genotecnia del maiz 2
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GENOTECNIA DEL MAÍZ
2012
DESCRIPCION BOTANICA
IMPORTANCIA
El Maíz (Zea mays L.) es una de las pocas plantas de importancia económica originarias de América. Constituye el alimento básico de mayor importancia en el Perú y en casi todos los demás países.
Ocupa actualmente el primer lugar en superficie de siembra respecto a los demás cultivos anuales de mayor importancia.
En el presente curso de describen los aspectos básicos del cultivo para una mejor comprensión para luego abordar con detalle el mejoramiento genético de la planta.
Fig 1.- Cultivo de Maíz
PLANTA
El maíz es una planta herbácea, anual, sexual, monoica, unisexual, incompleta, imperfecta (pistilada y
estaminadas).
Fig 1.- Crecimiento y Desarrollo del Maíz
Las hojas se presentan en numero de 12 a 18, con un promedio de 14, depende del numero de nudos
del tallo, ya que de cada nudo emerge una hoja.
Clases de hojas
•Hojas embrionarias
•Hojas de la Planta adulta
Partes de la Hoja
1. Limbo
2. Nervadura Central
3. Vaina
4. Lígula
5. Estomas
Posición de las hojas:
•Hojas superiores
•Hojas Medias
•Hojas Inferiores
HOJAS
TALLO
Presenta tallo simple, herbáceo y de color variable (verde claro, oscuro, púrpura) según las variedades.
En el tallo se encuentran:
•Vasos Leñosos.
•Vasos liberianos.
Que transportan el agua y sustancias absorbidas por la raíz y las sustancias elaboradas respectivamente.
Consta de nudo y entrenudos, cuya longitud y numero son variables.
RAICES
El sistema radicular es fasciculado, de gran potencia y de rápido desarrollo. Las raíces primarias, es de
origen embrionario, no llegan a asumir grandes proporciones; en cambio, las raíces adventicias alcanzan
gran desarrollo y constituyen la masa principal del aparato radical.
FLORES
Las flores, son incompletas porque no tienen envolturas florales. En su reemplazo tienen solamente “glumas” que protegen a los organos reproductores
En el maíz, existen dos tipos de flores que se ubican en diferentes lugares de la planta, las que se denominan:
1. Flores estaminadas (masculinas; ♂) y
2. Flores pistiladas (femeninas; ♀)
LA FLOR ESTAMINADA (PANOJA O PANICULA)
Las flores estaminadas se encuentran dispuestas en “espiguillas”, estas ultimas, se distribuyen en ramas
de la inflorescencia comumente conocida como “espiga”; la que propiamente es una panicula ( panoja)
abierta y más o menos laxa según las variedades.
Partes:
•3 estambres
•2 lodiculos
•1 lema y
•1 palea
Fig 8.- Inflorescencia estaminada del maíz
LA UNIDAD FLORAL
La estructura floral básica de la planta es la “espiguilla” y esta se encuentrna ubicada tanto en la “panoja”
como en la “mazorca”.
Las espiguillas están dispuestas en pares son “biflorales” y se insertan en las ramificaciones de la panoja
produciendo “flores masculinas”(flor estaminada) o a lo largo de la “tuza” (coranta) produciendo flores
femeninas (flor estaminada)
Fig 2.- Espiguilla y sus partes
LA FLOR PISTILADA
Se encuentran distribuidas en una inflorescencia, con soporte central denominada “olote”, el que
filogeneticamente se integro por la fusion de las ramas de una panicula hace miles de años durante los
procesos evolutivos naturales y por la intervencion del hombre mediante selección continua de aquellas
inflorescencias que contenian mayor nyumero de granos.
Partes:
•1 ovario (óvulo)
•1 pistilo largo (pelos o barbas)
•1 lema y
•1 palea
Fig 2.-Flor Pistilada Fig 3.- Flor pistilada y sus partes
Fig 2.- Inflorescencia pistilada del maíz
Fig 3.- Inflorescencia pistilada antes de la
fecundación (jilote) Fig 2.- Inflorescencia pistilada tierna en
estado lechoso-masoso después de la
fecundación (elote)
Fig 1.- Ubicación de la flor pistilada
Fig 3.- Polinización cruzada (alogamia) en Maíz
GAMETOGENESIS MASCULINA
Fig 2.- Microsporogenesis
GAMETOGENESIS FEMENINA
Fig 2.- Megasporogenesis en el maíz
Fig 6.-Fecundación y formación de semilla
Fig 2.-Flor Pistilada y Polinización en el Maíz
Fig 3.- Polen germinando en el estigma
(A) Punta del estigma (A); grano de polen (p);
haces fibrovasculares (v); pelos (h); punta de los
pelos de los estigmas (B); corte de un grano de
polen (C ); germinación del grano de polen (D);
corte long. de un estigma (E).
