El cultivo de tejidos vegetales permite reducir el tiempo de generación de los cultivos a través de ciclos rápidos de meiosis y mitosis en las células, lo que brinda más oportunidades de recombinación genética y selección en un mismo período de tiempo. Esto puede aumentar sustancialmente la ganancia genética y acelerar el mejoramiento de los cultivos para satisfacer la creciente demanda alimentaria mundial de manera sostenible.

1. SADAT DAVID GRISALES ESCOBAR
INGENIERIA AGRONOMICA

2. El crecimiento de la demanda por alimento con la limitante de tierras
aptas para arar, hace necesario el incremento del rendimiento
agronómico de los cultivos en el tiempo.
SITUACION ACTUAL

3. Avances en marcadores tecnológicos, estadísticas de predicción y métodos de
crianza han permitido un continuoincrementodel rendimientoen cultivos
a través del mejoramientogenético.
MEJORAS EN LOS CULTIVOS DE HOY

4. El mayor problema o cuello de botella es la duración de la etapafenologíade las
plantas cultivables, ya que esta es limitada biológicamente por el genoma de
cada uno de los cultivos.
PROBLEMÁTICA

5. Cultivosin vitro que pueden sustancialmente reducirel tiempode generación de
una planta a través de los ciclos rápidos de la meiosis y la mitosis de las células.
Este herramienta de propagación vegetal puede ser útil en el futuro para
programas de fitomejoramiento, logrando así el objetivode una producción
sostenible de alimento.
SOLUCIÓN PROPUESTAPARA GENERAR
PLANTAS EN MENOR TIEMPO

6. El incrementoen la producciónde los cultivos se debe en un 50%al manejoy crianza.
Los 3 cultivosmas grandes en USA: maíz, trigoy soja, muestranincrementoen el
rendimiento(1930 a 2012).
MANTENIÉNDOSE CONLA DEMANDA ALIMENTARIA

7. CAMBIOS EN:
1) Patrones climáticos.
2) Suelo y agua disponibles.
Generan nuevos desafíos para los Fito mejoradores en asegurar la estabilidad del
rendimiento en ambientes cambiantes.

8. Figura 1. Rendimiento /ganancias de los principales cultivos de Estados Unidos.
El rendimiento promedio por año en toneladas métricas / ha

9. Ciclos rápidos de meiosis y mitosis en las células por medio del cultivo
de tejidos vegetales, que permiten reducir el tiempo de generación de
los cultivos.
Permitiendo mas oportunidades de recombinación y selección genética en
una misma unidad de tiempo.
CULTIVOIN VITRO

10. Variación genética y fenotípica aditiva
Intensidad de selección , control parental , y el tiempo.
Elección de germoplasma para la formación de poblaciones segregantes.
El factor restante más crítico a maximizar la ganancia genética es el tiempo.
El número de generaciones por año es biológicamente limitada.

12. GANANCIA GENETICA
• El rendimiento promedio de las poblaciones de cría se incrementa a través
de la selección de plantas individuales con un rendimiento superior.
• Puede ser expresado como ganancia genética en diferentes formas
dependiendo de la situación :
 GANANCIA GENETICA POR CICLO
 GANANCIA GENTICA POR AÑO
El objetivo del fitomejoramiento es la
identificación y desarrollo de individuos
superiores y las familias

13. GANANCIA GENÉTICA POR CICLO
K= Porcentaje de individuos seleccionados que avanzó a la siguiente
Generación
c= Es el grado de control parental (es decir, el control genético de los machos, hembras,
ambos sexos)
h2= Es una medida proporcionada por la varianza fenotípica y por
la varianza genética aditiva.
La varianza genética aditiva es el componente de la varianza genética que se trasmite A la progenie

14. GANANCIA GENÉTICA POR AÑO
• ES UTILIZADA AUN MAS ESPECIFICA DONDE INTERVIENE DIFERENTES AMBIENTES
Y REPETICIONES EN SI SE CENTRA EN LA GESTIÓN DE TIEMPO (EXPRESADO EN Y)
COMO UN MÉTODO PARA MAXIMIZAR LA GANANCIA GENÉTICA.

15. Concepto de un vivero in
vitro, donde los nuevos
genotipos están formados
por la producción in vitro
de los gametos y su
posterior fusión.
El tiempo de generación
se ve limitada por la
rapidez con que las
células somáticas pueden
formar nuevos gametos y
su rapidez en fusionarse.
PRODUCIR LÍNEAS HOMOCIGOTAS Y HOMOGÉNEAS A TRAVÉS DE UNA COMBINACIÓN DE VIVEROS
(GENERACIONES POR AÑO) Y LA TECNOLOGÍA DE DH (HOMOCIGOSIS POR GENERACIÓN).
Elección del germoplasma: formación
de poblaciones segregantes (Aditiva)
Intensidad de selección: % de individuos
avanzado después de un ciclo.

17. Cultivo tejidos-divisiones
haploides-guardería
División meiotica-
mitotica /48 horas
1 ciclo / semana
DH-(homocigosis
/generación)
1 recombinación/año
Vivero in vitro
12 ciclos
recombinación/año
Intervalos de 1
semana

18. Guardería-cultivoinvitro
Menor tiempo-menores recursos
Aumento en la eficiencia de la
selección
Líneas celulares-plantas maduras
rápidamente
Evolución fenotípica

19. REGENERACIÓN DE PLANTAS
<100% eficiente
Varía en las especies
INVESTIGACIÓN
Genotipos dependientes
En el sistema de cultivo de
tejidos

20. TABACO 37 A 73 %
ARROZ 25-48 %
MAÍZ 41-59 %
ALGODÓN 5-33 %
SOYA 93-100 %

21. Células somáticas
 gametos
Homocigotos y
líneas homogéneas
 generar híbridos
Fusionados in vitro
(gametos )
Desarrollo se
semillas sintéticas
embriones somáticos

22. SEMILLAS SINTÉTICAS
• Alfalfa ( Medicago sativa) • Ciclamen (Cyclamen persicum mill)
• Salparni (Desmodium gangeticum )

23. GENERACIÓN CON LARGOS TIEMPOS
• Leucaena
• Dos años para florecer
• Panacas (carya illinoinensis)
• 6 a 7 años de edad- florecer

24. • Vernalización
• Ciclo de enfriamiento para
producir floración
• Melocotones (prunus persica)
• Plantas anuales ( maiz , soja)
• Trigo (Triticum aestivum)
• Apomicticas: producción de semillas sin
necesidad de meiosis idénticas al padre

25. OBSERVACIONES FINALES Y RETOS PARA EL
FUTURO
Avances y eficiencia del
Fitomejoramiento
Capacidad de estimular la
meiosis y para generar gametos
in vitro
Vivero in vitro
La regeneración es genotipo -
dependiente.
(QTL) quantitative trait loci
Variación somaclonal
(estrés induce cambios)
 Conocimiento , <
Metodología Mecanismos genéticos:
Control meiosis
Producción de
gametos a partir de
células m.
somáticas
> Generaciones/año; > Ganancia
genética; > Velocidad de
rendimiento de cultivos (Figura 1)

26. Principal ventaja
Obtención de
mayor numero
de generaciones
Aumentar
ganancia
genética
Disminuir
tiempo