Caracterización y conservación
de recursos fitogenéticos para la
alimentación y la agricultura
Carlos Marfil
Laboratorio de Biología Molecular
Recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura
Todo aquel material genético de origen vegetal de valor real o
potencial para la alimentación y la agricultura, incluyendo los
alimentos, cultivos forrajeros, plantas medicinales, condimentos,
especies ornamentales y forestales, así como los relacionados con
los cultivos utilizados para fines industriales, tales como aceites
y fibras
Los recursos genéticos hacen referencia a material genético de
valor real o potencial. El material genético es cualquier
material de origen vegetal, animal o microbiano que contenga
unidades funcionales de la herencia
Eventos importantes en la historia de los recursos fitogenéticos
≈10000 a A.P 1940-1950 2014
Escala de tiempo
Fitomejoramiento y variedades modernas
Parientes silvestres de los cultivos (PSC)
Domesticación ancestral de plantas comestibles (Variedades criollas)
Resistencia a plagas y enfermedades Tolerancia a condiciones ambientales extremas Mejora en cualidades nutritivas y organolépticas
Pérdida de la variabilidad genética en las sucesivas etapas de
domesticación y fitomejoramiento moderno
Parientes
Valor estratégico de los recursos fitogenéticos
•
Su conservación y utilización aseguran la
sostenibilidad del sistema productivo
•
El manejo de estos recursos depende tanto de
aspectos científicos y técnicos, como de decisiones
políticas.
Niveles de conservación
¿Por qué es importante la conservación de la diversidad a nivel de
genes?
1-Porque la variabilidad medida a nivel de genes representa el nivel primario de biodiversidad.
2- Porque el índice de cambio evolutivo en una población es proporcional a la diversidad genética disponible.
3- Porque el conocimiento generado a partir de datos genéticos sirve para dirigir y guiar metas y programas de conservación.
La diversidad genética de una especie se distribuye
en tres niveles jerárquicos fundamentales
Cada nivel actúa como reservorio de variabilidad genética
de potencial importancia para su conservación
•La variabilidad genética total puede ser cuantificada y
subdividida: variabilidad intra-poblacional versus
variabilidad entre poblaciones
•De acuerdo a esto, se puede determinar cómo está
distribuida espacialmente la variabilidad genética y así
definir áreas o unidades de interés para la conservación.
La diversidad genética de una especie se distribuye
en tres niveles jerárquicos fundamentales
Estimación de la variabilidad genética
Morfológica Cariológica Aloenzimas ADNmt VNTR AFLP/RAPD SNP Ecosistemas/especies/ subespecies/metapoblaciones Distinción filogenética XXX XXX X XXX X X X Historia filogenética XXX XXX X XXX XX X X Hibridización XXX XXX X XXX XX X XX Poblaciones
Variabilidad genética y estructura de
las poblaciones X X XX XXX XXX XX XXX
Individuos
Sistema de apareamiento X X XX X XXXX X XX
Forense X X XX XX XXXX X XX
Nivel de análisis/objetivos del estudio
Técnica
Modificado de Principles of Conservation Biology, Third Edition, Chapter 11, Table A. 2006. Sinauer Associates
Marcadores genéticos:
Heredables
Polimórficos
Marcadores genéticos
Fuente: An Introduction to Genetic Analysis, Fifth
Edition, Figure 5-15. 1993. Freeman and Company
Estimación de la variabilidad genética
Marcadores morfológicos
Altamente influenciados por el ambienteMarcadores moleculares
Son normalmente neutros (nonecesariamente representan variabilidad adaptativa)
Conservación in vivo Individuos vivos ex situ en ambientes artificiales (bancos de germoplasma, zoológicos, institutos, etc.) in situ en hábitats naturales y zonas productivas in vitro Crioconservación y cultivo in vitro •Semen •Oocitos •Embriones •Células somáticas •Polen
Estrategias de Conservación
Bancos de germoplasma=Banco de genes
•
Conservación de la variabilidad genética potencialmente valiosa
para el fitomejoramiento y la investigación científica
•
Colectar, preservar, evaluar.
