TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA 1.- DIVERSIDAD EN ESPECIES 2.- CULTIVARES AGRÍCOLAS

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(1)

TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA

(2)

TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA

(3)

El desarrollo de la agricultura representó un cambio radical en la

evolución de la humanidad

(4)

AGRICULTURA

SILVESTRE CULTIVADO

SELECCIÓN

Lactuca serriola

Lactuca sativa

(5)

SELECCIÓN AUTOMÁTICA

SIEMBRA DE GRANOS COSECHADOS ESPECIE

SILVESTRE

CICLO

COSECHADOS

COSECHA

SIEMBRA DE GRANOS COSECHADOS

(6)

• Selección de plantas

• Evolución de plantas domesticadas (cambios)

Producción Tamaño de grano

Eliminación de sustancias tóxicas Sistema reproductivo Caracteres morfológicos TRANSFORMACIÓN Plantas silvestres SELECCIÓN AUTOMÁTICA Caracteres morfológicos Plantas cultivadas

PRODUJO LAS PRIMERAS VARIEDADES

Casi idénticas a sus padres silvestres

Con reproducción controlada por el hombre

(7)

SELECCIÓN AUTOMÁTICA

El agricultor maneja poblaciones de individuos con una gran variación

Mutación natural

Cruzamiento con parientes silvestres próximos

SELECCIÓN

OBSERVACIÓN DE INDIVIDUOS MÁS FAVORABLES

GENERACIÓN DE

VARIEDADES

(8)

MEJORA NO CONSCIENTE

HERENCIA DE CARACTERES

SISTEMA REPRODUCTIVO

ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES

SELECCIÓN AUTOMÁTICA

EL AGRICULTOR REALIZA SU PROPIA SELECCIÓN

EL AGRICULTOR GUARDA SU PROPIA SEMILLA

(9)

LA MUTACIÓN

GENERACIÓN DE DOMESTICACIÓN DE FENOTIPOS NUEVOS

Fenotipos mutantes GENERACIÓN DE

(10)

NIKOLAI IVANOVITCH VAVILOV

RECOLECTÓ:

>300.000 MUESTRAS

DE CASI 700 ESPECIES CULTIVADAS EVALUACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD DEL

PLANETA

DE CASI 700 ESPECIES CULTIVADAS

OBSERVÓ:

Características agronómicas, en especial resistencia a plagas y enfermedades

Gran variabilidad para una especie en

una o muy pocas regiones del mundo Los denominó

(11)

CRITERIOS PARA ESTABLECER UN CENTRO DE ORIGEN: NIKOLAI IVANOVITCH VAVILOV

Conocimiento de la clasificación botánica

Localización áreas geográficas

ESTUDIOS FILÉTICOS

LOCALIZACIÓN Localización áreas geográficas

ocupadas en el pasado y regiones con mayor número de formas endémicas

Examen de los caracteres desde un punto de vista genético

LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

(12)

CONCLUSIONES

Ley de las variaciones homólogas NIKOLAI IVANOVITCH VAVILOV

CARÁCTER PRESENTE EN UNA ESPECIE TAMBIÉN EN ESPECIES RELACIONADAS

Solanum lycopersicum Solanum habrochaites Lactuca serriola Lactuca sativa

Ambas presentan constricción en el pedúnculo

Lactuca serriola Lactuca sativa

Ambas presentan secreción de savia blanca

CONSECUENCIA DE LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA A PARTIR DE UN

(13)

NIKOLAI IVANOVITCH VAVILOV

ESTABLECIÓ:

Centros de origen primarios

Centros de origen secundarios

Lugares donde se ha domesticado una especie

Lugares donde se ha diversificado una especie

pero sin haberse domesticado

Indican donde hay que dirigirse para formar colecciones o para

buscar variación para algún carácter concreto

domesticado

1926 6 centros de origen

(14)
(15)

1.- CENTRO CHINO

Avena nuda, Avena desnuda (Centro secundario de origen) Glycine max, Soja

Phaseolus angularis, Judía “Adzuki” (forma recesiva; centro

secundario)

Phaseolus vulgaris, Judía (forma recesiva; centro secundario) Phyllostachys spp., Bambú pequeño

GENÉTICA Y MEJORA

Phyllostachys spp., Bambú pequeño

Brassica juncea, Mostaza (centro secundario de origen) Prunus armeniana, Albaricoque