FRUTO
Es un cariópside conocido comúnmente como “semilla” o grano. Esta constituida por las siguientes estructuras:
Partes: . Pericarpio .Capa de células de aleurona . Endospermo . Capa de Células epiteliales . Escutelo . Coleoptilo . Plumula . Nudo cotiledonar . Radicula y . Coleorriza.
Fig 3.- El grano (semilla) y sus partes
Fig 2.- Estructura del grano de maíz corte longitudinal en dos planos
LA MAZORCA
Es la inflorescencia pistilada luego de ocurrido la fecundación y cuando los granos han entrado en
maduración y están en condiciones de cosecha.
Fig 3.- Estadios de desarrollo de la mazorca
Fig 6.- Mazorca y sus partes
Fig 2.- Distribución de los granos en la mazorca
Fig 6.- Mazorca completa y corte longitudinal Fig 5.- Partes de la mazorca
Fig 6.- Granos de maíz y composición de
aceite y proteína
TAXONOMIA
Clasificación Taxonómica del Maíz
Reino: Vegetal
Clase: Angiosperma
Sub-clase: Monocotiledonea
Orden: Glumiflorales
Familia: Gramineae
Tribu: Maydeae
Genero: Zea
Especie: mays, mexicana, diploperennis,
perennis, luxurians
Sub-especie: mays, parviglumis,
huehuetenangensis
Raza: Mas de 300 clasificadas en el
mundo.
ORIGEN Y EVOLUCION
Fig 6.- Imperio Incaico
EVIDENCIAS ARQUEOLOGICAS
Fig 2.- Diosa de la Cultura Maya Guatemala-México Fig 2.- cerámica de la cultura Moche_Perú
FILOGENA DEL MAIZ CULTIVADO
EL MAIZ Y SUS PARIENTES SILVESTRES
Tripsacum Teocintle (Teosinte)
Maíz cultivado
Fig 2.-Comparación entre la mazorca del Maíz cultivado (Zea mays L.) con
las inflorescencias de Tripsacum (A) y Teocintle (B)
Fig 2.- Zea mexicana (Euchclaena mexicana)
TEOCINTLE
Fig 2.- Mazorca de Maiz con inflorescencia
de Teocintle
Fig 3.- Mazorca de Maíz con inflorescencia
de Teocintle madura
Fig 6.- Zea diploperennis
TEOCINTLE PERENNE “Chapule”
Fig 6.- Inflorescencia de Teocintle y
cubierta de la semilla Fig 7.- Inflorescencia de Teocintle
Reserva de “Manantlan” Jalisco-México
Fig 1:- Espiguilla Pistilada (T. dactyloides) ( espiguilla estaminada T.dactyloides)
Planta Planta
Fig 3.- Maíz pasto o grama (Tripsacum dactyloides)
TRIPSACUM
HIBRIDACIÓN INTERGENERICA
Tripsacum x Teocintle
Fig 1.-Tripsacum dactyloides Fig 2.-Euchlaena mexicana
Fig 3.- Híbrido Tripsacum x Euchlaena
TEORIAS QUE TRATAN DE EXPLICAR EN
ORIGEN DEL MAIZ
Fig 1.-Teorías relacionadas con la evolución del maíz
Fuente: adaptado de Wilkes and Goodman, 1995
Fig 2.-Posible origen híbrido del maíz con duplicación de los cromosomas
GENETICA Y CITOGENETICA DEL MAIZ
Genero y especies Nombre Cromosomas Numero Básico
Zea mays Maíz común 2n= 2x=20 n=10
Z. mexicana, Zea diploperennis, Z.
luxurians, Z. parviglumis.
Teocintle 2n= 2x=20 n=10
Z. perennis T. perenne 2n= 4x=40 n=10
Tripsacum australe, T. bravum, T. T.
Dactyloides, T. floridanum, T.latifolium, T.
laxum, T. pilosum, T. maizar, T.
manisuroides, T.zopilotense.
