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Mejoramiento genético de
alógamas
CULTIVARES HÍBRIDOS
Mercedes Rivas
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Alógamas
Tipos de Cultivares
“productos” ofrecidos al productor
• Variedades de polinización abierta (VPA)
(población abierta)
• Variedades sintéticas
• HÍBRIDOS
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HÍBRIDOS
• La mayor parte de los híbridos provienen de
la cruza de líneas endocriadas.
• Sale al mercado la población híbrida, de
modo que no es posible que el productor
multiplique su propia semilla.
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Línea A Línea B
F1
Híbrido Simple
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Línea A Línea B
AXB
Híbrido Triple
(A x B) x C
Línea C
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Línea A
Línea B
A x B
Línea C
C x D
Híbrido Doble
(A x B) x (C x D)
Línea D
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Por qué?
Protección varietal
Uniformidad del cultivo y del producto
Facilidad para acumular características
Vigor híbrido
HÍBRIDOS
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Copyright © 2007 by the Genetics Society of America
Crow, J. F. Genetics 1998;148:923-928
Evolución de los rendimientos de maíz en Estados Unidos
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Durante las primeras décadas de losprogramas de mejoramiento de maíz, seproducían HÍBRIDOS DOBLES.
Causa: las líneas endocriadas parentalespresentaban importante depresión por endocría. Esto provocaba muy escasosrendimientos de semilla híbrida, por lotanto escasos volúmenes y muy alto costo.
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Híbridos en Uruguay
Predominio de cultivares híbridos
(importados) en:
Maíz
Girasol
Sorgo
¿por qué?
Heterosis “que vale la pena”.
Cultivos de amplia distribución.
Existen técnicas que permiten la producción
de grandes volúmenes de semillas.
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LÍNEA ENDOCRIADAConjunto de individuos genéticamente uniformes y homocigotas
formados a partir de varios ciclos de autofecundación forzada
de plantas de fecundación cruzada.
A partir de una planta se formarán teóricamente 2n LE
diferentes, siendo n el número de loci heterocigotas de la planta
madre.
Endocría de cebolla. Embolsado deinflorescencias.
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ENDOCRÍA
Todo sistema de multiplicación que lleva a
un incremento en homocigosis.
Alógamas requieren autopolinización
controlada o forzada.
Hay mecanismos que pueden dificultar la
autofecundación (autoincompatibilidad).
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Endocría del maíz – Control de la polinización mediante embolsado de panojas y espigas
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Endocría del maíz – Polinización manual
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Endocría del girasol – Auto-polinización mediante embolsado de los capítulos
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Endocría de plantas de cebolla
Endocría de plantas de zanahoria
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ENDOCRÍA
Aparición de caracteres cualitativos deletéreos
en generaciones tempranas (método para
eliminar genes recesivos indeseables).
Uniformización progresiva en varios
caracteres fenotípicos.
Disminución del vigor y reducción de la
productividad.
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Depresión por Endocría
Rendimiento
relativo
0 1 2 3 4 5 6 7 8
VPA S1 Generaciones
Cucurbitáceas
Alfalfa
Cebolla
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MEJORAMIENTO Y SELECCIÓN DE
LÍNEAS ENDOCRIADAS
• Métodos de mejora similares a autógamas.
• Permiten realizar retrocruzamientos.
• Eliminación de genes recesivos indeseables.
• Selección de individuos que producen progenies
de buen comportamiento.
• Pruebas de “aptitud combinatoria”:
comportamiento de un material genético en cruzas.
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MEJORAMIENTO Y SELECCIÓN DE
LÍNEAS ENDOCRIADAS
•El probador o tester que se utiliza para probar ACG
puede ser:
una población abierta (VPA)
una línea endocriada conocida
un híbrido F1
•Policruzas Variedades sintéticas
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Campo de evaluación de la ACG o top-cross
12
Dador de Polen Probador o Tester
Parcelas de líneas endocriadas en evaluación
1
112
103
94
85
76
1314
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HETEROSIS o vigor híbrido
Manifestación de heterocigosis,
expresada en mayor vigor, tamaño,
fructificación y resistencia a stress
biótico o abiótico.
Para justificar la elección de un
híbrido, debe manifestarse
heterosis.
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Bases genéticas de la heterosis
Dominancia y sobre-dominancia
Epistasis
combinaciones favorables de alelos
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Campo de producción de semilla de un híbrido
Dador de Polen o Línea B
Línea A o Línea madre
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MECANISMOS UTILIZADOS PARA
CRUZAMIENTOS MASIVOS
(con fines comerciales)
•Métodos mecánicos
Maíz
•Autoincompatibilidad
Girasol y Brassicas (esporofítica), para
mejoramiento de poblaciones.
Selección en contra para líneas endocriadas.
•Machoesterilidad
Maíz (en el pasado), girasol, sorgo, colza, cebolla, zanahoria.
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msms
Línea Machoestéril Línea mantenedora
Línea A Línea B
msms S N
Línea androestéril
Mantenimiento
X
msms
S
Machoestéril
También se requiereMultiplicar la línea Mantenedora.
