Métodos de mejoramiento en especies de plantas alógamas

MÉTODOS DE MEJORAMIENTO EN
ESPECIES DE PLANTAS ALÓGAMAS
Una población de plantas alógamas, donde el
tipo de polinización cruzada es la predominante,
está compuesta por individuos heterocigotos,
genéticamente divergentes, producidos por la
constante recombinación genética que ocurre
debido al apareamiento aleatorio entre los
progenitores.
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Dobzhansky definió a este tipo de población
como "una comunidad reproductiva de
organismos de fecundación cruzada y
reproducción sexual que comparten un mismo
conjunto de genes".
La genética moderna de poblaciones alógamas
se basa en la proposición dada
independientemente por Godfrey Hardy
matemático ingles en 1908 y Wilhelm Weinberg
doctor alemán en 1909, que en su forma actual
es a este principio se llama Teorema de Hardy-
Weinberg, que a continuación se indica:
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Si en una población infinita o finita muy grande y
con apareamiento libre y al azar, un gen que está
representado por los alelos "A" y "a", de igual
adaptabilidad y proporción:
{(p = A) + (q = a)} = 1
las frecuencias de estos alelos permanecerán
constantes de generación a generación según las
proposiciones genotípicas:
(p + q)2 = 1
{p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2 (aa)} = 1
a no ser que haya alguna alteración debido a las
siguientes razones:
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Selección
Apareamiento no aleatorio
Migración diferencial
Mutación diferencial.
Si se considera un par de genes o alelos de un
gen, este equilibrio se alcanza en una sola
generación de apareamiento al azar, cualquiera
sea la composición inicial de la población.
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MÉTODO DE SELECCIÓN MASAL
Está basado únicamente en el fenotipo de la
planta seleccionada sin tomar en consideración
la procedencia del polen.
La finalidad es el aumento de la proporción de
genotipos superiores en la población; la eficacia
depende del número de genes involucrados y de
la heredabilidad. …
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Es eficaz para aumentar las frecuencias génicas
en caracteres que se puedan visualizar o medir
fácilmente como:
Color de grano, altura de planta, precocidad, etc..
No ha sido eficaz en la modificación de
caracteres tal como el rendimiento, debido a la
selección dirigida que lleva a la reducción del
tamaño de la población, conduciendo a su vez a
una depresión debido a la consanguinidad. …
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La ventaja del método radica en su simplicidad y
la facilidad con que puede llevarse a cabo,
además por el menor tiempo en que se puede
obtener una variedad.
Dentro de este método, se tienen modificaciones
metodológicas, desde la más simple a la más
compleja, las cuales inciden en la eficiencia del
método de selección…
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MÉTODO DE SELECCIÓN MASAL
TRADICIONAL
La metodología consiste en sembrar la variedad
a mejorar, en forma usual, manejando el campo
como la de un cultivo comercial; seleccionar
individualmente las plantas de acuerdo a un
fenotipo determinado, cosechar sus semillas y
hacer una mezcla de ellas para obtener la nueva
variedad.
Como se aprecia, la metodología no considera la
prueba de progenies. …
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La metodología no es efectivo para mejorar
características cuantitativas debido a la tendencia
hacia la endocria, falta de control de los
progenitores y falta de control sobre el efecto del
medio ambiente sobre los individuos.
Ello condujo a la creación de métodos
modificados….
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x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
Población de
Amplia base
genética
xxxx
xxxx
xxxx
Mezcla de
granos de
plantas
seleccionadas
Campo de
recombinación
genética
Ensayos años y
localidades
Multiplicación y
comercialización
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MÉTODO DE SELECCIÓN MASAL CON
CONTROL DE PROGENITORES
En plantas alógamas la semilla se forma por la
contribución de gametos de dos individuos que
se aparean, de manera que al momento de
seleccionar una planta se conoce la contribución
gamética de uno de los progenitores más no del
otro u otros.
Siendo así que los granos de polen que fecunda
a los óvulos pueden provenir de plantas deseable
o caso contrario de plantas indeseable. … 11/39

Todo ello condujo a la eliminación como
probables progenitores dentro de la población, a
aquellas plantas fuera de tipo, plantas enfermas
o defectuosas antes de que se produzca la
floración.
De esta manera se tendrá en cierta forma un
control sobre el polen.
El procedimiento en el campo es similar a la
selección masal tradicional, diferenciándose
únicamente en que antes que se produzca la
polinización se debe emascular o eliminar las
plantas indeseables. 12/39

