SELECCIÓN DE LINEAS - agro.unc.edu.ar

SELECCIÓN DE LINEAS

Escuela para Graduados

Facultad de Ciencias Agropecuarias

Universidad Nacional de Córdoba

Ing. Agr. (M.Sc.) María José Allende Córdoba, mayo 2018

Objetivos de la Mejora Genética Vegetal

o Aumentar el rendimiento

o Incrementar la tolerancia a factores bióticos y abióticos

o Mejorar la calidad

Objetivos Específicos

• Desarrollo de líneas puras (homocigotas) con alto desempeño per se.

• Desarrollo de líneas puras (homocigotas) con alto desempeño en combinaciones híbridas (con otra línea o en testcross)

• Menor énfasis en el desarrollo de poblaciones de polinización abierta (random-mating) mejoradas (¿ambientes marginales?)

• Desarrollo de líneas (y/o clones) con alta G x E regional y baja G x E por año.

Etapas en un proceso de la mejora

Población Original

Selección

Evaluación

CULTIVAR

Permite incrementar las frecuencias

génicas favorables

Consiste en la elección de individuos de la población que presenten el o los

caracteres deseados, con el objetivo de obtener su descendencia en la

siguiente generación.

Premisas para el planeamiento de un programa de mejoramiento genético

1. La existencia de variabilidad o la posibilidad de crearla

2. La capacidad o habilidad de detectar la variabilidad

3. La habilidad para manipular la variación para producir un nuevo cultivar.

SELECCIÓN DE Parentales

PrecocidadPorte

Doble vaina

Tamaño grano

Fusarium

Jopo

RoyaRabia

Tiempo de obtención de una nueva variedad

Método convencional

Años

0 1

F6

2 3 4 5 6 7 8 109

F5F4F3F2F1 F7 F8

CRUCE INICIAL

Evaluac. Agronó.

Ensayos de rendimiento (varios años y localidades)

Incremento de semilla

Fase Generación Observaciones

I A x B Selección de progenitores, cruzamientos

II F1 No hay selección

III F2 Segregación y selección individual según los casos

IV F3, F4 Métodos de selecciónExtracción de líneas puras

V F5 Prueba de líneas puras (F5)

VI Selección familiar (F6, F7, F8)

VII FV Obtención de la variedad mejorada

Esquema general tradicional de mejoramiento en plantas

10 años promedio

¿Cómo reducir este período?

¿Cómo reconocer fácilmente los genotipos superiores?

• Generación segregante

Iniciar la selección

• Método de selección

VARIEDAD

FUENTES DE VARIABILIDAD

BANCOS DE GERMOPLASMA

Método de pedigree

Masal

POBLACIONES HOMOCIGOTAS(aaBBCC)

POBLACIONES HETEROCIGOTAS(AaBbcc)

SELECCIÓN

Selección

• Negativa o positiva

⁻ ⁺

¿Cuántas plantas seleccionar a partir de la población dada?

BAJAIndividuos no muy buenosMantiene variabilidad

ALTAPerdida de descendencia interesanteAumenta la uniformidad

i h2 del carácter

Criterios de Selección

Selección por un Único carácter

Selección por Múltiples caracteres◦ Niveles independientes

◦ Tándem

◦ Índice de Selección

Selección por Ideotipo de planta

La generación en la que se comienza la selección F2/F3 o F4/F5.

El método de evaluar las generaciones segregantes plantas individuales o familias.

Selección por único carácter

RENDIMIENTO

F2

F3

F6

F4

F5

Alta dominancia

Alta aditividad


Selección por Múltiples caracteres◦ Niveles independientes

◦ Tándem

◦ Índice de Selección


Selección por varios caracteresTANDEM

•Se utiliza principalmente para planes de “pre-mejoramiento” (adaptación de material exótico). •Baja Intensidad de selección.•Bajo número de caracteres.

Carácter II

Carácter I

µ-

Carácter II

Carácter I

µ

µ

n años

Problemas:N° generaciones para cada carácterPresión de selecciónOrden de importanciaCorrelación entre caracteres

Se utiliza principalmente en poblaciones con alta variabilidad y cuando el número de caracteres a

seleccionar es bajo, ya que la población declina rápidamente.

Selección por varios caracteresNiveles Independientes

Problemas:Nivel mínimo de merito de cada carácter.Orden de importanciaCorrelación entre caracteresRiesgo de dejar fuera individuos muy buenos

Más eficiente que la selección por tándem y descarte

individual cuando el número de caracteres es alto, pues se evalúan simultáneamente.

