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FITOMEJORAMIENTO Y PRODUCCION DE SEMILLA
Unidad I.
Introducción al Mejoramiento Genético de las plantas
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Unidad I: Introducción al Mejoramiento
Genético de las plantas
Al finalizar la unidad el estudiante será capaz de:
Objetivos:
Analizar la base conceptual del Fitomejoramiento para destacar su importancia en el mejoramiento genético de la plantas, tomando en cuenta su evolución, finalidad y las ciencias relacionadas con la misma.
Demostrar una actitud reflexiva y analítica para la valoración de la importancia de esta ciencia en la agricultura, respetando la opinión de sus compañeros.
Contenido:
1. Introducción al Mejoramiento Genético de las plantas
1.1.Concepto de Fitomejoramiento
1.2. Historia del Fitomejoramiento
1.3. Objetivos del Fitomejoramiento
1.4. Formación del Fitomejorador.
INTRODUCCION
En general, el mejoramiento genético de plantas tiene por finalidad la obtención de variedades con características de mayor rendimiento, mayor calidad comercial y nutritiva, mayor resistencia a factores abióticos y bióticos adversos al cultivo. En otras palabras, el mejoramiento genético de un cultivo, tiene por finalidad la generación de variedades más eficientes producir productos aprovechables por el hombre como alimento, como materias primas para la industria, como forraje para los animales domésticos, etc.
1.1. Concepto de Fitomejoramiento
La esencia del fitomejoramiento es el descubrimiento o la creación de una variación genética en una especie vegetal y la selección, dentro de esa variación, de plantas con características deseables que pueden heredarse de manera estable.
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Fitomejoramiento se conoce tambien como :
– Fitogenetica aplicada
– Mejoramiento de plantas
– Genetica vegetal aplicada
– Genotecnia vegetal o animal
FITOMEJORAMIENTO EMPIRICO TRADICIONAL
– Utilizado por los agricultores desde los orígenes de la agricultura, para
mejorar las características de los cultivos
– Selección dirigida con fuerte influencia de la selección natural
Lenta pero segura
– Origino diversidad de variedades
FITOMEJORAMIENTO CIENTIFICO
– Saltos espectaculares con nuevas variedades
– Mayor rendimiento
– Desarrollo de diversas tecnologias
DESVENTAJAS DEL FITOMEJORAMIENTO
– Perdidas de variedades tradicionales
– Variedades adaptadas a las condiciones locales
– Mas resistentes a condiciones adversas
– Erosion genetica
RELACION CON OTRAS CIENCIAS
– Botánica
– Parte de la biología que trata de los vegetales, y es la base científica de
la técnica moderna en agricultura, hoticultura, fruticultura, silvicultura y farmacognosia. Las tres divisiones principales de la botánica son: la taxonomía, la morfología y la fisiología vegetal. Hasta hoy se han descrito y clasificado más de 300000 especies; el sistema de clasificación y nomenclatura actual se basa en la obra del botánico sueco Carolus von Linneo (s. XVIII), que se modifica constantemente, y consisten en agrupar todos los seres vivos según ciertas características comunes en reino, tipo, clase, orden, familia, género y especie.
– Zoología
– Ciencia que estudia los animales; empcon Aristóteles, cuya obra, Partes
de los animales, fue la base de todos los estudios posteriores en morfología y anatomía.
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– Ciencia que estudia las funciones de los seres orgánicos y los
fenómenos de la vida. Se divide en:
– Fisiología general: Estudia los fenómenos comunes a animales y plantas
– Fisiología animal o vegetal: Se limita a uno de estos dos reinos
– Fisiología comparada: Es la que compara distintos animales o
vegetales, o especies de los primeros a especies de los segundos
– Fisiología normal o patológica: Estudia las funciones del organismo en la salud o enfermedad, respectivamente
– Embriología
– Rama de la biología que estudia el progreso de un organismo desde el
embrión hasta su completo desarrollo.
– Física
– Ciencia que estudia los fenómenos naturales para descubrir las leyes
que los rigen, y determinar la propiedades de la materia y sus relaciones fundamentales con la energía.
– Química
– Ciencia que estudia la composición de la materia y la acción recíproca
de los átomos para formar nuevas moléculas; tal acción recíproca, llamada reacción química, resulta de interacciones entre los
complementos electrónicos de los átomos; los cambios en el núcleo son objeto de estudio de la física; las sustancias químicas se dividen en
simples, o elementos, que se representan por símbolos, y compuestas,
que se representan por fórmulas.
– Bioquímica
– Es la ciencia que estudia las transformaciones y aprovechamiento de las
materias orgánicas e inorgánicas por los seres vivos; constituye un eslabón entre la química orgánica y la fisiología.
