define esta ciencia (mejoramiento genético) como la ciencia de la creación de las variedades (generalmente híbridos). Para el desarrollo de esta rama de la biologia, se aplica varios métodos de selección que nos permiten obtener un mejoramiento . Podemos mencionar: El retro cruzamiento, la selección masal, clonal y otros. Depués de determinar los objetivos de la selección, se escoge la estrategia de selección que maximize la probabilidad de liberar una buena variedad utilizando la mejor manera posible los recursos geneticos y los medios economicos a disposición del mejorador (Bertrand Aguilar et all, 1999). Se debe tener criterios de selección para seleccionar y es necesario considerar una serie de caracteristicas que tengan importancia o impacto económico.El mayor o el menor enfasis, puesto en cada caracteristica requiere conocer su importancia economica, correlación con otros caracteres y heredabilidad. Con todo eso, se sabe lo que queremos mejorar. Refieriendo a una especie animal, por ejemplo una cabra, si quiere aumentar la producción de carne los caracteres a tomar en cuenta serán: Eficiencia reproductiva que tiene varios factores: Precosidad sexual(varia con la raza, estado nutricional,etc.), estacionalidad sexual, duración de la gestación, velocidad de crecimiento, etc. Si en cambio de objetivo la selección es mejorar la producción de leche, los caracteres a seleccionar serán: Producción total de leche, calidad de leche: % de proteina, % de grasa, sabor (Ginés santiago,1997). Ahora, vamos a ver los detalles de cada tipo de selección , su importancia, ventajas y desventajas, y su aplicación en la mejora genética. Objetivos principales: •
Desarrollar los subtemas con el fin de demostrar posibilidades existentes de diferentes tipos de seleccion para el mejoramiento genetico. Objetivos especificos:
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Mostrar detalladamente la aplicación de cada uno de estos tipos de mejoramiento genético en la agricultura.
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Ver diferentes alternativas existentes para lograr obtener mejoramiento genéticamente en plantas alógamas como autógamas.
La selección clonal Antes de entrar en este tema, deberíamos saber y clarificar bien que es un clon. Refiriendo a las especies vegetales, un clon es el material vegetal obtenido por la multiplicación vegetativa de una sola planta madre. En general se puede definir un clon como grupo de organismos genéticamente idénticos debido a que han sido producidos por algún tipo de reproducción asexual (William M. Roca y Hernando Ramírez, 2000). La selección clonal consiste en elegir una serie de plantas que destacan respecto al resto por ciertas características. es un factor principal para asegurar rendimientos satisfactorios. Con esta calidad presentada, la selección clonal es apropiada para producir semillas, plantas de la misma calidad que acepte el productor o mejorador como la buena. Si se multiplican por vía vegetativa, obtendremos plantas o individuos con el carácter seleccionado. Refiriendo a una variedad de papa, un tubérculo sano con buen vigor produce una planta sana mientras que esta planta producirá varios tubérculos que producirán cada uno de éstos, plantas con tubérculos sanos. Por eso, la sanidad en la selección clonal es de suma importancia. Que sea la multiplicación se hace por cortes, bulbos, etc. Porque el objetivo principal es obtener rendimientos satisfactorios igual a los de la planta madre. Se conoce todas estas características que presenta estos descendientes como la identidad varietal (James E. Bryan, 1986). En la actualidad, los trabajos de selección clonal en los cultivos tienen algunos parámetros más vigilados que los años anteriores. Particularmente la sanidad del clon y/o de los productos resultados a partir de este tipo de reproducción. Sin olvidar los otros factores que son: las condiciones edafo-climaticas, ahí se trata de la adaptación de la especie vegetal al medio ambiente. La identidad varietal que debe tener la especie como el descendente de la planta madre con su buen vigor y todas las calidades esperadas, etc. Este tipo de selección ofrece una ventaja al seleccionador debido a la preselección (se puede referir a la selección masal que es frecuentemente la primera, éste puede ser diferentes clones o variedades naturales). Después viene la selección correspondiente que es la selección clonal donde se obtiene un mejor control sanitario. En este tipo de propagación, tenemos un protocolo conocido: Protocolo oficial de selección clonal sanitaria. “protocolo existente en Europa” (Faustino Aguirrezábal, et all, 2005). Aplicación en la agricultura: Frecuentemente para la propagación asexual de plantas, la propagación por estacas, particularmente en la yuca(éste constituye un medio de diseminación de plagas , enfermedades principalmente virus y micro plasma), el micro propagación que es el cultivo en vitro de tejidos vegetales que empieza con el aislamiento de una parte de la planta (célula, tejido u órgano, en el caso de la yuca es el meristemo) realizado en un ambiente nutritivo aséptico, bajo condiciones controladas de luz, temperatura, humedad, independiente de la época del año hasta regenerar un nuevo individuo permitiendo la multiplicación rápida plantas libres de enfermedades. La propagación por tubérculos, por ejemplo en: la papa y el igname (Albarán J. et all, 2003).