Maíz Pasto 2n= 2x=36 n=18
T. Bravum, T. dactyloides, T.
intermedium, T. latifolium, T. maizar, T.
pilosum, T. zopilotense.
Maíz pasto 2n= 3x= 54 n=18
.T. bravum, T. dactyloides, T.
intermedium, T. lanceolatum, T.latifolium,
T.T. maizar, T. pilosum,
Maíz pasto 2n= 4x=72 n=18
T. dactyloides, T. intermedium, T.
pilosum.
Maíz pasto 2n= 5x=90 n=18
Cuadro 1.- Numero de cromosomas del maíz cultivado y especies relacionadas
Número de
cromosomas
(2n)
Nombre de las especies
10 Coix aquatica; C. poilanei
20 Zea mays; Z. diploperennis; Z. luxurians; Z. mexicana; Z. parviglumis; Coix lacryma-
jobi; C. gigantia; Chionachne koenigii; Ch.. semiteres; Sclerachne punctata; Polytoca
macrophylla; Trilobachne cookei
32 Coix spp.
36 Tripsacum australe; T. bravum; T. dactyloides; T. floridanum; T. latifolium; T. laxum; T.
pilosum; T. maizar; T. manisuroides; T. zopilotense
40 Zea perennis; Coix gigantia
54 Tripsacum bravum; T. dactyloides; T. intermedium; T. latifolium; T maizar; T. pilosum; T.
zopilotense
64 Tripsacum andersonii
72 Tripsacum bravum; T. dactyloides; T. intermedium; T. lanceolatum; T. latifolium; T.
maizar; T. pilosum
90 o + T. dactyloides; T. intermedium;T. pilosum
NUMERO DE CROMOSOMAS EN VARIAS ESPECIES DE LA TRIBU
MAYDEA
Fuente: Berthaud et al., 1995; de Wet y Harlan, 1978; Galinat, 1988; Kato-Y, 1976; Sachan y Sarkar, 1985
GENEROS ORIGEN
1)Coix asiático
2) Polytoca asiático
3) Sclerachne asiático
4) Chionachne asiático
5) Trilobachne asiático
6) Zea americano
7) Euchlaena americano
8) Tripsacum americano
Fig 2.- Géneros relacionados con el maíz cultivado
Fig 2.- Coix aquatica
Fig 2.- Coix lacryma-jobi (lagrimas de Job)
Planta
inflorescencia Raíces y demás órganos
CROMOSOMAS DEL MAIZ
Fig 2.- Los grupos de ligamiendo del Maíz
GERMOPLASMA
Banco de Germoplasma (Banco Genético).-Son los lugares donde se conservan diferentes
muestras de semillas o partes de una planta cultivada (accesiones) y de sus especies silvestres
con fines de preservar su diversidad y utilizar para el mejoramiento genético.
Función de un Banco de Germoplasma.- Consiste en tener disponible para los fitomejoradores en cualquier
momento muestras de semillas que involucren un factor genético en particular, o grupos de factores que se
deseen estudiar para propósitos definidos
BANCOS DE GERMOPLASMA NACIONALES Y MUNDIALES DEL MAIZ
a) Nacionales
• UNA-La Molina, Lima Perú.
• INIA, Lima, Peru
b) Mundiales
•CIMMYT, El Batan México
•Diversas Universidades de EEUU
•Escuela Superior de Agricultura “Luis Queiroz”, Sao Paulo, Brasil
•Etc.
Fig5.- Maíces de América
Fig 2.- Maíces De La Zona Andina
RAZAS DE MAICES
Raza.- Son poblaciones de individuos de una misma especie con genotipos similares; que
manifiestan ciertos rasgos diferenciables, heredables y que a su vez, permiten separar de
otras poblaciones.
Variedad.- Es un grupo de individuos de una especie y raza con rasgos diferenciables más
estrechos que aquellos manifestados por las razas.
