6. resistencia del hospedante

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GENÉTICA DE LAS ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS

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Page 1: 6. Resistencia Del Hospedante

GENÉTICA DE LASENFERMEDADES DE

LAS PLANTAS

Page 2: 6. Resistencia Del Hospedante

INTRODUCCIÓN

Page 3: 6. Resistencia Del Hospedante

Introducción• La información genética de todos los organismos, es decir, lo que determina

qué es y qué puede hacer un organismo, está codificada en su ADN. En el caso de los virus esta información está codificada en su RNA.

• En procariotas, el ADN se organiza en un cromosoma que se localiza en el citoplasma, mientras que los eucariotas tienen varios cromosomas que están en el núcleo.

• Tanto procariotas como eucariotas, pueden tener también moléculas de ADN circular más pequeñas, los plásmidos, cuyo ADN lleva información genética pero se multiplica y distribuye independientemente del ADN de los cromosomas.

• La información genética del DNA está codificada en forma lineal según el orden de sus cuatro bases orgánicas (A,T,G y C).

• Cada triplete de bases adyacentes codifica para un aminoácido concreto. Un gen es un segmento de una molécula de ADN que codifica para una molécula de proteína o, en algunos casos, una molécula de ARN.

Page 4: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad

Page 5: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad

• Cuando plantas diferentes tienen una enfermedad debido a la infección por un patógeno, este último en general es distinto y con frecuencia específico para una determinada planta hospedante.

• Es decir, el patógeno que causa enfermedad a una planta puede no causarle nada a otra planta de especie diferente.

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Genes y enfermedad

• Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici = Hongo que provoca la marchitez del tomate

• Venturia inaequalis = Hongo que produce la roña del manzano

Page 7: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad

• Puccinia graminis f. sp. tritici = Hongo causante de la roña del tallo de trigo

• Todos estos hongos atacan exclusivamente a una especie.

Page 8: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad• El factor que permite el desarrollo de una cierta enfermedad en

un hospedante es la presencia, en el patógeno, de uno o más genes que determinan la especificidad o la virulencia sobre el hospedante en particular.

Además, se piensa que el hospedante tiene ciertos genes que determinan su susceptibilidad y especificidad para cierto patógeno.

Page 9: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad• Algunos patógenos son capaces de atacar a múltiples plantas. Esto

puede ser debido a:

– Tienen muchos genes diversos para la virulencia.

– Los genes de virulencia tienen un espectro mas amplio de especificidad hacia el hospedante.

Una misma planta puede ser atacada por más de 200 patógenos.

Page 10: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad

• ¿Por qué no todas las plantas son atacadas por sus patógenos o por qué las que sí son atacadas en general no son destruidas por ellos?

• Las plantas, a través de su evolución, han adquirido, aparte de sus genes que las hacen susceptibles, uno o varios genes que las hacen resistentes y las protegen de la infección o de las enfermedades severas.

• Sin embargo, el estudio de los científicos han probado que cuando una especie de planta hospedadora se hace resistente a un patógeno, aparecen nuevos patógenos con nuevos genes capaces de atacar a la planta que presenta el nuevo gen.

Page 11: 6. Resistencia Del Hospedante

Genes y enfermedad• ¿Cómo adquirió esta nueva población del patógeno el nuevo gen que

le confiere virulencia?

• En la mayoría de los casos, el nuevo gen ya estaba presente en una proporción mínima.

• Una vez que se plantaron las plantas con el nuevo gen, se excluyó a todos los demás patógenos excepto a los que tenían el nuevo gen que les confería virulencia, permitió que los pocos patógenos que había se multiplicaran y cumplieran su función.

• También pudo ser que ese gen apareciera por simples mutaciones o por reorganización del genoma.

Page 12: 6. Resistencia Del Hospedante

Variabilidad en los organismos

Page 13: 6. Resistencia Del Hospedante

Variabilidad en los organismos

• Uno de los aspectos más importantes de la biología es que las características de los individuos de una especie no son "fijas" en su morfología o fisiología, sino que varían de un individuo a otro.