Prunus persica, Melocotonero Citrus sinensis, Naranjo

Sesamum indicum, Sésamo (grupo endémico de variedades

enanas; centro secundario)

(16)

Glycine max,soja

Thea sinensis, té

Glycine max,soja

Mercado de Huancayo

(17)

Oryza sativa, Arroz

Eleusine coracana, Mijo africano Cicer ariethinum, Garbanzo

Phaseolus calcarutus, Judía arroz Dolichos biflorus, Fríjol verde

Vigna sinensis, Judía pinta

Solanum melongena, Berenjena 2.- CENTRO INDIO

Solanum melongena, Berenjena

Raphanus caudatus, Rábano “rabo de rata” Colocasia antiquorum, Taro

Cucumis sativus, Pepino

Gossypium arboreum, Algodonero, 2x Corchorus olitorius, Yute

(18)

2a.- CENTRO INDO-MALAYO Dioscorea spp., Ñame

Citrus maxima, Pomelo Musa spp., Plátano Cocos nucifera, Coco

Saccharum officinarum, Caña de azúcar Saccharum officinarum, Caña de azúcar

(19)

Mango

(20)

Cocos nucifera,

coco

Vigna sinensis

(21)

Oritos, mercado de Andahuaylas

Musa spp., banana

(22)

Triticum aestivum, Trigo blando Triticum compactum, Trigo “club” T. shaerococcum, Trigo “shot”

Secale cereale, Centeno (centro secundario) Pisum sativum, Guisante

Lens culinari , Lenteja

Cicer arietinum, Garbanzo

Sesamum indicum, Sésamo (uno de los centros de origen) 3.-CENTRO DE ASIA CENTRAL

Sesamum indicum, Sésamo (uno de los centros de origen) Linum usitatissimum, Lino (uno de los centros de origen)

Carthamus tinctorius, Cártamo (uno de los centros de origen) Daucus carota, Zanahoria (centro de las variedades asiáticas) Raphanus sativus, Rábano (uno de los centros de origen)

Pyrus communis, Peral Malus pumila, Manzano Juglans regia, Nogal

(23)

Carthamus tinctorius,

cártamo

(24)

Triticum monococcum, Trigo Carraón Triticum durum, Trigo duro

Triticum turgidum, Trigo redondillo

Triticum aestivum, Trigo panadero (uno de los centros de origen) Hordeum vulgare, Cebada

Secale cereale, Centeno Avena byzantina, Avena roja

Cicer arietinum, Garbanzo (centro secundario) Lens culinaris, Lenteja

Pisum sativum, Guisante (centro secundario)

4.- CENTRO DEL PRÓXIMO ORIENTE

Pisum sativum, Guisante (centro secundario) Medicago sativa, Alfalfa azul

Sesamun indicum, Sésamo (grupo geográfico separado) Linum usitatissimum, Lino (variedades endémicas)

Cucumis melo, Melón

Prunus amygdalus, Almendra Ficus carica, Higuera

Punica Granatum, Granado Vitis vinifera, Vid

(25)

GRUPO EINKORN, DIPLOIDE

T. monoccoccum., subesp monococcum, CULTIVADO

(26)

GRUPO EMMER, TETRAPLOIDES

T. turgidum subsp. dicoccum,

CULTIVADO

T. turgidum subsp. dioccoides,

(27)

TRIGO HEXAPLOIDE

Titicum aestivum

subsp. spelta

T. aestivum

aristado y sin arista

(28)
(29)

Triticum durum, Trigo duro Avena strigosa, Avena Vicia faba, Haba

Brassica oleracea, Col Olea europaea, Olivo Lactuca sativa, Lechuga Veta vulgaris, remolacha

5.- CENTRO MEDITERRÁNEO

6.- CENTRO ETÍOPE O ABISINIO

Triticum durum, Trigo duro (enorme variedad de formas) Triticum turgidum, Trigo redondillo (muchas formas)

Triticum turgidum, Trigo redondillo (muchas formas) Triticumm dicoccum, Trigo (escaña o escanda)

Hordeum vulgare, Cebada (mucha diversidad de formas) Cicer arietinum, Garbanzo (uno de los centros)

Lens culinaris, Lenteja (uno de los centros) Eragrostis tef, Tef

Eleusine coracana, MIjo africano

(30)