Población de
Amplia base
genética
xxxx
xxxx
xxxx
Mezcla de
granos de
plantas
seleccionadas
Campo de
recombinación
genética
Ensayos años y
localidades
Multiplicación y
comercialización
Eliminar plantas atípicas y
enfermas antes de floración
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SELECCIÓN MASAL ESTRATIFICADA O CON
CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE
Gardner en 1961, propuso parcelar o estratificar
el campo en pequeñas parcelas antes de
proceder a la selección, de manera que se
redujera el efecto ambiental sobre la expresión
fenotípica de las plantas dentro de las parcelas.
De esta forma, se tenía mayor seguridad a cerca
de las diferencias dentro de la parcela que se
observaban entre las plantas, las cuales se
debían básicamente a las diferencias
genotípicas.
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La selección se realiza independientemente
dentro de cada parcela o estrato.
Procedimiento a seguirse:
1) Sembrar el material genético a mejorarse de
tal manera que las plantas estén distribuidos en
forma equidistantes entre surco y planta,
dándose un manejo normal al cultivo.
2) Antes de la floración o emisión del polen,
descartar las plantas indeseables como donantes
de polen, pero sin eliminarlas del campo de ser
posible para evitar la falta de competitividad entre
plantas vecinas. 15/39

3) Estratificar el campo en parcelas pequeñas y
uniformes, de manera que se tenga igual número
de plantas por parcela.
4) Realizar la selección de las mejores plantas
dentro de cada parcela en base a su fenotipo y
de acuerdo a un ideotipo prefijado, es
recomendable seleccionar igual número de
plantas por parcela.
5) Cosechar las plantas seleccionadas de todas
las parcelas para luego hacer una mezcla de
semillas, y a partir de ella hacer la propagación
de la nueva variedad. 16/39

6) A la cosecha puede hacerse una nueva
selección por características que todavía no se
hubieran manifestado en la primera selección (a
nivel de planta en el campo) .
En este método no existe la selección en base al
comportamiento de progenies.
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X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Parcela estratificada en la cual se marcan con
etiqueta a las plantas seleccionadas y se
emasculan a las atípicas sin eliminarlas a fin de
no perder la competitividad entre plantas.
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MÉTODO DE SELECCIÓN EN BASE A
PRUEBA DE PROGENIES O SELECCIÓN
PLANTA – HILERA (HALF SIB O MEDIOS
HERMANOS)
Cada planta seleccionada inicialmente en base al
fenotipo se evalúa para finalmente ser
seleccionadas en base al comportamiento de su
descendencia o progenie, la prueba de progenies
puede identificar las plantas cuya superioridad es
debido al genotipo.
Un procedimiento general sujeta a
modificaciones se da a continuación: 19/39

1) Seguir todos los pasos de la selección masal
estratificada hasta antes de realizar la cosecha
de las plantas que se seleccionan dentro de cada
parcela.
2) Cosechar individualmente sin mezclar las
semillas de las plantas seleccionadas.
3) Dar una identificación o clave a cada planta
seleccionada y cosechada.
4) Las semillas de cada planta dan origen a un
conjunto de plantas que constituyen una familia
de medios hermanos. 20/39

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Plantas seleccionadas de libre polinización
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5) Las semillas de cada familia se divide en dos
porciones; una porción servirá para preparar los
ensayos en que se evaluaran las progenies o
familias de medios hermanos, y la otra porción
servirá para sembrar posteriormente el lote de
recombinación.
6) Llevar a cabo los ensayos de rendimiento o de
otras características, utilizando diseños
experimentales adecuados con repeticiones en
años y localidades.
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Para ensayos
Remanente
Para ensayos
Remanente
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Cada planta genera una mazorca, por lo tanto
habrá tantas mazorcas como plantas se han
seleccionado, por lo tanto cada mazorca tiene
una porción de semillas para realizar los ensayos
experimentales y otra porción llamada
remanente, se guardará en almacén, la cual
servirá para hacer la mezcla balanceada para la
recombinación entre las mejores.