• Lo que se espera tras un proceso sexual es que los descendientes sean diferentes a sus progenitores.

Page 14: 6. Resistencia Del Hospedante

Variabilidad en los organismos

• Este es el caso de:

Oosporas, ascosporas y basidiosporas

Semillas

Nematodos producidos a partir de óvulos fecundados

Page 15: 6. Resistencia Del Hospedante

La frecuencia y el grado de variabilidad disminuyen ampliamente entre la progenie.

Reproducción sexual, se espera que todos los individuos difieran entre sí y entre los progenitores (misma especie)

Reproducción sexual

Reproducción asexual

Variabilidad en los organismos

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Mecanismos de variabilidad

Page 17: 6. Resistencia Del Hospedante

Mecanismos de variabilidad

Por otra parte, todas las plantas y patógenos pueden producir variantes por medio de mutaciones y quizás por medio de adaptación citoplásmica.

La variación en la progenie

Segregación + recombinación (genes) durante la división meiótica del cigoto

Page 18: 6. Resistencia Del Hospedante

Mecanismos de variabilidad

Se diferencian dos tipo:

– Mecanismos generales de variabilidad:1. Mutación.2. Recombinación.

– Mecanismos especializados de variabilidad en los patógenos:1. Procesos semejantes a la sexualidad en hongos.2. Procesos semejantes a la sexualidad en bacterias.3. Recombinación genética en virus.4. Perdida de virulencia del patógeno en cultivo.

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Mecanismos generales de variabilidad

Mutación

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Mutación Una mutación = cambio más o

menos repentino en el material genético de un organismo, que es transmitido hereditariamente a la progenie. Representan cambios en las secuencias de bases del DNA ya sea por:

Sustitución Adición Deleción Amplificación Inserción Inversión de un segmento de DNA

Page 21: 6. Resistencia Del Hospedante

Mutación

La mayoría de los factores mutantes son recesivos

ocurrenMutaciones Tanto via sexual como asexual

Una vez que un nuevo factor de virulencia aparece en un mutante producirá recombinantes con un grado de virulencia distinta de sus progenitoras.

Page 22: 6. Resistencia Del Hospedante

Cuando un factor de virulencia nuevo aparece en un mutante

Producirá

recombinantes con un grado de virulencia distinta de sus progenitoras

Mutación

Usuario
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En los patógenos se han observado tres tipos de adaptaciones producidas por el DNA extranuclear.

1.Adquirir capacidad de tolerar sustancias que antes les resultaban tóxicas.

2.Utilizar nuevas sustancias para crecer

3.Modificar su virulencia hacia las plantas hospedantes.

Mutación

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Mecanismos generales de variabilidad

Recombinación

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Recombinación2 núcleos haploides (1N)

Se unen

un núcleo diploide (2N) CIGOTO

Dando lugar a:

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Mecanismos especializados de variabilidad en los

patógenos

Procesos semejantes a la sexualidad en

hongos

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Procesos semejantes a la sexualidad en hongos

• HETEROCARIOSIS

• PARASEXUALISMO

• HETEROPLOIDIA

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Procesos semejantes a la sexualidad en hongos

HETEROCARIOSIS:

Las células de las hifas o partes de éstas contienen núcleos que son genéticamente diferentes (después de la fecundación)

Ejemplo: en Puccinia graminis tritici.

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Procesos semejantes a la sexualidad en hongos

PARASEXUALISMO:Se producen recombinaciones genéticas dentro de los heterocariones debido a la formación de un núcleo diploide.

CONSECUENCIAAparecen recombinantes genéticos.