Coffea arabica

, café

Cucumis melo, melón Cucumis anguria

C. metuliferus

C. myriocarpus

(31)

Zea mays, Maíz

Phaseolus vulgaris, Judía Capsicum annuum, Pimiento Gossypium hirsutum, Algodón Agave sisalana, sisal

Cucurbita spp. Calabacín y Calabazas

(32)
(33)

Gossypium hirsutum, algodón

Capsicum annuum, pimiento,

mercado de Andahuaylas

(34)
(35)

Ipomoea batatas, Boniato Solanum tubesorum, Patata

Phaseolus lunatus, Judía de Lima Lycopersicon esculentum, Tomate Gossypium barbadense, Algodón (x4)

8.- CENTRO SURAMERICÁNO (PERU-ECUADOR-BOLIVIA)

Gossypium barbadense, Algodón (x4) Carica papaya, Papaya

(36)

Carica papaya, papaya,

Mercado de Andahuaylas Mercado de Andahuaylas

(37)
(38)

Solanum

(39)

Macizo en desierto

(40)

Solanum muricatum, pepino dulce,

Mercado de Andahuaylas

(41)

Ipomoea batatas, batata Ipomoea batatas batata

Erythroxylum coca, coca

(42)

Manihot esculenta, Mandioca 8a.- CENTRO CHILENO

Solanum tuberosum, Patata

8b.- CENTRO BRASILEÑO-PARAGUAYO

Manihot esculenta, Mandioca Arachis hypogaea, Cacahuete

Theobroma cacao, Cacao (centro secundario) Hevea brasiliensis, Árbol del caucho

Ananas comosa, Piña

(43)

Ullucus tuberosus,

ulluco

Cultivo de papas en ladera

Variedad local de papa Mercado de la Oroya

(44)

Manihot esculenta, Mandioca

Ananas comosa, piña Passiflora adulis,

Maracuyá

Ananas comosa, piña

Hevrea brasiliensis, árbol del

caucho

Theobroma cacao,

(45)

Actualmente se cultivan sólo unas 150 especies

De ellas, doce proveen alimento vegetal a tres cuartos de la

humanidad

SIN

(46)

Más de la mitad del planeta se abastece de media

docena de especies

Estos cultivos son denominados muchas veces MEGACULTIVOS.

Son cultivos de alto rendimiento y altos insumos desarrollados en centros

científicos.

(47)

Tenemos un sistema de investigación agrícola vertical:

MEJORADOR

AGRICULTORES

Los mejoradores suministran variedades a los

agricultores.

(48)

No participación

de los agricultores

en la investigación

Dependencia de

unos pocos

megacultivos

Industrialización

de la agricultura

(49)

EROSIÓN GENÉTICA

Pérdida de especies y reducción de la biodiversidad

(afecta además de plantas, animales y

microorganismos)

Interrupción gradual de los procesos que preservan la

evolución de la diversidad biológica o biodiversidad

Evolución constante del conocimiento, las innovaciones,

las experiencias y las formas de organización de los

agricultores de las comunidades locales e indígenas

(50)

El conocimiento de los agricultores

sobre la biodiversidad agrícola es

esencial y muy importante en muchas

partes del mundo.

PRESIÓN

Variedades mejoradas,

Megacultivos

La FAO estima que de 250.000 variedades de

La FAO estima que de 250.000 variedades de

plantas disponibles para la agricultura, se están

utilizando unas 7.000.

Según la FAO, el reemplazo de las variedades

locales por variedades mejoradas (F1), es la

(51)

¿Porqué es importante la

BIODIVERSIDAD?

Agricultura moderna

Alimentación

Unas pocas

variedades

Cualquier

incidencia

Amenaza en la

provisión de

alimentos

(52)

PRIMERA PARADOJA

El éxito de la ciencia agrícola ha traído la concentración en un número

reducido de variedades diseñadas para la agricultura intensiva y una

reducido de variedades diseñadas para la agricultura intensiva y una

reducción drástica de la diversidad de las variedades vegetales

disponibles para seguir adelante con la investigación y el desarrollo

(53)

Desarrollo de variedades por

parte de los mejoradores

MATERIAL BASE

Problemas de erosión

genética

(54)
(55)

La problemática de las variedades de elevados insumos

Necesitan

grandes

cantidades de

insumos

- Fertilizantes

- Plaguicidas

- Otros insumos

1.- Fuera del alcance

de los agricultores

pobres

2.- No están adaptadas

a las condiciones

(56)

Importancia de la variedades locales de bajos insumos

Producen un 20% del alimento del planeta.

