INTRODUCCION AL MEJORAMIENTO GENETICO

INTRODUCCION AL MEJORAMIENTO GENETICO DE PLANTAS

DEFINICION

Evolución de las plantas de cultivo dirigidas por la voluntad del hombre (Vavilov)

Principios teóricos y métodos para la obtención de plantas de cultivo, que garanticen bajo determinadas condiciones ambientales y de producción, rendimientos altos y estables de los productos cosechados con la calidad requerida

Tecnicas fundamentales

•          Modificacion del genotipo

•          Estabilizacion de un genotipo preexistente

Fundamentos cientificos de la mejora genetica de plantas

Pilares principales:

Teoria de la evolucion

Genetica

Ramas afines:

Bioquimica, biologia molecular, fisiologia, fitopatologia, bioestadistica

Interdiciplinariedad 

La estrategia del Mejoramiento

Reconocimiento de los rasgos que son importantes

Designar vías para evaluar el material mejorado para ese rasgo

Encontrar fuentes de genes

Combinar esos genes con características mejoradas

Comparar las nuevas características para los cultivares propuestos

Liberar y distribuir los cultivares mejorados

Principales objetivos del mejoramiento

Ø  Incremento en la variabilidad genetica sin intervención de la reproduccion sexual

Ø  La propagacion de genotipos normalmente inestables en la reproduccion sexual

Ø  La disminucion en el numero o en la duracion de los ciclos de selección necesarios para un programa de mejora

Ø  Aumento de la producción:

 Resistencia a plagas y enfermedades

 Tolerancia a herbicidas.

 Mejoramiento de la tolerancia al estrés abiótico

Ø  Mejoramiento de la calidad:

        Organolépticos

Químicos

Mecánico

Biológico

METODOS DE MEJORAMIENTO

SELECCIÓN: aprovechar la variabilidad existente

CRUZAMIENTO: combinación y recombinación de genes, fuente de variabilidad (evolucion)

TRANSFORMACION: genes de resistencia (ingen)

MUTAGENESIS: induccion de mutaciones artificialmente en genes preexistentes en la planta

MUTAGENESIS

Ø  VENTAJAS

Los explantes a tratar con el agente mutagenico son mucho mas pequeños que cualquier organo de la planta por lo tanto es tratamiento es mas uniforme y controlado

Relacion tamaño/cantidad de vitroplantas/espacio de cultivo---- condiciones controladas/resultados precisos

Ø  Técnicas de mutación in vitro

Objetivo:    Aumentar la variabilidad

Las mutaciones espontaneas o inducidas pueden afectar algunos de los 1000 000 o mas genes del núcleo y adicionalmente algunos localizados en el citoplasma

La mutación es la única fuente de variabilidad resultado de la alteración de aquellos genes son comunes a todas las  variedades de una especie y por lo tanto no muestran segregación alguna  después de un cruce entre estas

AGENTES MUTAGENICOS

APLICACIÓN DE MUTAGENOS EN  PLANTAS

•          Especificidad de agentes mutagenicos

•          Mutaciones genomicas: colchicina

•          Mutaciones cromosomicas: radiacion

•          Las sustancias quimicas tienen un espectro mas amplio

•          Efectividad mutagenica: frecuencia de mutacion / dosis

•          Eficiencia mutagenica: produccion de cambios deseados

•          Técnicas de mutación in vitro

La aplicacion del cultivo in vitro en mutagenesis tiene dos grandes ventajas, la capacidad de regenerar plantas a partir de una o pocas celulas y la capacidad de descomposicion de las quimeras

Ø  Limitaciones:

    1. La tecnología disponible para aislar mutantes de importancia agrícola a nivel celular no esta  disponible para muchos caracteres

      2. El potencial de regeneración para muchas especies es aún bajo

      3. Las mutantes aisladas a nivel celular no siempre expresan el carácter en la planta adulta

      4. Mutaciones al azar

Selección in vitro de mutantes

•          La accion del metabolito debe ser irreversible

•          El agente selectivo no debe ser degradado en el medio, si es degradado las celulas deben morir antes de su degradacion

•          El unico estres en la celula debe ser causado por el agente selectivo

•          La respuesta debe manifestarse a nivel celular y debe existir una corelacion con la respuesta de la planta desarrollada

Ø  Factores abióticos:

                               Temperatura

                               Estres hidrico

Ø  Factores bióticos:

Inducir resistencia o tolerancia a plagas - seleccion in vivo para evaluar resistencia  

Incrementar la resistencia a enfermedades - uso del patogeno como agente selectivo, uso de metabolitos del patogeno como agente selectivo