Page 30: 6. Resistencia Del Hospedante

Procesos semejantes a la sexualidad en hongos

HETEROPLOIDIA: Es la existencia de células, tejidos u organismos completos que tienen números cromosómicos por núcleo que difieren del número normal. Se ha observado en repetidas ocasiones en hongos y afecta a la tasa de crecimiento, el tamaño y la tasa de producción de esporas, el color de las hifas, las actividades enzimáticas y la patogenicidad.ejemplo: Verticillium albo-atrum.

Page 31: 6. Resistencia Del Hospedante

Mecanismos especializados de variabilidad en los

patógenos

Procesos semejantes a la sexualidad en

bacterias

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Procesos semejantes a la sexualidad en bacterias

• CONJUGACIÓN

• TRANSFORMACIÓN

• TRANSDUCCIÓN

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Procesos semejantes a la sexualidad en bacterias

CONJUGACIÓN: dos bacterias se ponen en contacto y una pequeña parte del material genético cromosómico o no cromosómico (plásmido) de una bacteria es transferido al material genéticos de la otra.

Page 34: 6. Resistencia Del Hospedante

Procesos semejantes a la sexualidad en bacterias

TRANSFORMACIÓN: las células bacterianas se transforman genéticamente al absorber e incorporar en sus propias células material genético secretado por otra bacteria compatible o liberado durante la ruptura de la misma.

Page 35: 6. Resistencia Del Hospedante

Procesos semejantes a la sexualidad en bacterias

TRANSDUCCIÓN: en la cual un virus bacteriano (bacteriófago), transfiere el material genético de la bacteria en la que se formó, a la siguiente bacteria que infecte.

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Mecanismos especializados de variabilidad en los

patógenos

Recombinación genética en virus

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Pérdida de virulencia del patógeno en cultivo

Cuando el cultivo del patógeno se prolonga bastante, éste puede perder su virulencia por completo.

Es el resultado de la selección del patógeno menos virulento que es capaz de crecer y multiplicarse en cultivo mucho más rápido que el virulento.

ATENUACIÓN

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Pérdida de virulencia del patógeno en cultivo

Se puede producir una reinoculación pudiendo ocurrir dos cosas:1. Los individuos virulentos han sido sustituidos

por completo, continúan siendo avirulentos y la pérdida de patogenicidad del patógeno es irreversible.

2. Un hospedante ha sido reinoculado con algún individuo virulento sobreviviente a las transferencias en cultivo y van a infectar al hospedante y a multiplicarse. Aumenta su número con cada inoculación mientras que los avirulentos son eliminados.

Page 39: 6. Resistencia Del Hospedante

Etapas de variación en los patógenos

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Etapas de variación en los patógenos(conceptos)

• Variedades o formas especiales: algunos individuos de una especie atacan a determinadas especies de plantas.

• Razas: atacan a algunas variedades de planta hospedantes.

• Variante: uno de los descendientes de una raza puede atacar a una nueva variedad o bien causar daños severos.

• Biotipo: son los individuos idénticos producidos asexualmente por el variante.

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Etapas de variación en los patógenos

– Si la variante ha perdido la capacidad de infectar a una planta ampliamente cultivada, ésta morirá sin darnos cuenta de que existió.

– Si el cambio en el patógeno le permite infectar a una planta cultivada este crece y se reproduce sin ningún impedimento, aumentando su población y destruyendo a la planta..

La aparición de nuevos biotipos puede causar consecuencias:

Page 42: 6. Resistencia Del Hospedante

Tipos de resistencia de las plantas ante

el ataque de los patógenos

Page 43: 6. Resistencia Del Hospedante

Tipos de resistencia de las plantas ante el ataque

de los patógenos• RESISTENCIA DE PLANTAS NO

HOSPEDANTES

• RESISTENCIA VERDADERA

• RESISTENCIA APARENTE

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1. Resistencia de plantas no hospedantes

• Las plantas no hospedantes son inmunes aún en las condiciones ambientales más favorables para el desarrollo de la enfermedad.

• Esas plantas son susceptibles en menor o mayor grado a sus propios patógenos.