Alrededor de un cuarto de la población mundial depende

de pequeñas parcelas de cultivo para obtener su alimento.

Las explotaciones de estos agricultores constituyen

verdaderos reservorios de biodiversidad.

(57)

SEGUNDA PARADOJA

La clave para incrementar la diversidad biológica y cultural puede estar

en estos pequeños agricultores tradicionales porque, en su lucha simple

en estos pequeños agricultores tradicionales porque, en su lucha simple

por la supervivencia, en suelos pobres y con recursos limitados,

continúan permitiendo que las variedades evoluciones. Seleccionan tipos

de plantas (más que variedades) a partir de sus propias observaciones y

(58)

ES NECESARIA

UNA REFORMULACIÓN DE LAS

ESTRATEGIAS CONVENCIONALES DE

MEJORA GENÉTICA

MEJORA

(59)

MEJORA

PARTICIPATIVA DE

PLANTAS

(60)

MEJORA

PARTICIPATIVA DE

PLANTAS

1.- Los agricultores deben formar parte de la tarea de la

mejora genética.

Los agricultores pueden

Los agricultores pueden

combinar sus semillas con

las suministradas por los

mejoradores

Proceso dinámico de

conservación, evolución y

(61)

MEJORA

PARTICIPATIVA DE

PLANTAS

1.- Los agricultores deben formar parte de la tarea de la

mejora genética.

El mantenimiento de la diversidad de

El mantenimiento de la diversidad de

especies en las parcelas donde se originaron

y continúan evolucionando, son dos

metodologías complementarias

(62)

MEJORA

PARTICIPATIVA DE

PLANTAS

1.- Los agricultores deben formar parte de la tarea de la

mejora genética.

Fortalece a los pequeños agricultores

Fortalece a los pequeños agricultores

Valora la lógica de sus elecciones

Otorga a los agricultores un mayor control sobre su forma

de vida

(63)
(64)

HARLAN

DETERMINÓ LA EXISTENCIA DE VARIABILIDAD DENTRO DE CENTROS

LA DOMESTICACIÓN NO SE PRODUJO

NECESARIAMENTE EN PUNTOS CONCRETOS

Zonas con gran riqueza genética

MICRO CENTROS

NECESARIAMENTE EN PUNTOS CONCRETOS

LA DOMESTICACIÓN SE PRODUJO MUCHAS VECES EN GRANDES ÁREAS

(65)

CENTROS Y NO CENTROS DE LOS ORIGENES DE LA AGRICULTURA (HARLAN.1971)

Sumeria

China

A1: CENTRO DEL ORIENTE PROXIMO A2: NO CENTRO AFRICANO

B1: CENTRO DEL NORTE DE CHINA

B2: NO CENTRO SDEL SUDESTE ASIATICO Y SUR DEL PACIFICO C1: CENTRO MESIAMERICANO

C2: NO CENTRO SUDAMERICANO

(66)

HARLAN

EL HOMBRE DOMESTICÓ LO QUE PUDO Y DONDE PUDO

EL NÚMERO Y DENSIDAD DE ESPECIES

DOMESTICADAS EN UNOS Y OTROS LUGARES DOMESTICADAS EN UNOS Y OTROS LUGARES ESTUVO EN FUNCIÓN DE LA ACTIVIDAD HUMANA

LAS PLANTAS Y ANIMALES DOMESTICADOS SE ORIGINARON, PUES, EN FUNCIÓN DE LAS

(67)

CLASIFICACIÓN DE LOS CULTIVOS SEGÚN SUS PATRONES EVOLUTIVOS

ENDÉMICOS

: cultivos originados en un área limitada y se han expandido poco. Ejs.: México, Panicum sonorum el el moderno México.

SEMIENDÉMICOS:

cultivos originados en un centro definible y con una dispersión limitada.

Ejs.: Eragrosti tef y Guizotia abyssinica, domesticados en Etiopía, se cultivan a escala limitada en la India. Oryza glaberrima, Oxalis tuberosa, Ullucus

tuberosus y Tropaelum tuberosum.