Selección por varios caracteresÍndice de selección

I = (w1 * xi1) + (w2 * xi2)I: es el valor del índiceW1 y W2: peso asignado a cada variableX1 y X2: son valores observados de cada variable.

Planta 1 Rinde: 342.5 gr/m2 (h2= 0,41) Nº de espiga/m2: 418 (h2=0,59) Días a floracion:136 (h2=0,86)

I 1 = 0.41 x 342.5 + 0.59 x 418 + 0.86 x 136I 1 = 140,425 + 246,62 + 116.96= 504,47

Planta 2

Rinde: 187 gr/m2

Nº de espiga/m2: 290,5

Días a floración: 139,5

I 2 = 0.41 x 187 + 0.59 x 290,5 + 0.86 x 139,5I 2 = 76,67 + 171,395 +119,97=368,035

Particularidades de las autógamas

o Se reproducen por autofecundación o fertilización a flor cerrada

o No hay perdida de vigor por consanguinidad

o Los individuos se encuentran en estado homocigota

o Las frecuencias génicas p y q se conservan a través de las generaciones

o Las frecuencias genotípicas tienden hacia las frecuencias génicas

o Los individuos fuera de tipo pueden ocurrir por mutación o por mezcla accidental con

otros genotipos

o La descendencia de un individuo a lo largo de varias generaciones es una línea pura

Selección en alógamasParticularidades de las alógamas

o Se reproducen por fecundación cruzada

o Presentan mecanismos naturales para control de la polinización

o Hay perdida de vigor por consanguinidad

o Hay segregación y recombinación natural o artificial. También pueden sufrir

mutaciones

o La descendencia es un conjunto de individuos heterocigotas

Poblaciones

HOMOGENEAS

HOMOCIGOTAS HETEROCIGOTAS

LÍNEA PURA HIBRIDOS

HETEROGENEAS

HOMOCIGOTAS HETEROCIGOTAS

MEZCLA DE LÍNEA PURA

POBLACIONES SEGREGANTES

SELECCIÓN

La selección puede practicarse a partir de una cruza o no

MÉTODO GENEALÓGICO (Pedigree)MÉTODO MASAL O BULKMÉTODO DESCENDENCIA DE SEMILLA UNICA (SSD)

NO involucran

Cruzamiento

SI involucran

Cruzamiento

SELECCIÓN MASAL

SELECCIÓN INDIVIDUAL

GENERACIÓN 1 DE SELECCIÓN



• Variedades compuestas

• Sistema de selección primitivo

• Mayor capacidad de adaptación

• Se recomienda para caracteres de alta h2

• Se selecciona por el fenotipo

• Uso en sistemas agrícolas sostenibles

• Programas de mejora participativa

SELECCIÓN MASAL AUTÓGAMAS




• Consanguinidad

• Selección de madres con mal comportamiento

SELECCIÓN MASAL ALÓGAMAS

SELECCIÓN ANTES DE POLINIZACIÓN

Selección de madres

El avance tras las generaciones es lento

Siempre que se pueda seleccionar antes floración

Selección de madres y padres

El inconveniente es que no siempre es posible

• La selección puede ser positiva o negativa y tener grados variables

• Es preferible seleccionar antes de floración o polinización

• La selección no debe ser muy fuerte para evitar caer en depresión

RELACIÓNES ENTRE PARIENTES

AUMENTA TASA DE CONSANGUINIDAD

EFECTOS DE GENES DELETERIOS RECESIVOS

DEPRESIÓN CONSANGUINEA

SELECCIÓN INDIVIDUALGENERACIÓN 1 DE SELECCIÓN



• Se obtienen una o varias Líneas puras• Se recomienda para caracteres de baja

h2

• La descendencia de la planta selecta se siembra en surco

• La selección se realiza entre surcos• Se pueden eliminar progenies completas



GENERACIÓN 1 DE SELECCIÓN SELECCIÓN CON EVALUACIÓN DE DESCENDENCIA

PLANTA 1 PLANTA 2

ProducciónTamaño de granoSanidad

Precocidad

F-1

@

F-2

SELECCIÓN

Objetivos:

• Crear variabilidad

• Complementar

• Trangresividad

Cruzamiento P1 x P2

F1

F2

Masal o BulkPedigrí Semilla Única (SSD)

Doble Haploides

Bulk Modificado Pedigrí modificado (Selección en Generaciones Tempranas)

Retrocruza

a. G. Dominantesb. G. Recesivos

F2

F3

F6

F4

XXX

X

XX

F7

•••

Método Bulk o Masal

F9

ECR

• Simple y económico• Actúa selección natural• La presión de selección depende del ambiente• Se pueden perder genotipos interesantes por falta de

competitividad de las plantas

Esquema de selección

F2

F3

F5

F7

•••

PEG

C0 500

C1 200

C3 21

F6

• Selección visual. Vigor, aspecto,tolerancia a enfermedades, número ytamaño de espigas y número demacollos fértiles (C0 a C3).