Las plantas son resistentes a ciertos patógenos

Pertenecen a grupos taxonómicos que son inmunes a esos patógenos

Page 45: 6. Resistencia Del Hospedante

1. Resistencia de plantas no hospedantes

• Una variedad que sea muy susceptible a un aislamiento del patógeno carece de genes apropiados que le hagan resistente a ese aislamiento, pero esa misma variedad puede ser resistente a otro aislamiento del patógeno obtenido de plantas infectadas de otra variedad.

CONCLUSIÓNLa variedad vegetal posee uno o más genes que le confieren resistencia a

cada uno de los aislamientos contra los cuales es resistente

Page 46: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Resistencia verdadera

Es la resistencia a las enfermedades que es controlada genéticamente por la presencia de uno o varios genes.

DOS TIPOS

– Resistencia horizontal

– Resistencia vertical

Page 47: 6. Resistencia Del Hospedante

2.a) Resistencia horizontal

• También llamada resistencia no específica, general o cuantitativa.

• Todas las plantas tienen un cierto nivel de resistencia no específica, pero no siempre la misma, que es eficaz contra cada uno de sus patógenos.

• .

Page 48: 6. Resistencia Del Hospedante

2.a) Resistencia horizontal

Está bajo el control de muchos genes, de ahí el nombre de resistencia poligénica o de genes múltiples.

La resistencia horizontal está afectada por diferentes condiciones ambientales y retrasa la propagación de la enfermedad

Page 49: 6. Resistencia Del Hospedante

2.b) Resistencia vertical• Muchas variedades vegetales son bastante resistentes a algunas

razas de un patógeno pero en cambio son susceptibles a otras razas del mismo.

• Este tipo de resistencia permite diferenciar claramente entre las razas de un patógeno.

• Algunas veces se la denomina como resistencia específica, cualitativa o diferencial.

• Se controla por uno o algunos genes de ahí el nombre de monogénica u oligogénica.

Page 50: 6. Resistencia Del Hospedante

2.b) Resistencia vertical• En presencia de la resistencia vertical el hospedante y el patógeno al

parecer son incompatibles y el primero responde desarrollando una reacción de hipersensibilidad y, de esta forma, el patógeno no puede establecerse ni multiplicarse en la planta.

• La resistencia completa puede ser suministrada por un solo gen (R1, R2, R3) o pueden combinarse (R1R2, R1R3, R1R2R3) en la misma planta, la cual será resistente a todas las razas del patógeno.

Page 51: 6. Resistencia Del Hospedante

3. Resistencia aparente

• Por varias razones, las plantas escapan o toleran la infección causada por esos patógenos.

• Es el resultado de:1. Escape a la enfermedad2. Tolerancia a la enfermedad

Page 52: 6. Resistencia Del Hospedante

3.a) Escape a la enfermedad Las plantas geneticamente susceptibles no son infectadas, debido a

que los 3 factores: - Hospedante susceptible

- Patógeno virulento - Ambiente favorable

No coincidan e interactúen en el momento oportuno o que tenga una duración suficiente.

Page 53: 6. Resistencia Del Hospedante

3.a) Escape a la enfermedadMotivos de escape a la enfermedad:- Semillas germinen mas rápido- Plántulas maduran mas rápido q otras y antes de que la temperatura sea favorable para que el

patógeno ataque. - Distancia entre los campos, a su número, posición.

- Que están entremezcladas entre otro tipo de plantas que no son susceptibles al patógeno.- Su hábito de crecimiento es demasiado desfavorable para que ocurra la fijación y germinación

del patógeno.- Porque sus aberturas naturales como los estomas están a un nivel superior que el resto de la

superficie de la hoja o se abren muy tarde en el día.

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3.a) Escape a la enfermedad• Factores que afectan la supervivencia, infectividad y multiplicación

del patógeno:– Ausencia del patógeno– Destrucción o debilitamiento– Mal establecimiento del patógeno– Falta de diseminación del patógeno debido a la ausencia de

viento, lluvia o vectores.