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Androesterilidad en Cebolla
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Androesterilidad en Cebolla
Androestéril Normal
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msms
Línea Machoestéril Línea mantenedora
Línea restauradora
A B R
msms MsMsSN
LÍNEA MADRE LÍNEA PADRE
fértil fértil
MACHOESTERILIDAD
GENÉTICO - CITOPLASMÁTICA
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Línea Machoestéril Línea restauradora
AR
msmsMsMs
S
LÍNEA PADRE
PRODUCCIÓN HÍBRIDO SIMPLE
X
F 1
SMsms
Fértil
Fértil
LÍNEA MADRE
Se debe multiplicar la Línea restauradora
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Producción Híbrido Triple
Línea restauradora
A
R
msms
MsMs
S LÍNEA PADREX
SMsms
Fértil
Fértil
msms
B’
N
…………………………..
……….
Smsms
F 1
Estéril
X
Híbrido Triple
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COMPARACIÓN ENTRE VARIEDADES Y
DIFERENTES TIPOS DE HÍBRIDOS
Productividad S > T > D VPA???
Uniformidad S > T > D > VPA
Costo Producción semilla S > T > D > VPA
(actualmente, S=D)
Nº de aislamientos D > T > S > VPA
necesarios (sitios, campos) 7 5-6 3-4 1
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500
1000
1500
500 1000 1500 2000
Híbrido comercial
Estanzuela Yatay
Estanzuela 75
Kg.
Rendimiento
Kg/Há
COMPORTAMIENTO DE DOS VARIEDADES Y UN HÍBRIDO DE GIRASOL EN DISTINTOS AMBIENTES.
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FACTIBILIDAD PRODUCCIÓN DE
SEMILLAS DE HÍBRIDOS
Se debe demostrar heterosis.
Es posible eliminar el polen de la línea madre.
Hay formas efectivas de trasladar el polen de la línea
padre a la línea madre.
Es viable económicamente la producción de semilla
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ALGUNOS REQUERIMIENTOS PARA
PRODUCCIÓN DE SEMILLA
• Selección de campos de aislamiento (número de campos)
• Coincidencia de floración
• Eliminación plantas fuera de tipo antes de floración
• Emasculación artificial si no se usa machoesterilidad
• Evitar mezclas
• Cosecha a humedad adecuada
• Secado
• Acondicionamiento de la semilla
• Controles de calidad
• Almacenamiento
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Mantenimiento de líneas parentales en carpas de tela
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Alcance de la polinización
cruzada en maíz (determinación de
distancias de aislación)
Ma et al. (2004) Crop Science 44:1273-1282
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MAÍZ
• Zea mays, 2n= 20 Originario de A. Central y México.
• Polinización anemófila
• Mejoramiento ancestral
• Primeros cultivos mejoramiento convencional,
variedades polinización abierta
• Fuente de germoplasma, dependiendo objetivo:
Variedades locales, var./híbridos comerciales
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SHULL, G. H. 1908. The composition of a field of maize.
American Breeders Association Reports 4:296-301
• Primer híbrido, 1921
1940’s faja maicera de EEUU
Híbridos de
maíz
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MAÍZ en URUGUAY
• Poblaciones locales, variedades comerciales, híbridos
• 1960’s primeros híbridos
• En los 1980´s se incrementa la presencia de híbridos
• Actualmente, predominio de híbridos importados
80% Bt
• Mejoramiento genético nacional escaso
Cangué
INIA Alazán
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SORGO
![Page 45: Cultivares_hibridos (1).pdf](https://reader031.vdocuments.co/reader031/viewer/2022032700/563db84a550346aa9a9255c8/html5/thumbnails/45.jpg)
SORGO
• Sorghum bicolor, 2n= 20 . Polinización anemófila.
• Nativo de África y Asia menor
• Introducido a América del Norte a mediados Siglo XIX
• Uruguay Inicialmente objetivo forrajero
• Variedades sudan, feterita
• 1970’s Híbridos para grano y forraje
• Fuente de germoplasma: introducido
• Mecanismo Producción Híbridos:
Machoesterilidad genético-citoplasmática
• Programa mejoramiento interrumpido
• Cultivares comerciales importados, híbridos
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GIRASOL
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GIRASOL
• Helianthus annuus, 2n= 34 . Polinización entomófila
• Nativo de América del Norte
• Desarrollado en el Este de Europa y reintroducido
• VPA hasta 70’s-80’s (MS 1968)
• Uruguay viejo cultivo
introducción grande con colonos rusos
• Mejoramiento desde 1930’s
• Variedades adaptadas, grano grande, bajo aceite, adaptabilidad
general buena, resistencia a roya
• 1980’s Mej. Híbridos/variedades
• Programa de mejoramiento interrumpido
• Actualmente híbridos introducidos
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La vulnerabilidad genética constituye un riesgo importante cuando se utilizan materiales genéticamente uniformes.