MONOCÉNTRICOS:

cultivos en un centro de origen definible y con una

MONOCÉNTRICOS:

cultivos en un centro de origen definible y con una

dispersión amplia, pero sin centros secundarios de diversidad.

Ejs.: El café y el árbol de caucho.

OLIGOCÉNTRICOS:

cultivos con un centro diferente definible, una dispersión

amplia y uno o más centros secundarios de diversidad.

Ejs.: cebada, trigo emmer, lino, guisante, avenas, garbanzo, Brassicas spp.

NOCÉNTRICOS:

cultivos cuyo patrón de variación indica una domesticación en

un área muy amplia.

(68)

TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA

(69)

TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA

(70)

DOMESTICACIÓN

(71)

TRANSFORMACIÓN

EL PROCESO DE DOMESTICACIÓN

Plantas silvestres

(72)

GENÉTICA Y MEJORA

MEJORA NO CONSCIENTE

HERENCIA DE CARACTERES

SISTEMA REPRODUCTIVO

ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES

LOGROS MUY IMPORTANTES EL PROCESO DE DOMESTICACIÓN

ORIGEN DE LA AGRICULTURA

LAS POBLACIONES

SIMPLEMENTE SELECCIONANDO

INDIVIDUOS MÁS FAVORABLES

(73)

TOMATE

CALABAZA

LECHUGA

(74)

CARABASSA

(75)

MELÓ

(76)

ADAPTACIÓ D’UNA ESPÈCIE A DISTINTES

CONDICIONS CLIMÀTIQUES

(77)

MORADA DE MORELLA

D’ORELLA DE BURRO

(78)

IMPORTANCIA DE CONOCER LA ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES

CONCEPTO DE VARIEDAD

(79)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

aa

Aa AA Aa aa AA

(80)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

aa

Aa AA Aa aa AA f(AA) = nº individuos AA nº individuos totales aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa f(AA) =

nº individuos totales

f(Aa) = nº individuos Aa nº individuos totales

f(aa) = nº individuos aa nº individuos totales

(81)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

aa

Aa AA Aa aa AA f(AA) = 10 20 = 0,5 aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa f(AA) = 20

f(Aa) = 6 20

f(aa) = 4 20

= 0,5

= 0,2 = 0,3

(82)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

aa

Aa AA Aa aa AA f(A) = f(AA) + 0,5·f(Aa) aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa

f(A) = f(AA) + 0,5·f(Aa)

f(a) = f(aa) + 0,5·f(Aa)

(83)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

aa

Aa AA Aa aa AA f(A) = 0,5 + 0,5·0,3 = 0,65 aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa

f(A) = 0,5 + 0,5·0,3 = 0,65

f(a) = 0,2 + 0,5·0,3 = 0,35

FRECUENCIAS GÉNICAS

(84)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

Dos poblaciones distintas pueden presentar distintas frecuencias génicas

f(A) = 0,5

f(a) = 0,5

Dos poblaciones distintas pueden presentar distintas frecuencias génicas

Población 1

f(A) = 0,99

f(a) = 0,01

(85)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN DE PLANTAS

FRECUENCIA EN QUE SE ENCUENTRAN DISTRIBUIDOS LOS GENES Y LOS GENOTIPOS EN UNA POBLACIÓN

DEFINICIÓN DE ESTRUCTURA GENÉTICA

Para unas mismas frecuencias génicas f(A) = 0,3 y f(a) = 0,7

f(AA) = 0,3

f(Aa) = 0

Población 1 Población 2

f(aa) = 0,7

f(AA) = 0,09

f(Aa) = 0,42

f(aa) = 0,49

(86)