• Factores ambientales para el escape de la planta a la enfermedad:– Temperatura: determina distribución geográfica del patógeno. Se

ve mas favorecido el crecimiento de la planta que el del patógeno.– Falta de humedad: debido al bajo nivel de precipitación.– Viento: puede alejar a las esporas y vectores de las plantas del

cultivo y secar la superficie de estas antes de que germine el patógeno.

– pH: inhibe la supervivencia y el crecimiento del patógeno.

Page 55: 6. Resistencia Del Hospedante

3.a) Escape a la enfermedad(Ejemplo)

Cytospora sp = hongo que ocasiona el cancro.

Muchos árboles pueden escapar de los daños de este hongo en temporadas en las que en verano se producen lluvias y provocan un ascenso de la humedad en el suelo.

Page 56: 6. Resistencia Del Hospedante

3.b) Tolerancia a la enfermedad• Capacidad de las plantas para producir una buena cosecha cuando sean infectadas por un patógeno.

• La tolerancia es el resultado de las características hereditarias específicas de la planta hospedante.

• La tolerancia permite que el patógeno se desarrolle y propague.

• Las plantas tolerantes son susceptibles al patógeno pero no son destruidas por él.

Page 57: 6. Resistencia Del Hospedante

Genética de la virulencia en los patógenos y de la

resistencia en las plantas hospedadoras

Page 58: 6. Resistencia Del Hospedante

Genética de la virulencia en los patógenos y de la resistencia en

las plantas hospedadoras.

1. Introducción

2. Concepto gen por gen.

3. La naturaleza de la resistencia a las enfermedades

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1. Introducción

• Las enfermedades infecciosas de las plantas son el resultado de la interacción de, por lo menos, dos organismos, la planta hospedadora y el patógeno.

• Las propiedades de cada uno de ellos son controladas por su material genético, el ADN.

• El resultado en cada combinación patógeno – hospedador es predeterminado por el material genético de ambos organismos.

• Tanto los genes que determinan la resistencia en las plantas como los que determinan la virulencia de los patógenos son variables.

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Page 60: 6. Resistencia Del Hospedante

1.Introducción

Page 61: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

• La coexistencia que existe entre las plantas hospedadoras y sus patógenos en la naturaleza indica que ambos han evolucionado juntos: los cambios que ocurren en la virulencia de los patógenos ha de estar en equilibrio con la resistencia del hospedante.

• La evolución gradual, de resistencia y virulencia, puede explicarse por medio del concepto gen por gen, de acuerdo con el cual, por cada gen que confiere resistencia en el hospedador, hay un gen correspondiente en el patógeno que le confiere virulencia, y viceversa.

Page 62: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

• El concepto de gen por gen se comprobó por primera vez en la roya que infecta el lino.

• Desde entonces, en enfermedades causadas por hogos como los carbones, las cenicillas o la roña del manzano, se ha demostrado que cuando la resistencia de una variedad a un patógeno viene determinada por 1, 2 o 3 genes de resistencia, el patógeno también tendrá 1, 2 o 3 genes de virulencia respectivamente.

Page 63: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

Gen resistencia

Gen virulencia

R (resistente) r (susceptible)

A (no virulento) AR (-) Ar (+)

a (virulento) aR (+) ar (+)

• Los genes de resistencia en el hospedador son dominantes y los genes de virulencia del patógeno son recesivos.

• Si el hospedador carece de genes de resistencia el patógeno lo atacará, aún cuando carezca de un gen de virulencia específico para esa planta.

Page 64: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

• Los genes que confieren resistencia primero aparecen en los hospedantes mediante evolución.

• Los genes que confieren virulencia aparecen en los patógenos cuando han aparecido ciertos genes de resistencia particulares en el hospedante, y cada uno de ellos actúa específicamente sobre un gen de resistencia en particular.

• Siempre que aparece un nuevo gen para la virulencia que actúa sobre algún gen de resistencia ya existente, la resistencia de la planta hospedadora se interrumpe.