Formación de Razas.-Se originan por distintas modalidades como:
1. Aislamiento
2. Mutaciones
3. Hibridación y selección natural.
Ejem. Raza “Cuzco Gigante”
Ejem. La variedad “jaspeada” de la Raza “San Geronimo”
Fig 6.- Maíces de la Raza Morado Canteño
a) RAZAS DE COSTA b) RAZAS DE SIERRA 31) Uchuquilla 46) Perlilla
1)Mochero 16) Confite Morocho. 32) San Geronimo Huancav. d) RAZAS FORANEAS
2) Pagaladroga 17) Confite Puntiagudo. 33) San Geronimo 47)Arizona
3) Alazan 18) Confite Puneño 34) Jora 48) Alemán
4) Rabo de Zorro 19) Kculli 35) Cuzco Gigante 49) Cuban Yellow
5) Chaparreño 20) Chullpi 36) Arequipeño e) RAZAS NUEVAS
6) Huachano 21) Huayleño 37) Morado Canteño 50)Tumbesino*
7) Chancayano 22) Paro 38) Morocho Cajabambino 51) Colorado*
8) Perla 23) Morocho 39) Sarco 52)Morochillo*
9) Rienda. 24) Huancavelicano c) RAZAS DE SELVA 53) Allajara*
10) Pardo. 25) Ancashino 40)Enano 54) Huarmaca*
11) Arizona 26) Shajatu 41) Sabanero 55) Blanco Ayabaca*
12) Coruca 27) Piscorunto 42) Piricinco 56) Huanuqueño*
13) Chancayano Amarillo. 28) Cuzco Ciristalino Amar. 43) Chimlos
14) Iqueño 29) Cuzco Blanco. 44) Marañon
15) Amarillo Huancabamba 30) Granada 45) Chuncho
Fuente: Grobman,A, Salhuana, W. y Sevilla, R. 1961. Races of Maize in Perú.
RAZAS PERUANAS DE MAICES
* Manrique, Ch.A. 1977. El Maíz en el Perú. Edit. Concytec. Lima. Perú.
a) INDIGENAS ANTIGUAS 17)Zapalote Grandei 33) Onaveño
1)Palomero Toluqueño 18) Pepitilla Huayleño 34) Cristalino de Chihuahua
2)Arrocillo Amarillo 19) Olotillo 35) Palomero de Chihuahua
3)Chapalote 20) Tuxpeño 36) Coastepec
4) Nal-Tel 21) Vandeño 37) Motozinteco
b) EXÓTICAS PRE-COLOMBINAS d) MODERNAS INCIPIENTES 38) Elotero de Sianloa
5) Cacahuacintle 22) Chalqueño 39) Chatino Maizon
6) Harinoso de Ocho 23) Celaya 40) Mixeño
7) Oloton 24) Cónico Norteño 41) Choapaneco
8) Maiz Dulce 25) Bolita. 42) Mixteco
c) MESTIZAS PREHISTÓRICAS e) SERRANAS OCCIDENTALES 43) Serrano Mixe
9) Cónico Arizona 26) Tablilla de Ocho 44) Zamorano Amarillo
10) Reventador 27) Bofo 45) Mushito
11)Tabloncillo 28) Gordo 46) Dulcillo del Nor-oeste
12) Tehua 29) Azul 47) Blandito
13)Tepecintle 30) Apachito 48) Conejo
14) Comiteco f) RAZAS NUEVAS 49) Complejo Serrano de Jalisco
15) Jala 31)Ratón 50) Maíz Blando de Sonora
16) Zapalote Chico 32) Tuxpeño Norteño
RAZAS MEXICANAS DE MAICES
Fuente: Wellhausen,L., M. Roberts, E.J. Hernández 1951. Razas de Maíz en México, su origen,
características y distribución.
LA HIBRIDACION DEL MAIZ
CRUZAMIENTO E HIBRIDACIÓN DEL MAIZ
Fig 6.- Recolección del polen de maíz por el procedimiento de sacudir la panoja dentro de la misma bolsa que la cubría
Fig 7.-El polen del maíz recolectado en una bolsa grande se aplica a los estigmas de las flores pistiladas (femeninas) rompiendo el fondo de la bolsa que las cubría y volviendo a cerrar la bolsa después de aplicado.
Fig 8.- Autofecundación y cruzamiento del maíz. A) inflorescencia pistilada emergiendo de la vaina foliar. b) colocación de una bolsa de glrassine. C) la inflorescencia se recorta un día antes de la polinización y se cubre nuevamente con la bolsa. d) sobre la panoja se coloca una bolsa un día antes de que el polen sea colectado. e) estigmas uniformes. f ) después de la polinización de los estigmas, la bolsa de la espiga se fija sobre la 9inflorescencia para proteger la mazorca en desarrollo.