Nicolai I. Vavilov (Rusia 1887-1943)
•Recolectar las plantas útiles del mundo para conformar el Banco de germoplasma más grande del planeta
Conservación ex situ
1916-1932 N. Vavilov y los centros de diversidad Establecimiento de Centros Internacionales de Cultivos 1940-1950 2008Banco Mundial de Semillas de Svalbard
Valor estratégico de los recursos fitogenéticos
Heinz Brücher (Alemania 1915-Argentina 1991), el encargado de alimentar a la
Alemania y ejército nazi
•
Bancos Activos
•
Banco Base
•
93,5% de las entradas
del país
•
Actualmente 66.670
Red de Bancos de
Germoplasma del
INTA
El manejo de los recursos fitogenéticos, un
proceso dinámico
Conservación in situ
La conservación de los recursos fitogenéticos en su ambiente natural
permite que las poblaciones sigan evolucionando y generen nueva
variabilidad genética adaptada a las condiciones cambiantes.
La gran ventaja…
Una reserva genética puede definirse como "la localización, designación, gestión y seguimiento de la diversidad genética en las poblaciones naturales dentro de las áreas definidas destinadas a la conservación activa a largo plazo".
El gran objetivo: el establecimiento de reservas genéticas
La conservación de los ecosistemas y los hábitats naturales y el mantenimiento y recuperación de poblaciones viables de especies en sus entornos naturales y, en el caso de las especies domesticadas y cultivadas, en los entornos en que hayan desarrollado sus propiedades específicas.
Amplia distribución geográfica y
variación genética
Hijmans et al 2003. Atlas of wild potato. IPGRI
Más de 200 especies silvestres
Se identificaron 21 APs en 11
provincias, donde se distribuyen 18 especies de Solanum , sección Petota
Solapamiento de coordenadas geográficas de las Áreas Protegidas de Argentina con introducciones del Banco de Germoplasma de Papa y Forrajeras del INTA-Balcarce
Provincia Área Protegida Plan de manejo (PM)
Especies de Solanum Sección Petota (INTA/AP)
Especies de Solanum
Sección Petota (SIB)
La Pampa PN Lihue Calel Sin PM chc Otras spp. género
Solanum
RN Divisadero Largo Sin datos ktz Sin datos
Mendoza
RN Villavicencio Con PM (v) ktz Sin datos
San Juan PN El Leoncito Con PM (v) ktz ktz
Catamarca RB Laguna Blanca Sin datos sct, spg Sin datos
Tucumán PP Cumbres Calchaquíes Sin datos mcd, vrn Sin datos
PN Los Cardones PM en
elaboración
acl, grl, meg, spg, vrn grl, meg , spg
RP Los Andes Sin datos acl, grl, ifd Sin datos
Salta
PN El Rey PM en
elaboración
mcd Otras spp. género
Solanum
Jujuy MN Laguna de los
Pozuelos
Sin PM acl, ifd, meg, opl, sct, vrn meg
PN Baritú Sin PM tbr
PN Calilegua Con PM (v) grl, mcd , vnt
PP Laguna Pintascayo Sin datos
acl, blv, chc, grl, meg, oka, tar, tor, vnt, vrn
Sin datos Jujuy/Salta
RN Nogalar de los Toldos Sin PM No evaluada blv, mcf
PN Copo Con PM (v) chc Otras spp. género
Solanum
Santiago del Estero
RPUM Copo/ PP Copo Sin datos No evaluada Sin datos
Misiones PN Iguazú Con PM (n.v) chc chc
PN Mburucuyá Con PM (n.v) cmm cmm
Corrientes
APRM Iberá Sin datos cmm Sin datos
Entre Ríos PN Predelta Sin PM chc, cmm chc, cmm
• Determinar la dinámica poblacional
• Caracterizar interacciones bióticas y abióticas
• Evaluación de la fenología, la biología reproductiva y el sistema de cruzamiento
• Evaluación de la variabilidad genética, la estructura poblacional y la distribución de alelos dentro y entre poblaciones
• Evaluación del estado de manejo de las áreas protegidas en las que ocurre la población objetivo, y propuestas para modificar las directrices de manejo, si se requiere.
• Desarrollo de una estrategia de monitoreo para el/las área(s) de interés
• Capacitación de Guardaparques y gestores de recursos naturales renovables