Page 65: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

• Las plantas susceptibles que carecen de genes de resistencia son atacadas por todas las razas del patógeno, incluso por las que carecen de genes de virulencia específicos.

R1R1R2R2

R1R1r2r2

r1r1R2R2

r1r1r2r2

A1AA1A22

-- -- -- ++

A1 A1 a2a2

-- -- ++ ++

a1a1A2A2

-- ++ -- ++

a1a1a2a2

++ ++ ++ ++

Page 66: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Concepto de gen por gen

• El concepto de gen por gen se ha demostrado solo en plantas que poseen tipos de resistencia vertical a una cierta enfermedad.

• Probablemente se aplica también a la resistencia horizontal, aunque se carece hasta ahora de pruebas para ésta y para el control poligénico de la virulencia en los patógenos.

Page 67: 6. Resistencia Del Hospedante

3. La naturaleza de la resistencia a las enfermedades.

• Una planta puede ser inmune a un patógeno o mostrar varios grados de resistencia, que van casi desde la inmunidad hasta la completa susceptibilidad.

• La resistencia puede estar condicionada por varios factores internos y externos que influyen para reducir la probabilidad y el grado de infección.

• No se sabe con certeza cuáles son los mecanismos por los cuales los genes controlan los procesos fisiológicos que conducen a la resistencia o a la susceptibilidad a las enfermedades, pero probablemente no son diferentes a los mecanismos que controlan cualquier otro proceso fisiológico en los organismos.

Page 68: 6. Resistencia Del Hospedante

Producción de variedades resistentes

Page 69: 6. Resistencia Del Hospedante

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Producción de variedades resistentes

s.xxSe reconoció el valor de la resistencia en el control de las enfermedades y la contaminación química de las plantas.

Las ventajas de sembrar una variedad resistente:

Mejoramiento genético de las plantas.

Page 70: 6. Resistencia Del Hospedante

Efectos del mejoramiento genético de las plantas sobre su

variabilidad

• Se cruzan variedades locales cultivadas entre sí, con las de otras localidades y con especies silvestres de plantas de cultivo de lugares distintitos.

- El objetivo de los fitogenetistas: producir plantas que combinen los genes más útiles para obtener altos rendimientos.

•Variaciones genéticas adicionales Agentes mutagénicos

Page 71: 6. Resistencia Del Hospedante

Efectos del mejoramiento genético de las plantas sobre su variabilidad

• Mediante el uso de las técnicas de ingeniería genética, se puede introducir directamente en las células vegetales nuevo material genético (DNA) por medio de vectores (como la bacteria Agrobacterium tumefaciens ) o mediante la técnica de fusión de protoplastos.

• Asimismo, se pueden obtener planta que tengan diferentes características mediante las técnicas del cultivo y regeneración de células vegetales somáticas, mediante la diploidización de plantas haploides.

Page 72: 6. Resistencia Del Hospedante

Efectos del mejoramiento genético de las plantas sobre su variabilidad

En segundo lugar se produce:↓de la variabilidad tendiendo a desaparecer. Creándose una uniformidad en las características genéticas.

En primer lugar se produce: ↑ de la variabilidad de las características genéticas (combinando genes muy lejanos unos de otros).

Se cultivan en grandes extensiones en muchas regiones del mundo, lo que tiene beneficios y peligros (el más grave es la vulnerabilidad de grandes plantaciones uniformes a brotes repentinos de epifitias).Como RESULTADO de la uniformidad.

Page 73: 6. Resistencia Del Hospedante

Mejoramiento genético de las plantas para obtener resistencia a las

enfermedades

La fuente de los genes son las variedades comerciales locales o de otros lugares, variedades antiguas abandonadas, silvestres y mutaciones inducidas.

Mejoramiento genético de las plantas

Desarrollar variedades que sean de alta productividad y buena calidad

Finalidad

TÉCNICA COMPLICADA

La fuente de genes para obtener resistencia es el mismo acervo genético del cultivo que proporciona los genes para cualquier otra de las características heredables.