– Matemáticas
– Ciencia que estudia, mediante el uso de nùmeros y sìmbolos, las
cantidades y formas, sus propiedades y relaciones. Su mètodo es estrictamente lògico: plantea explìcitamente una serie de supuestos (axiomas y postulados), y de ellos deduce proposiciones que expresan una relación (teoremas).
– Anatomía
– Ciencia que estudia la estructura, situación y relaciones de las partes del
cuerpo animal o vegetal; la palabra misma significa disección y éste ha sido el método básico de la ciencia.
– Citología
– Parte de la biología que se encarga del estudio de las células orgánicas,
su estructura, desarrollo, funcionamiento y reproducción.
– Histología
– Rama de la anatomía que describe los elementos componentes de los
órganos y tejidos; nació con la invención del microscopio, y desempeña un papel muy importante en la diagnosis médica y la investigación científica.
• HISTORIA
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1. Etapa : Plantas y animales solo existian en los ecositemas acuaticos 2. Etapa : Evolucion se da hace 400 mil millones de años
3. Etapa: La evolucion dio gran diversidadde species y de otras categorias taxonomicas
Fitogenetica
• 1. Cada célula de una planta tiene cromosomas apareados dentro de su
núcleo
• 2. La información de todos los caracteres de una planta esta contenida
en sus cromosomas.
• 3. Durante la fertilización, cada parental contribuye con un set de
cromosomas.
• 4. Cada célula tiene el set completo de la información genética de la
planta "su
Fitogenetica
• La información genética en los cromosomas consiste en cadenas
extremadamente largas de ADN
• Los genes son segmentos discretos de ADN, codificando para su
información específica.
6 redescubrimiento, muchos biólogos estaban interesados en la herencia, aunque no eran conscientes de los resultados de Mendel y abordaban el problema de una manera completamente distinta. Estos investigadores prestaron atención a la naturaleza física del material hereditario. Un lugar obvio
para buscarlo eran los gametos, que constituyen los únicos elementos de
enlace entre las generaciones. Considerando que el óvulo y el espermatozoide difieren en tamaño pero contribuyen por igual al legado genético de los descendientes el citoplasma no parecía el alojamiento más probable de las estructuras hereditarias. Se sabía, sin embargo, que los
núcleos eran aproximadamente del mismo tamaño en el óvulo y en el espermatozoide, de modo que se consideraron buenos candidatos para contener las estructuras hereditarias.
Pronto se hizo evidente que los componentes más conspicuos eran los
cromosomas, los cuales resultaron poseer propiedades únicas que los diferenciaba del resto de estructuras celulares. Lo que intrigaba a los biólogos era la constancia del número de cromosomas de una célula a otra dentro de un organismo, de un organismo a otro de la misma especie y de generación en generación en esa especie. ¿Cómo se mantiene el número de cromosomas? La respuesta surgió observando con el microscopio el comportamiento de éstos en la división celular. De ahí surgió la hipótesis de que los cromosomas eran
para obtener el certificado de docencia. Entro a un monasterio en Brünn (Hoy Checoslovaquia) donde llegó a ser abad. Comunicó sus experimentos en 1.865
ante la sociedad de Historia Natural de Brünn •Al año siguiente se publica el
manuscrito en las Actas de la sociedad. La información genética proviene la mitad del padre y la otra mitad de la madre •Los caracteres se expresan en las
nuevas generaciones según el Principio de Segregación •Acuñó los conceptos
de: Alelo, dominancia y recesividad.
Johan Friedrich Miescher ( * 13 de agosto de 1844, Basilea - 26 de agosto de 1895)
fue un biólogo suizo. Aisló varias moléculas ricas en fosfatos, a las cuales llamó
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blancos en 1869, preparando el camino para su identificación como los portadores de la información hereditaria, el ADN.
Walter Stanborough Sutton (* 5 de abril de 1877 - 10 de noviembre de 1916) fue un médico y genetista estadounidense cuya contribución más significativa a la biología fue su teoría de que las leyes mendelianas de la herencia podían ser aplicadas a los cromosomas a nivel celular.
