TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA
TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA
El desarrollo de la agricultura representó un cambio radical en la
evolución de la humanidad
AGRICULTURA
SILVESTRE CULTIVADO
SELECCIÓN
Lactuca serriola
Lactuca sativa
SELECCIÓN AUTOMÁTICA
SIEMBRA DE GRANOS COSECHADOS ESPECIE
SILVESTRE
CICLO
COSECHADOS
COSECHA
SIEMBRA DE GRANOS COSECHADOS
• 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
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
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
LA MUTACIÓN
GENERACIÓN DE DOMESTICACIÓN DE FENOTIPOS NUEVOS
Fenotipos mutantes GENERACIÓN DE
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
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
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
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
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)
Glycine max,soja
Thea sinensis, té
Glycine max,soja
Mercado de Huancayo
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
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
Mango
Cocos nucifera,
coco
Vigna sinensis
Oritos, mercado de Andahuaylas
Musa spp., banana
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
Carthamus tinctorius,
cártamo
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
GRUPO EINKORN, DIPLOIDE
T. monoccoccum., subesp monococcum, CULTIVADO
GRUPO EMMER, TETRAPLOIDES
T. turgidum subsp. dicoccum,
CULTIVADO
T. turgidum subsp. dioccoides,
TRIGO HEXAPLOIDE
Titicum aestivum
subsp. spelta
T. aestivum
aristado y sin arista
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
Coffea arabica
, caféCucumis melo, melón Cucumis anguria
C. metuliferus
C. myriocarpus
Zea mays, Maíz
Phaseolus vulgaris, Judía Capsicum annuum, Pimiento Gossypium hirsutum, Algodón Agave sisalana, sisal
Cucurbita spp. Calabacín y Calabazas
Gossypium hirsutum, algodón
Capsicum annuum, pimiento,
mercado de Andahuaylas
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
Carica papaya, papaya,
Mercado de Andahuaylas Mercado de Andahuaylas
Solanum
Macizo en desierto
Solanum muricatum, pepino dulce,
Mercado de Andahuaylas
Ipomoea batatas, batata Ipomoea batatas batata
Erythroxylum coca, coca
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
Ullucus tuberosus,
ulluco
Cultivo de papas en ladera
Variedad local de papa Mercado de la Oroya
Manihot esculenta, Mandioca
Ananas comosa, piña Passiflora adulis,
Maracuyá
Ananas comosa, piña
Hevrea brasiliensis, árbol del
caucho
Theobroma cacao,
Actualmente se cultivan sólo unas 150 especies
De ellas, doce proveen alimento vegetal a tres cuartos de la
humanidad
SIN
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.
Tenemos un sistema de investigación agrícola vertical:
MEJORADOR
AGRICULTORES
Los mejoradores suministran variedades a los
agricultores.
No participación
de los agricultores
en la investigación
Dependencia de
unos pocos
megacultivos
Industrialización
de la agricultura
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
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
¿Porqué es importante la
BIODIVERSIDAD?
Agricultura moderna
Alimentación
Unas pocas
variedades
Cualquier
incidencia
Amenaza en la
provisión de
alimentos
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
Desarrollo de variedades por
parte de los mejoradores
MATERIAL BASE
Problemas de erosión
genética
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
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.
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
ES NECESARIA
UNA REFORMULACIÓN DE LAS
ESTRATEGIAS CONVENCIONALES DE
MEJORA GENÉTICA
MEJORA
MEJORA
PARTICIPATIVA DE
PLANTAS
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
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
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
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
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
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
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 unaMONOCÉNTRICOS:
cultivos en un centro de origen definible y con unadispersión amplia, pero sin centros secundarios de diversidad.
Ejs.: El café y el árbol de caucho.
OLIGOCÉNTRICOS:
cultivos con un centro diferente definible, una dispersiónamplia 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 enun área muy amplia.
TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA
TEMA 2.- DIVERSIDAD GENÉTICA EN AGRICULTURA
DOMESTICACIÓN
TRANSFORMACIÓN
EL PROCESO DE DOMESTICACIÓN
Plantas silvestres
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
TOMATE
CALABAZA
LECHUGA
CARABASSA
MELÓ
ADAPTACIÓ D’UNA ESPÈCIE A DISTINTES
CONDICIONS CLIMÀTIQUES
MORADA DE MORELLA
D’ORELLA DE BURRO
IMPORTANCIA DE CONOCER LA ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES
CONCEPTO DE VARIEDAD
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
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
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
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)
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
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
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
SISTEMAS DE
REPRODUCCIÓN
ESTRUCTURA
GENÉTICA DE LAS
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON
AUTOGAMIA O AUTOFECUNDACIÓN
ALOGAMIA O FECUNDACIÓN CRUZADA
PROPAGACIÓN VEGETATIVA O ASEXUAL
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
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
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
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
LOS SISTEMAS BÁSICOS DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS SON
APOMIXIS
El sistema sexual de la planta no funciona
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
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
EL SISTEMA REPRODUCTIVO ES
UN CARÁCTER ADAPTATIVO
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
PARCIALMENTE ALÓGAMAS
Colza
Brassica napus
Alfalfa
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
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
COEXISTEN REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL
Alcachofa
Cynara scolymus
Reproducción por rizomas
Primer año Segundo año
TAMBIÉN PRESENTA REPRODUCCIÓN
SEXUAL
LOS SISTEMAS DE REPRODUCCIÓN
COEXISTEN REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL
Manzano
Malus spp.
Ciruelo
Prunus domestica
Peral
Pyrus communis TAMBIÉN
PRESENTAN REPRODUCCIÓN
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
SISTEMAS DE
REPRODUCCIÓN
ESTRUCTURA
GENÉTICA DE LAS
GENÉTICA DE LAS
POBLACIONES
INFLUENCIA DE LA BIOLOGÍA REPRODUCTIVA EN LOS PROGRAMAS DE MEJORA
ESTRUCTURA GENÉTICA DE
SISTEMA
REPRODUCTIVO
GENÉTICA DE LA
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
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
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
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
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
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
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
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
ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN ALÓGAMAS
LAS PLANTAS NO SON HOMOCIGOTAS PARA TODOS LOS LOCI
Aa
AA Aa Aa Aa AA
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
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
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
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
ESTRUCTURA GENÉTICA DE UNA POBLACIÓN
PLANTAS DE REPRODUCCIÓN VEGETATIVA Y APOMÍCTICA
NUEVA PLANTA Idéntico genotipo a
planta madre
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
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
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
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
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
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