MÉTODOS DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LAS PLANTAS

I. INTRODUCCIÓN AL MEJORAMIENTO GENÉTICO

1.1.Objetivos e importancia del mejoramiento genético

1. Crear variedades de plantas más productivas que las variedades de uso común de un cultivo en un determinado medio y con determinado manejo.

2. Crear variedades resistentes a condiciones adversas que permitan la extensión de un cultivo a zonas donde con las variedades existentes no es posible.

3. Crear variedades de mejor calidad nutritiva o industrial (trigo, cebada, maíz, etc).

LA MEJORA GENÉTICA ES EL ARMA MÁS VALIOSA PARA EL AUMENTO DE LA PRODUCCIÓN UNITARIA

Modificaciones ambientales y de manejo tiene un límite, que en un momento dado la misma planta impone.

Puede manipularse las características fisiológicas y de estructura de la planta que permita cambiar el manejo hacia tecnología de producción más eficiente.

Sólo modificando el genotipo podemos pensar en mayor potencial de rendimiento.

Es el medio más económico para incrementar la producción y disminuir fluctuaciones anuales (resistencia-adaptabilidad)

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS QUE PUEDEN MEJORARSE CIENTÍFICAMENTE EN LA PLANTA

Rendimiento de grano o fruto.

Rendimiento de la planta respecto a alguna característica industrial: Contenido y calidad de aceite.

Resistencia y/o tolerancia a plagas y enfermedades.

Resistencia a sequía.

Adaptación y adaptabilidad a condiciones del medio (temperatura, humedad relativa, manejo del cultivo, etc.)

Acame de raíz y tallo en los cereales.

Rendimiento y calidad de fibra de algunas plantas.

BASES CIENTÍFICAS DEL MEJORAMIENTO GENÉTICO

Necesario conocer las características agronómicas de la planta que se trate (botánica, morfológica, necesidades ambientales, área de cultivo y sistema de reproducción).

También es necesario conocer la preferencia de los agricultores. Adopción. Darle al agricultor más productividad y menos riesgo.

El mejoramiento es posible gracias a la variabilidad de las especies cultivadas. La variabilidad puede ser natural o artificial.

Diferencias en la composición de poblaciones alógamas (heterocigóticas) u autógamas (heterogéneas homocigóticas). Mencionar importancia de la variación ambiental.

La variación puede producirse artificialmente mediante:

Hibridación.

Poliploidía

Mutaciones inducidas.

Al cruzar con fines de mejora se pretende combinar caracteres o exceder el nivel de los progenitores. De aquí la necesidad de conocer la genética de los caracteres bajo selección.

1.2. TERMINOLOGÍA COMÚN

FitotecniaFitotecnia. Conjunto de técnicas y prácticas agrícolas aplicadas a los cultivos vegetales para obtener una mejor y mayor producción.

Fitotécnia. Estudio de la genética de los vegetales, especialmente de la aplicada al mejoramiento de las plantas cultivadas.

Fitomejoramiento. Mejoramiento de los caracteres heredables de las plantas por medio de las técnicas genéticas, a fin de hacerlas más eficientes para determinadas condiciones agroecológicas.

Fitomejoramiento es sinónimo de mejoramiento genético de las plantas, genética vegetal aplicada, genotecnia, y plant breeding.

Mejoramiento genético de las plantas. Arte y ciencia que permite cambiar y mejorar la herencia (genotipos de las plantas. El mejoramiento genético de las plantas se considera:

Arte, porque el fitomejorador tiene cierta capacidad, de acuerdo con la experiencia, para seleccionar los mejores genotipos.

Ciencia, porque tiene que tiene que aplicar el método científico.

Herencia. De puede definir como la transmisión de caracteres, morfológicos o fisiológicos de progenitores a sus descendientes.

Variación. Diferencias que se manifiestan entre los individuos de una población o grupo o aun entre individuos que tengan los mismos progenitores (familia).

Causas de la variación

La acción conjunta de varios factores hereditarios (genes).

La acción conjunta de factores del medio (acción ecológica)

La acción conjunta de factores hereditarios y ecológicos (interacción genotipo x ambiente).

Variación total = Variación genética + Variación ecológica + interacción.

Variación continua: Considerando un grupo de individuos, son variaciones que se manifiestan en pequeñas diferencias, de modalidad generalmente cuantitativa (medida en una escala de conteo), de tal manera que se puede formar una seria continua, partiendo de individuos que exhiben un carácter dado. Ejemplo: altura o peso de los humanos, producción de grano o forraje de las plantas; número de granos de trigo en una espiga, número de huevecillos que oviposita un insecto, etc.