Page 74: 6. Resistencia Del Hospedante

Fuentes de genes de resistencia

• Si no es posible encontrar plantas resistentes dentro de la población local de la especie, se prueban otras especies con el fin de determinar si son resistentes y en caso de serlo, se cruzan con las variedades cultivadas para incorporar los genes de resistencia de las otras especies.

Page 75: 6. Resistencia Del Hospedante

Técnicas que se utilizan en el mejoramiento genético clásico para obtener resistencia a

las enfermedades

1. Selección masiva de semillas.2. Selección del pedigrí o de líneas puras.3. Selección recurrente o retrocruza.4. Otras técnicas.

Page 76: 6. Resistencia Del Hospedante

Técnicas que se utilizan en el mejoramiento genético clásico para obtener resistencia a

las enfermedades

• Selección masiva de semillas provenientes de las plantas con la más alta resistencia que sobreviven en un campo donde la infección natural ocurre regularmente.

• Se trata de un método sencillo que apenas mejora a las plantas lentamente y en las plantas que muestran polinización cruzada no existe control de la fuente de polen.

Page 77: 6. Resistencia Del Hospedante

Técnicas que se utilizan en el mejoramiento genético clásico para obtener resistencia a

las enfermedades

• Selección del pedigrí o de líneas puras: Las plantas individuales altamente resistentes y sus progenies se propagan por separado y se inoculan varias veces para probar su resistencia a las enfermedades.

• Este método es fácil de realizar y muestra su mayor eficacia en el caso de cultivos que se autopolinizan, pero es bastante difícil de aplicar en plantas que muestran polinización cruzada.

Page 78: 6. Resistencia Del Hospedante

Técnicas que se utilizan en el mejoramiento genético clásico para obtener resistencia a

las enfermedades• Selección recurrente o retrocruza: Una variedad útil pero

susceptible de un cultivo se cruza con otra variedad que es resistente a un patógeno en particular. La progenie se prueba y los individuos resistentes se retrocruzan para obtener la variedad deseada. Se repite varias veces hasta que la resistencia se estabiliza en el acervo genético de la variedad útil.

• Este método es lento y su efectividad varía con cada caso en particular. Su aplicación es más fácil con cultivos que muestran polinización cruzada.

Page 79: 6. Resistencia Del Hospedante

Técnicas que se utilizan en el mejoramiento genético clásico para obtener resistencia a

las enfermedades• Otras técnicas de mejoramiento genético para obtener

resistencia a las enfermedades son:

1. El uso de híbridos de la F1 de dos líneas distintas homocigóticas con genes de resistencia diferentes (permite sacar ventaja del fenómeno de heterosis).

2. El uso de mutantes inducidos natural o artificialmente que muestren una mayor resistencia.

3. La alteración del número cromosómico de las plantas y la producción de euploides (4n, 6n) o aneuploides (2n ± 1 ó 2 cromosomas) por el uso de químicos o mediante radiaciones.

Page 80: 6. Resistencia Del Hospedante

Mejoramiento genético de las plantas para obtener resistencia al patógeno utilizando las técnicas del cultivo de tejidos y la ingeniería

genética1. Cultivo de tejidos de plantas resistentes a la enfermedad.

2. Aislamiento de mutantes resistentes a la enfermedad a partir de cultivos de células vegetales.

3. Producción de dihaploides resistentes a partir de plantas haploides.

4. Aumento de la resistencia a las enfermedades mediante la fusión de protoplastos.

Page 81: 6. Resistencia Del Hospedante

1. Cultivo de tejidos de plantas resistentes a la enfermedad

• El cultivo de tejidos de plantas resistentes a las enfermedades es particularmente útil en el caso de plantas que se propagan por clonación:

fresa el manzano la papa...• Producción de plántulas a partir del cultivo de meristemos y otros

tejidos, facilita

Una aplicación mayor es la producción de materiales vegetales libres de patógenos obtenidos de plantas susceptibles que se propagan por clonación.

rápida propagación de plantas con genotipos excepcionales. Especialmente cultivos que no se propagan fácilmente por medio de semillas.