7) Realizar el análisis de los resultados de los
ensayos experimentales y seleccionar en base al
orden de méritos de las plantas que intervendrán
en la recombinación, de acuerdo al mérito
alcanzado por sus progenies.
8) Utilizando las semillas de reserva de aquellas
plantas seleccionadas en base a los resultados
de los ensayos experimentales se hace una
mezcla balanceada, la que se sembrará en un
lote aislado a fin de que se realice la
recombinación genética obteniéndose de esta
forma la nueva variedad mejorada.
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X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Lote de recombinación genética
NUEVA VARIEDAD MEJORADA POR
EL MÉTODO DE SELECCIÓN DE
MEDIOS HERMANOS 26/39

Si se conoce la heredabilidad del carácter a
mejorar, se puede estimar el avance genético
teórico debido a la selección mediante la
siguiente ecuación:
Gs = (K) (sf) (H)
Donde:
Gs = ganancia debido a la selección.
sf = desviación estándar fenotípica de los
promedios de las familias evaluadas.
H = heredabilidad
K = intensidad de selección aplicada y
expresada en desviaciones estándar. 27/39

SELECCIÓN EN BASE A FAMILIAS DE
HERMANOS COMPLETOS (full sib)
En este método, hay prueba de progenies, se
tiene un buen control sobre los progenitores
desde que ellos son escogidos en base a su
fenotipo.
El método de medios hermanos hace uso de la
variancia genética aditiva, mientras que con el
método de hermanos completos se aprovecha
tanto los efectos aditivos como los no aditivos…
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La formación de las progenies de hermanos
completos requiere un cruzamiento manual
planta a planta.
Una vez obtenido las semillas de cada cruza, se
puede seguir con los pasos del 3 al 8 del método
anterior. 29/39

Mezcla de
semilla de las
dos mazorcas
Semilla remanente con
su correspondiente
identificación en
almacén
Semilla para ensayos en
años y localidades
Campo de
recombinación
genética con los
genotipos
estadísticamente
superiores
Campo aislado de multiplicación de
la nueva variedad mejorada para ser
distribuida
División de
semilla
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METODO DE SELECCIÓN EN BASE A
PROGENIES S1
En este método la unidad de selección es la
familia S1 o progenie de primera
autofecundación.
Las familias S1 son previamente evaluados en
ensayos de rendimiento antes de realizar la
selección final.
Las plantas individuales S0 que se
autofecundarán posteriormente se escogen por
su vigor, sanidad, etc.. .
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Teóricamente, el método es más efectivo en
cambiar la frecuencia génica de los genes
aditivos.
Con la autofecundación se pierde vigor, el grado
de pérdida es influenciado por la carga genética
de alelos desfavorables presentes en las plantas
So .
Es decir se tiene una mejor discriminación de la
bondad genética de las plantas…
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El procedimiento comprende los siguientes
pasos:
a) Sembrar la variedad a mejorar de forma que
las plantas se encuentren equidistantes entre
surcos, plantas y en completa competitividad.
b) Seleccionar fenotípicamente las plantas a
autofecundarse y realizar las autofecundaciones.
c) Cosechar individualmente las plantas
autofecundadas…
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d) Separar en dos porciones las semillas de cada
familia S1, una de las porciones guardarlas para
utilizarlas en el desarrollo de la variedad
mejorada.
Con la otra porción de semilla se preparan los
ensayos de evaluación de las familias S1.
e) En base a los resultados de los ensayos
seleccionar las familias S1 superiores, de
acuerdo al criterio de selección…
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f) Con la porción de semillas que fueron
guardadas de las familias que mostraron
superioridad en los ensayos experimentales,
mezclar la semilla de estas familias
estadísticamente superiores, sembrar un lote
aislado para producir la recombinación de las
mismas y obtener la variedad mejorada.
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Planta S1
Mazorca S1
Porción de
semilla para
almacén
Porción de semilla
para ensayos años y
localidades
Campo de
recombinación
genética de
material
estadísticamen
te superior
Campo aislado de multiplicación de la
nueva variedad mejorada
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MÉTODO DE HIBRIDACIÓN SEGUIDA DE
SELECCIÓN
En especies alógamas se pueden realizar las
cruzas intervarietales e interespecíficas con la
finalidad de combinar características favorables
que están presentes en diferentes progenitores.
Las plantas híbridas con fenotipos convenientes
tienen que someterse a la autofecundación
artificial por una o más generaciones, para fijar
los genes combinados en estado homocigótico.
…
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Los pasos a seguirse son similares a la de las
especies autógamas, con excepción de que una
vez obtenido las plantas con las características
deseables es necesario realizar las
recombinaciones genéticas de estas plantas, a
fin de no caer en los efectos de la endogamia.
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