La selección masal Cuando se trata este tipo de mejoramiento, la disponibilidad de diferentes variedades que sea natural u obtenido por la hibridación es indispensable para obtener un mejoramiento genético a partir de éstos. La selección masal es uno de los métodos más usados en el mejoramiento genético de varias plantas en la agricultura. Con esta opción de mejoramiento, se debe tener una población heterogénea en donde se observa la variabilidad genética. La heterogeneidad o variabilidad genética de esta población tiene su existencia en la naturaleza, es decir que es natural. También es posible tenerlo con híbridos genéticamente distintas que son ya realizados por el ser humano. Lo necesario e indispensable es tener la variabilidad genética en la población. La selección masal se basa en la selección de fenotipos, por eso su efectividad en gran medida depende de la herencia de las características deseadas. Cuando la heredabilidad es alta, existe mayor oportunidad de éxito, y en las siguientes generaciones la descendencia corresponderá a la seleccionada inicialmente. Si la heredabilidad es baja, es posible que la descendencia sea sustancialmente distinta de la seleccionada. En este caso es útil aplicar la selección masal múltiple y rechaza la de unica. La selección masal en la población de las plantas de auto polinización, donde no existe posibilidad de cruzamiento de distintos genotipos (excepto un porcentaje muy bajo de polinización cruzada), produce la segregación de líneas homocigotas, cuyo número depende de la heterogeneidad de la población inicial. Esta se considera como metodo de preservación de la pureza de las variedades existentes. El éxito de la selección masal depende también en la magnitud de la muestra, sobre todo de las plantas de polinización cruzada. Por que en estas surgen nuevas recombinaciones de genes debido a la posibilidad del cruzamiento libre de distintos genotipos seleccionados. Por eso cada ciclo de selección produce nueva variabilidad genética, y la selección masal resulta eficaz (Alberto Perez et all,2007). Aplicación en la agricultura: Al principio, este método asociado con el método de la selección clonal eran los principales métodos, todos los demás son variaciones o combinaciones de estos dos métodos principales. La de masal se utiliza en el trabajo con las plantas de autopolinización y polinización cruzada. Su mejor rendimiento o resultado satisfactorio se basa en las plantas de polinización cruzada. Debido que la heredabilidad de cada uno de estas plantas tiene un papel muy importante. Esta alternativa de obtener un mejoramiento genéticamente tiene su distinta eficacia debido a las formas de reproducción. Su eficacia depende de: la magnitud de la muestra seleccionada, características presentes como la herencia genética, interacción genotipo-ambiente y el o los efectos de los genes que controlan las características. Es el método más simple para mejorar especies forrajeras de polinización cruzada, por ejemplo en consiste en cosechar y mezclar semillas sin evaluar la progenie. En un pastizal, la selección masal permite aprovechar los beneficios de la selección natural. Así como utilizar ecotipos locales. Se logra eso:
1) Cosechando en masa en un ecotipo local. 2) Cosechando en masa después de
eliminar las plantas inferiores que se apartan del tipo. 3) Cosechando y mezclando semillas de plantas superiores procedentes de un ecotipo natural. 4) Mediantes ciclos sucesivos de selección masal. La selección masal de plantas superiores como en el ejemplo (3) y (4) se basa en la evaluación visual y da buenos resultados si es posible identificar genotipos superiores a partir de los fenotipos. En otros cultivos, algunas plantas alógamas o sea con polinización cruzada en donde la selección masal es el principal método de mejoramiento son: La cebolla, la remolacha azucarera, el sorgo, el maíz, el girasol, el pasto bermuda, mijo perla, alfalfa, trébol híbrido, etc. Mientras algunas que son autógamas o sea con autopolinización en donde no existen posibilidades de cruzamiento que producirán líneas homocigotas, la heredabilidad puede ser muy baja. Por eso no es tan recomendable este tipo de mejoramiento son: El trigo, la soya, la cebada, la linaza, el arroz, la avena, el trébol lúpulo, el tomate, el tabaco, la patata, etc. (John Milton Poehlman, 2003). El retrocruzamiento El retrocruzamiento es una forma de hibridación recurrente por medio de la que un alelo deseable para un carácter sustituye al alelo alternativo en un cultivar de otro modo deseable. El retrocruzamiento es una forma de endogamia, por lo que las caracteristicas del progenidor recurrente se recuperan automaticamente después de retrocruzamientos succesivos (John M.Poehlman,2003). Este método se ha usado tradicionalmente con el fin de incorporar genes de una población a una nueva población. Se realiza eso cuando el mejorador observa o detecta algún o algunos genes faltantes de la población(progenidor recurrente) mientras que la otra(progenidor donante) presenta los que falta la otra .El objetivo de este tipo de mejoramiento sigue lo mismo como los anteriores que es superar deficiencias especificas existentes. Debe saber si este gen a determinar o el gen en cuestión es recesivo o dominante para seguir una metodología con el fin de tener el mejoramiento. En el caso que este gen es recesivo, hay que adicionar una generación de autofecundación hasta aprezca el gen recesivo continuando el proceso de retrocruzamiento. Se usa este metodo mucho en la mejora del maíz incorporando varios genes para obtener caracteristicas deseables (Fidel Marquez et all, 2000). El numero de retrocruzamiento puede variar de dos a cinco , o más, lo que depende de qué tan completamente el fitomejorador desea recuperar los genes del progenidor recurrente.Este método se lleva a cabo más facilmente si el carácter que se está incorporando es dominante, se hereda en forma simple y se reconoce facilmente en las plantas híbridas. (John M. Poehlman,2003).