Page 82: 6. Resistencia Del Hospedante

2. Aislamiento de mutantes resistentes a la enfermedad a partir de cultivos de células

vegetales• Las plantas regeneradas a partir de cultivos (de callos, células

individuales) suelen mostrar una gran variabilidad, gran parte de la cual es inútil o deletérea.

• Sin embargo, también pueden obtenerse plantas con características útiles, por ejemplo pueden llegarse a regenerar plantas resistentes a partir de variedades susceptibles.

Page 83: 6. Resistencia Del Hospedante

3. Producción de diploides resistentes a partir de plantas haploides

• Mediante propagación vegetativa y la búsqueda adecuada de resistencia a las enfermedades, pueden seleccionarse los haploides con la más alta resistencia.

Estos haploides pueden tratarse con sustancias que causen diploidización de los núcleos.

Page 84: 6. Resistencia Del Hospedante

4. Aumento de la resistencia a las enfermedades mediante la fusión de

protoplastos• Bajo condiciones adecuadas, es posible inducir la fusión de protoplastos

tanto de plantas estrechamente emparentadas como con aquellas que no tienen relación alguna.

• En general los híbridos de las células no emparentadas no regeneran plantas, pero en las células relacionadas algún cromosoma puede incorporarse en el genoma de la otra.

• De esta manera pueden regenerarse plantas con un mayor número de cromosomas e incorporarse nuevas características a partir de los productos de la fusión de protoplastos, que pueden combinar genes de resistencia de distintas líneas haploides muy resistentes.

Page 85: 6. Resistencia Del Hospedante

Transformación genética de células vegetales resistentes a enfermedades

• Es posible introducir material genético (DNA) en las células o protoplastos de las plantas mediante absorción directa del DNA, microinyección del DNA o transferencia de DNA mediado por liposomas.

• Se puede transferir la molécula portadora de información por medio de minicromosomas, por el uso de vectores de virus vegetales y, sobre todo, por el uso del sistema natural del gen vector de Agrobacteriutn tumefaciens.

• Hasta la fecha, ningún gen que confiera resistencia a las enfermedades se ha logrado aislar.

Page 86: 6. Resistencia Del Hospedante

Ventajas y problemas del mejoramiento genético para la obtención de resistencia

vertical u horizontal

La resistencia a las enfermedades puede obtenerse al incorporar en una variedad vegetal genes de resistencia.

1. Una planta que muestra resistencia vertical puede ser totalmente resistente a un patógeno

2. Una planta con resistencia horizontal nunca es completamente resistente o totalmente susceptible.

Page 87: 6. Resistencia Del Hospedante

Vulnerabilidad de cultivos genéticamente uniformes a las

epidemias en las plantas• Las variedades vegetales no continúan siendo resistentes para

siempre contra los patógenos, ya que la producción continua de mutantes e híbridos en los patógenos conducirá a la aparición de nuevas razas que pueden infectar a las variedades antes resistentes.

• La uniformidad genética en los cultivos es indeseable y a menudo catastrófica cuando se efectúa en los genes de resistencia a las enfermedades.

• El cultivo de variedades con resistencia genéticamente uniformes a las enfermedades se puede llevar a cabo de una manera segura si se emplean otros medios de control de enfermedades en las plantas, por ejemplo, mediante control químico.

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Vulnerabilidad de cultivos genéticamente uniformes a las

epidemias en las plantas

• La producción del cultivos continúa dependiendo de la uniformidad genética.

• Aunque en los últimos años se ha buscado disminuir esta uniformidad, para ello se cultiva un porcentaje menor del área total utilizando solo algunas variedades seleccionadas, aún sigue siendo un área muy grande.