SISTEMAS DE

REPRODUCCIÓN

ESTRUCTURA

GENÉTICA DE LAS

(87)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

AUTOGAMIA O AUTOFECUNDACIÓN

ALOGAMIA O FECUNDACIÓN CRUZADA

PROPAGACIÓN VEGETATIVA O ASEXUAL

(88)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

AUTOGAMIA O AUTOFECUNDACIÓN

El polen de una planta fecunda los óvulos de esa

(89)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

ALOGAMIA O FECUNDACIÓN CRUZADA

El polen de una planta fecunda los óvulos de otras

plantas

- Viento

(90)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

PROPAGACIÓN VEGETATIVA O ASEXUAL

Emisión de raíces adventicias

Generación de una nueva planta

En general se reproducen por

propágulos

Esquejes

Tubérculos

Rizomas

Estolones

(91)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

APOMIXIS

El sistema sexual de la planta no funciona

(92)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON

AUTOGAMIA O AUTOFECUNDACIÓN

ALOGAMIA O FECUNDACIÓN CRUZADA ALOGAMIA O FECUNDACIÓN CRUZADA

PROPAGACIÓN VEGETATIVA O ASEXUAL

LOS LÍMITES NO SON RÍGIDOS

PUEDEN COEXISTIR

(93)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

EL SISTEMA REPRODUCTIVO ES

UN CARÁCTER ADAPTATIVO

(94)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

PARCIALMENTE ALÓGAMAS

Colza

Brassica napus

Alfalfa

(95)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

COEXISTEN REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL

Fresa

Fragaria x ananasa

Patata

Solanum tuberosum

Reproducción por tubérculos

Reproducción por estolones

TAMBIÉN PRESENTAN REPRODUCCIÓN

(96)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

COEXISTEN REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL

Alcachofa

Cynara scolymus

Reproducción por rizomas

Primer año Segundo año

TAMBIÉN PRESENTA REPRODUCCIÓN

SEXUAL

(97)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

COEXISTEN REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL

Manzano

Malus spp.

Ciruelo

Prunus domestica

Peral

Pyrus communis TAMBIÉN

PRESENTAN REPRODUCCIÓN

(98)

LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN

EL SISTEMA PRIMITIVO EN PLANTAS SUPERIORES ES LA

FECUNDACIÓN CRUZADA

FANERÓGAMAS MÁS ANTIGUAS

GIMNOSPERMAS

En un estudio con 1.500 especies:

- 62 % sistema predominante alogamia

- 17 % autogamia

- 9 % apomícticas

- 10 % parcialmente alógamas

(99)

SISTEMAS DE

REPRODUCCIÓN

ESTRUCTURA

GENÉTICA DE LAS

GENÉTICA DE LAS

POBLACIONES

(100)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTRUCTURA GENÉTICA DE

SISTEMA

REPRODUCTIVO

GENÉTICA DE LA

(101)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTRUCTURA GENÉTICA DE

SISTEMA

REPRODUCTIVO

PROGRAMA DE MEJORA

ESTABLECER LOS PROCESOS DE CRUZAMIENTOS PARA CONSEGUIR

EL OBJETIVO DE MEJORA

GENÉTICA DE LA

(102)
(103)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS

aa

AA AA aa aa AA

LAS PLANTAS SON HOMOCIGOTAS PARA TODOS LOS LOCI

aa Aa AA AA aa AA AA AA AA AA AA AA aa aa AA aa

En un mismo individuo, para cada gen sólo existe un alelo

(104)

Aa

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS

Ø

¼ AA + ½ Aa + ¼ aa Generación inicial

AA ¼ AA + ½ Aa + ¼ aa aa

Muchas generaciones AA aa

(105)

Aa

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS

Ø

¼ AA + ½ Aa + ¼ aa Generación 0

Generación 1

Frecuencia de heterocigotos

1

1/2

AA ¼ AA + ½ Aa + ¼ aa aa

Generación n AA aa 1/2n

n =

1/2n = 0

Generación 2 1/4

Desaparecen los heterocigotos

(106)

AaBb

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS

Ø

AABB,.., AaBB,.., AaBb,.. aaBb,.. aabb

AABB aabb

Gen. 0

Gen. 1

F. het.

1

12/16

¼ AABB + ½ AaBB + ¼ aaBB ¼ aaBB + ½ aaBb + ¼ aabb

F. hom.

1

4/16

Gen. n AABB AAbb aaBB aabb 1/2n

n =

Desaparecen los heterocigotos AABB,.., AaBB,.., AaBb,.. aaBb,.. aabb

¼ AABB + ½ AaBB + ¼ aaBB ¼ aaBB + ½ aaBb + ¼ aabb

(1 - 1/2n)k

(107)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS P o rc e n ta je d e i n d iv id u o s h o m o c ig o to s

Conforme aumenta el número de genes que se considera se consigue la homocigosis de forma más lenta

Generaciones de autofecundación

(108)