Aplicación en la agricultura: En el maíz, se han incorporando varios genes simples con el fin de conferir algunas caracteristicas deseables como: genes mayores para la resistencia vertical a enfermedades, genes para el color, el alto contenido de triptofano, lisina, el ciclo de floración y madurez,etc. (Fidel Marquez et all, 2000) . Conclusión Refierendo a las especies vegetales para el retrocruzamiento,si se toma en cuenta la generalidad del metodo de éste que es aplicable a las plantas autogamas como alogamas, su estudio es de gran importancia para el mejorador incorporando caracteres controlados y esperados. Por eso, se ha estimado una gran probabilidad de éxito debido a su facil ejecución y su uso en varios cultivos (Fernando Nuez V. 1991). El objetivo de este método es transferir una sola caracteristica, es decir lo deseable, se realiza en el campo de la certidumbre y no en el del azar. El tipo de mejoramiento por la selección masal, ofrece grandes ventajas para obtener mejoramiento genético particularmente en las plantas con polinización cruzada. El mejorador tiene a su vista los fenotipos deseados presentados por diferentes variedades o híbridos y después de cada selección aparece nueva variabilidad genética. Por eso la selección masal tiene mucho éxito al obtener nuevas variedades, particularmente en el cultivo de maíz, de girasol, de sorgo,etc. La selección clonal tiene su uso cuando se quiere obtener las mismas caracteristicas de la planta madre, es decir el mejorador está satisfecho de los rendimientos o de las calidades del clón y tiene una propagación segura y rápida particularmente en la micropopagación como en el cultivo de yuca, banano,etc. Con estos 3 tipos de mejoramiento genético, se ve una gran posibilidad de obtener mejoras en las especies vegetales como animales usando uno o dos de estos con el fin de alcanzar las metas o los resultados esperados. Por eso, podemos concluir que gracias a la diversidad biológica , los mejoradores tienen la posibilidad de mejorar plantas o obtener varidades que superan los caracteres faltantes en una población de individuos aplicando la metodologia de mejoramiento genético.
Anexos
Figura 1. Propagaci贸n clonal
http://andresolomillos.blogspot.com/2010/08/mipropogacion.html
Bibliografia Aguirrezábal Figura 2. Método de retrocruza Faustino B., Ana FUENTE: John M. Poehlman página 186 Sagués Saraza, Cibrian José S.2005. La selección clonal sanitaria de la Garnacha tinta en Navarra. Navarra,España.sp Albarán J.,F. Fuenmayor y M.Fuchs. 2003. Propagación clonal rápida de variedades comerciales de yuca mediante técnicas biotecnológicas. Maracay, Aragua, Venezuela. [En linea][Consultado el 1 mayo de 2013]. Disponible en world wide web: http://sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_tec/ceniaphoy/articulos/n3/texto/albaran.htm Bertrand B., Aguilar G., Rapidel B.1999.el mejoramiento genetico en america central. Desafios de laCaficultura en centroamérica. IICA, PROMECAFE.san José, Costa Rica 456p. Bryan, J. E.1986. Selección clonal en producción de semilla de papa. Hemisferio sur y centro internacional de la papa(boletín de información técnica 12).Montevideo,Uruguay 16p. Nuez fernando V. 1991. Introducción a la mejora genética vegetal Volumen 1.Universidad politecnica de Valencia.España.sp.
OBREGÓN G., PEDRO. Avances en el mejoramiento de poblaciones de maíz en Venezuela. Tercera Conferencia de Mejoramiento de maíz de la Zona Andina Universidad Agraria La Molina. Lima, Perú. 1968. pp. 52-53. (Folleto multigrafiado por CIAT. Cali, Colombia. 1971). Peréz Alberto, Molina José G. Martinez Angel.2007.La selección masal para la adaptación a clima templado de razas tropicales y subtropicales de maices de Mexico. MéxicoD.F.sp Poehlman J. Milton.2003. Mejoramiento genético de las cosechas. Segunda edición, editorial LIMUSA S.A. Mexico D.F. ISBN: 968-18-5369-5 Roca M. William, Ramirez Hernando. 2000. Introducción a la biotecnología vegetal. Santo Domingo, República Dominicana. ISBN: 99934-821-4-5 Sánchez M. Fidel, Gutiérrez B. Erasmo, Castellanos L. Sahagún. 2000. Retro cruza limitada para el mejoramiento genético de maíces criollos. Universidad Autónoma de Chapingo. México. 33p. Santiago Ginés.1997. manual de mejoramiento genético básico en caprinos. Universidad nacional de Rio Cuarto. Facultad de agricultura y veterinaria.córdoba.Argentina.20p. Tocagni Héctor, 1982. El maíz. Editorial Albatros. Buenos Aires, Argentina. 143p.