Caracter. Es un término que indica algún atributo, cualidad, rasgo, forma, estructura, función, etc., en los órganos o en los tejidos.

Caracter adquirido. Aquellas manifestaciones que un individuo o grupo de individuos, manifiesta por la acción del medio.

Caracter cuantitativo. Son aquellos caracteres que se manifiestan en los individuos en tal forma que para poderlos diferenciar y distinguir, es necesario medirlos o contarlos y observarlos cuidadosamente. Dichos caracteres se manifiestan con variación continua. Son determinados por un alto número de genes. Se tienen lo caracteres de mayor importancia socioeconómica (tamaño, calidad, producción, etc.).

Caracteres cualitativos. Término que se utiliza para indicar aquellos caracteres que se manifiestan, generalmente, una variación discontinua, y están determinados por una cualidad o atributo, y son relativamente constantes en espacio y tiempo, es decir son poco afectados por el ambiente. Caracteres fáciles de identificar visualmente. El número de genes que controlan este tipo de caracteres es bajo (uno o dos pares).

Ambiente. Conjunto de condiciones o circunstancias que rodean a un individuo, y que afectan su desarrollo o evolución.

El efecto del ambiente origina variaciones entre los individuos, aun cuando estos sean genéticamente iguales.

Variación discontinua. Variación que se manifiesta con

amplitud considerando de tal manera que se diferencia

visiblemente a un individuo, o aun grupo de individuos,

dentro de un conjunto. Los rasgos diferenciales entre los

individuos son tales que es relativamente fácil de

clasificar a lo individuos. Caracteres poco afectados por el

ambiente. Caracteres determinados por uno o dos pares de

genes.

Ejemplos: animales con cuernos o sin cuernos, plantas con

flores rojas y plantas con florase blancas etc.

Heredabilidad. Proporción de un carácter que es transmitido de progenitores a sus descendientes.

Heredabilidad en sentido amplio:

H2= σ2G / σ2P

Heredabilidad en sentido estricto

H2= σ2a / σ2P

Los valores de heredabilidad van de 0 a 1. Por ello los caracteres pueden clasificarse en tres grandes categorías: de baja, intermedia y alta heredabilidad, con valores promedio del orden de 0.25, 0.60, y mayores de 0.80, respectivamente.

Categoría 1 (0.25). El rendimiento de grano de los cereales; la producción de bovinos; la producción de carne de las diferentes especies de ganado; la producción de huevo y carne de las gallinas. (caracter poligénico).

Categoría 2 (0.60). El porcentaje de aceite y proteína de las semillas; la altura de planta; el número de días a floración masculina y femenina; el número de días a madurez fisiológica del grano de los cereales. (caracter poligénico).

Categoría 3 (0.80). Todos los caracteres de herencia cualitativa, principalmente monogénica.

ALGUNAS CONSIDERACIONES

El mejoramiento genético se inició cuando el hombre primitivo cambió su hábito de nómada y de recolección por una agricultura naciente, al seleccionar las mejores plantas y luego multiplicarlas. Por tanto, la selección se convirtió en el primer método de mejoramiento.

Trasporte de las plantas por el hombre, lo cual ha contribuido al desarrollo de la agricultura.

En 1900 con el redescubrimiento de las leyes de Mendel, se inicia una nueva etapa del fitomejoramiento al establecerse las bases científicas para seleccionar genotipos superiores en las poblaciones y para planear y formar nuevos genotipos vegetales, aprovechando la variabilidad de las poblaciones.

CIENCIAS AUXILIARES EN EL FITOMEJORAMIENTO

Genética y citogenética. Permiten un amplio entendimiento del mecanismo de la herencia en las plantas, lo cual hace posible programar cruzas entre genotipos superiores con ciertas modalidades.

Botánica y biología. Aportan datos muy interesantes acerca de la taxonomía, morfología y reproducción de las plantas.

Fisiología vegetal. Esta ciencia permite conocer la respuesta de las plantas al ambiente; incluye los efectos de calor, frío, sequía y la respuesta de los nutrientes en el suelo.

Fitopatología. Permite conocer la resistencia de las variedades a enfermedades, así la forma de como combatirlas.

Entomología. El mejoramiento para la resistencia de los insectos es muy importante; por tanto, los mejoradores de plantas deben auxiliarse de la entomología.

Bioquímica vegetal. Describe la constitución física y química de las plantas para determinar su calidad con fines industriales.

Estadística. Aporta técnicas de campo y análisis estadísticos bien fundamentados que ayudan al fitomejorador a obtener resultados de confianza ya interpretarlos correspondientemente.

Agronomía. El conocimiento de la agronomía en general ayuda a definir en que es lo que el agricultor desea y necesita en relación con nuevas variedades.