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MEJORAMIENTO GENÉTICO REVERSO
DR. YURI JORGE PEÑA RAMÍREZ
ECOSUR CAMPECHE
Ciclo de Seminarios nuevas técnicas de mejoramiento genético de plantas Secretaría Ejecutiva CIBIOGEM
28 de noviembre de 2014
CONTENIDO
• Mejoramiento genético en cultivos. Híbridos
• Bases moleculares de la heterocigosis
• Consecuencias de alterar la recombinación meiótica
• Una herramienta para el estudio de híbridos
• Aplicaciones de la mejora genética reversa
CARACTERIZACIÓN TRANSCRIPTÓMICA DE HÍBRIDOS
Swanson-Wagner et al. (2006). All possible modes of gene action are observed in a global comparison of gene expression in a maize F1 hybrid and its inbred parents. PNAS. 103(18), 6805-6810.
• Efectos aditivos (78%)
• Efectos de sobredominancia
• Efectos de infradominancia
RENDIMIENTO EN HÍBRIDOS
Fuente: www.usda.gov
Swanson-Wagner et al. (2006). All possible modes of gene action are observed in a global comparison of gene expression in a maize F1 hybrid and its inbred parents. PNAS. 103(18), 6805-6810.
LA RECOMBINACIÓN OCURRE EN LOS QUIASMAS
Quiasmas
Cromátidas hermanas
Centrómeros
Cromosoma en la profase de la Meiosis I
Aguilera, A., & Boulton, S. J. (2007). How to exchange your partner. EMBO reports, 8(1), 28-33.
FACTORES MOLECULARES INVOLUCRADOS EN LA RECOMBINACIÓN MITÓTICA
Sinapsis. Complejo sinaptonémico cromosomal
CONSECUENCIAS DE LA FALTA DE CRUZAMIENTOS CROMOSOMALES
Las plantas aquiasmáticas son estériles parciales
SUPRESIÓN DE LA RECOMBINACIÓN: CÉLULAS AQUIASMÁTICAS
McGarry, R. C., & Kragler, F. (2013). Phloem-mobile signals affecting flowers: applications for crop breeding. Trends in plant science, 18(4), 198-206.
EL INDUCTOR DE HAPLOIDES GFP-TAILSWAP
M Ravi & SWL Chan Nature 464, 615-618 (2010) doi:10.1038/nature08842
CRUZAS CON GFP-TAILSWAP
♀ Cenh3-I
GFP-TailSwap
♂ Silvestre
×
Replicación del ADN
Cigoto fertilizado
Meiosis cigótica
Haploides
Eliminación del genoma materno (50%)
Errores mitóticos
Aneuploides
Diploides
APLICACIONES
• 1) Generación, evaluación de híbridos y su reconstitución en híbridos de antecedentes desconocidos
• GR en F2
Dirks, R., Van Dun, K., De Snoo, C. B., Van Den Berg, M., Lelivelt, C. L., Voermans, W., ... & Wijnker, E.
(2009). Reverse breeding: a novel breeding approach based on engineered meiosis. Plant
biotechnology journal, 7(9), 837-845.
APLICACIONES
2) Generación, evaluación de híbridos y su reconstitución en híbridos de antecedentes conocidos
GR en F1
Dirks, R., Van Dun, K., De Snoo, C. B., Van Den Berg, M., Lelivelt, C. L., Voermans,
W., ... & Wijnker, E. (2009). Reverse breeding: a novel breeding approach
based on engineered meiosis. Plant biotechnology journal, 7(9), 837-845.
IMPLICACIONES PARA REGULACIÓN
1. Dado que el protocolo considera el uso de OGMs para su desarrollo, pero que éstos son eliminados en el proceso de la producción de dobles haploides que están libres de la modificación, se considera que las plantas derivadas de este proceso NO SON SUJETO DE REGULACIÓN.
2. Actualmente no hay eventos de cultivos comerciales en los que se haya aplicado esta tecnología para su desarrollo. Actualmente solo está limitado a plantas modelo de laboratorio (Arabidopsis y tabaco)
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