– 1882: Walter Flemming descubre los cromosomas
– 1888: Wakdeyer introduce el término cromosoma
– Finales de 1800 se describen la mitosis y la meiosis
– Durante la década de 1880 se relaciona la herencia con los cromosomas
– 1900: Se revive el mendelismo por Hugo de Vries
– 1903: Sutton une la teoría del mendelismo con los cromosomas
– Principios de 1900 Bateson no apoya las ideas de Mendel para sus
medidas Biométricas
– 1918: Fisher reconcilia las posturas con la idea de los caracteres
cuantitativos
– Thomas Morgan: Ligamiento en moscas - Premio Nobel en 1933
– 1927 Hermann Muller: Demuestra el aumento de las mutaciones por
radiaciones ionizantes
– Flemming : 1882 descubre los cromosomas
– 1923: Painter describe los 48 cromosomas normales
– 1946: El mismo Painter describe 46 y el par sexual
– 1949: Murray Barr describe la cromatina sexual (Corpúsculo de Barr)
– Técnicas entre los 50 y 60:
– Hsu: Choque hipotónico del nucleo
– P. Nowell: Fitohemaglutinina
– Uso de la colchicina para detener la mitosis
– 1901: Landsteiner descubre los grupos ABO
– 1927: Grupo MN por Landsteiner y Levine
– 1908: Hardy - Weinberg describen la base de la genética de poblaciones
– Fisher, Haldane y Wrigth: Deriva Genética, cuantificación de los
caracteres humanos (Teoría sin aplicación)
– 1867: Miescher describe la nucleina
– 1944: Oswald Avery describe la bioquímica del DNA y su relación con
los “genes”
– 1952: Primeros renacuajos clónicos
– 1953: Watson y Crick describen la estructura del DNA
– 1961: Nierenberg describe el código de tres letras
– 1970: Arber y Hamilton descubren las enzimas de restricción
– 1972: Primera molécula de DNA recombinante entre dos especies
– 1977: Sanger propone el método para secuenciar las moléculas de DNA
HISTORIA DEL GENOMA
1978: 1ª hormona humana hecha con técnicas de DNA recombinante
1980: 1ª fábrica industrial de insulina recombinante •1983: Kary Mullis
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HISTORIA DEL PROYECTO GENOMA HUMANO
1985: Walter Gilbert propone el proyecto a nivel mundial
Charles DeLisi del Departamento de Energía (DOE) lo organiza
1990: El NIH y el DOE lanzan el proyecto oficialmente a 15 años
1990: Craig Venter propone patentar secuencias al azar de DNA
1.3. Objetivos del Fitomejoramiento
El constante crecimiento de la población y la creciente demanda de alimentos para sostenerla han hecho necesario disponer de alimentos y materias primas industrializables en mayor cantidad, por unidad de superficie cultivable.
Por lo tanto, el objetivo principal del fitomejoramiento genético es incrementar la producción y la calidad de los productos agrícolas por unidad de superficie, en el menor tiempo, con el mínimo esfuerzo y al menor costo posible.
Esto se logrará mediante la obtención de nuevas variedades o híbridos de alto potencial, es decir, que produzcan más grano, más forraje, más fruto, o más verduras en la menor Área de terreno posible, y que se adapten a las necesidades del agricultor y consumidor.
Incremento de la producción agrícola, el cual está dado
por:
– Mayor eficiencia fisiológica por planta y por hectárea.
– Mayor adaptación a determinada región agrícola o amplia adaptación a
diversos ambientes.
– Mejores características agronómicas (resistencia al acame, desgrane,
buena cobertura, etc.).
– Resistencia a plagas y enfermedades.
– Resistencia a la sequía, temperaturas bajas o altas, etc.
Mejoramiento para la calidad de los productos:
– Alto valor nutritivo (proteínas y vitaminas).
– Mayor coloración, sabor y/o tamaño de los frutos.
– Resistencia al transporte y almacenamiento.
– Reducción de la cantidad de ciertas sustancias indeseables en los
productos, etc.
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Selección Natural
• Es la base principal de la evolucion de las especies
• Acatado desde que estas existen
• Las especies se multiplican siguiendo una progrecion geometrica
• Si una planta produce 10 semillas , estas a suves 10 semillas cada una.
• Pero todas se convierten en plantas aunque no todas produciran
semillas
Como actúa la selección natural
• A través de todos los factores ecológicas
• Suelo, clima, temperaturas, lluvias, vientos, humedadad
• Insectos, virus, bacterias
• Sobreviven las mas adaptadas
• Seleccionan y transmiten características genéticas mas eficaces
• Las inadaptadas tienden a morir o con descendencias débiles
La selección dirigida
• Actúa sobre los mismos principios de la selección natural
• Ventaja por la intervención del hombre
• Existen
• interrogantes
– Que se selecciona?
– Como se selecciona?
– Sobre que material se selecciona
• OMESTICACION DE ESPECIES VEGETALES
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VARIEDADES CULTIVADAS VARIEDADES SILVESTRES
Semillas indehiscentes Semillas descentes
Mayor peso de la semilla Menor peso de la semilla
Germinabilidad simultanea Germinabilidad despues de
latencia
Maduracion simultanea prefijada
Maduracion a distintos tiempos
Reduccion de ramas laterales Ramificacion menos controlada
1.4. Formación del Fitomejorador.
Los mejoradores en particular ensayan numerosas estrategias para aprovechar los conocimientos acerca de la herencia. El arte de reconocer las características valiosas e incorporarlas en las generaciones futuras es muy importante en el fitomejoramiento.