AaBb

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS

Ø

¼ AABB + ½ AaBb + ¼ aabb Gen. 0

Gen. 1

F. het.

1

1/2 Genes ligados

Gametos AB y ab

AABB aabb

Gen. n AABB aabb 1/2n

n =

Desaparecen los heterocigotos (1 - 1/2n)k= 1 ¼ AABB + ½ AaBb + ¼ aabb 1/4

CONJUNTO DE INDIVIDUOS HOMOCIGOTOS

(109)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN AUTÓGAMAS aa aa aa AA AA aa AA aa AA AA AA AA aa AA AA aa aa AA aa aa

f(AA) = 0,5

f(aa) = 0,5

Ausencia de

mutación, selección,

migración, etc aa AA AA

aa AA AA AA AA aa AA AA AA AA AA AA aa AA AA aa aa AA aa aa

f(AA) = 0,6

f(aa) = 0,4

migración, etc

Misma eficacia biológica

(110)
(111)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN ALÓGAMAS

LAS PLANTAS NO SON HOMOCIGOTAS PARA TODOS LOS LOCI

Aa

AA Aa Aa Aa AA

(112)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN ALÓGAMAS

EN ESPECIES ALÓGAMAS LAS PLANTAS SE CRUZAN AL AZAR

Cada individuo tiene igualdad de posibilidades de cruzarse con otro Un gameto de un individuo tiene la misma probabilidad de unirse con

cualquier otro gameto de cualquier otro individuo

aa aa Se generan

(113)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN ALÓGAMAS

EN POBLACIONES DE ALÓGAMAS EXISTEN INDIVIDUOS HETEROCIGOTOS

¿Qué estructura tiene un población que se reproduce continuadamente por fecundación cruzada?

Aa AA Aa aa f(A) = 0,65 = p aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa aa

f(A) = 0,65 = p

(114)

aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA aa aa

f(A) = 0,65 = p

f(a) = 0,35 = q ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN

ALÓGAMAS AA AA aa * * * * * * ** * * * * * ** ** * * * * Nube de polen

p = A

q = a

Óvulos

p = A

q = a

(115)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN ALÓGAMAS

Gametos de la madre

Gametos del padre

p A q a

p A p2 AA p·q Aa

Haciendo todas las combinaciones posibles entre granos de polen y óvulos

q a p·q Aa q2 aa

P(AA) = p2 P(Aa) = 2·p·q P(aa) = q2

Probabilidad de tener cada uno de los posibles genotipos

HAY

HETEROCIGOTOS

(116)
(117)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN

PLANTAS DE REPRODUCCIÓN VEGETATIVA Y APOMÍCTICA

NUEVA PLANTA Idéntico genotipo a

planta madre

(118)

ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN

PLANTAS DE REPRODUCCIÓN VEGETATIVA Y APOMÍCTICA

Tipos de poblaciones:

Compuestas por un solo clon

Compuestas por un conjunto de clones

(119)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTRUCTURA GENÉTICA DE LA POBLACIÓN

Las poblaciones de alógamas tienen una frecuencia elevada de

heterocigotos La heterocigosis oculta alelos detrimentales aa Aa AA Aa AA aa AA Aa AA AA AA AA Aa AA AA Aa Aa AA La autofecundación produce homocigosis

de estos alelos

Disminución del vigor

(120)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTRUCTURA GENÉTICA DE LA POBLACIÓN

Las poblaciones de autógamas están formadas por individuos

homocigotos aa aa AA aa AA aa AA aa AA AA AA AA AA AA AA AA aa AA

(121)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTABLECER LOS PROCESOS DE CRUZAMIENTOS PARA CONSEGUIR EL

OBJETIVO DE MEJORA

SISTEMA DE REPRODUCCIÓN

PRODUCTO DE MEJORA

REPRODUCCIÓN MEJORA

La facilidad con que se pueden realizar cruzamientos o autofecundaciones

(122)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTABLECER LOS PROCESOS DE CRUZAMIENTOS PARA CONSEGUIR EL

OBJETIVO DE MEJORA

Autofecundación fácil

Maíz

Autofecundación fácil

Hibridación es sencilla y económica

(123)

INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA

ESTABLECER LOS PROCESOS DE CRUZAMIENTOS PARA CONSEGUIR EL

OBJETIVO DE MEJORA

Autofecundación y cruzamientos

Alfalfa

Autofecundación y cruzamientos controlados costosos

DESARROLLO DE VARIEDADES POBLACIÓN DE INDIVIDUOS

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