• Se evaluó rendimiento en grano (peso desemillas/m2, biomasa y número deespigas (C4 y C5).

Método Genealógico o PedigreeF2

F3

F8

F4

• Se realiza selección intra e interfamiliar en las primeras generaciones

• Evaluación clara y fácil al sembrar las familias en líneas

• Conocimiento de la genealogía

• Se puede apreciar la segregación

• Selección fenotípica y genotípica

• Mayores recursos y mano de obra

•••

ECR

F2

F3

F7

F4

F8

F10

ECR

•••

• No se hace selección hasta homocigosis• Se adapta a invernadero lo que permite avanzar

dos ciclos por año• Permite conservar la variabilidad presente en la

F2• Se puede trabajar con mucho material• Por mala emergencia o supervivencia se pueden

eliminar progenies completas

Método descendencia de semilla única

• Transferencia de resistencia a enfermedades

• Introducción de macho esterilidad

• Incorporación de marcadores morfológicos para identificación varietal

• Obtención de variedades multilíneas

RETROCRUZA

Requerimientos• Variedad con características sobresalientes (padre recurrente)

• Variedad, ecotipo o raza con los genes a transferir (padre donante)

• Facilidad en la identificación genotípica

• El número de retrocruzas depende del grado de disimilaridad entre los padres (recurrente y donante)

• El ligamiento entre el carácter a transferir y otras características puede retardar considerablemente el proceso

Padre Recurrente(R)

Variedad ComercialSusceptible

Padre Donante (D)Raza, ecotipo

Resistente

P1 aa x AA

F1 Aa x aa 50% R

RC1 aa Aa x aa 75% R

RC2 aa Aa x aa 87,5% R




Autofecundación Aa

AA Aa aa

AA AA Aa aa

Genes Dominantes

Padre Recurrente

(R)

Variedad

Comercial

Susceptible

Padre Donante (D)

Raza, ecotipo

Resistente

P AA x aa 50%

F1 Aa x AA RC1

AA Aa 75%

Autofecundación RC2

No segrega,

eliminar

AA Aa aa x AA 87,5%

RC3

Aa x AA 93,75% R

Genes Recesivos

Son mezclas de líneas que difieren en una o muy pocas características (principalmente resistencia) sin quetal mezcla afecte a caracteres agronómicos importantes (precocidad, maduración, cosecha mecánica, calidad, etc.)

Variedades Multilíneas

Mezcla de líneas puras (isogénicas)perfectamente individualizadas y probadasmediante pruebas de progenie.

Estas líneas deberán ser fenotípicamentesemejantes de tal modo que aseguren latipificación varietal y similitud en cuanto alos caracteres componentes delrendimiento.

Variedades Multilineales (VML) de

avena y su liberación para uso de

agricultores. CIMMYT.

VENTAJAS

• Reducen la tasa de propagación del patógeno en la parcela, retardando así laocurrencia de la enfermedad. Como la roya de la corona de la avena (Pucciniacoronata avenae)

DESVENTAJAS

• El procedimiento es de mediano y largo plazo. Las retrocruza requieren de tresa seis años.

• El nivel de rendimiento y otros caracteres del padre recurrente puedecompararse desfavorablemente con el rendimiento de los cultivaresconvencionales que son sembrados cuando la multilínea esta formada.

• El procedimiento es muy laborioso y complicado debido a que se necesita deretrocruzas y repetidas pruebas con razas apropiadas.

• También el mantenimiento y multiplicación es más complicado que concultivares convencionales.

Doble HaploidesLa mayor ventaja de los haploides en la mejora genética vegetal es que un individuo haploide puede ser duplicado, permitiendo la inmediata obtención de completa homocigosis.

CLÁSICO

Híbrido (2n)

Autofecundar (2n))

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

HÍbridos (2n)

DH

Híbrido (2n)

Inducir Haploidia

Colchicina

Plantas DH0

HÍbridos (2n)

8

Semestres

2

Semestres

Autofecundación

Duplicación Artificial

Inductor (2n)Donador (2n)

Plantas haploides (n)

Plantas DH0 (2n)

Autofecundación

Líneas DH1 (2n)

TRATAMIENTO COLCHICINA

Siembra en papel

Germinación

Corte de coleoptilo

Listas para colchinizar

Contenedor con Colchicina

47

FASE

DE

CAMPO

Dobles Haploides

APLICACIÓN DE COLCHICINA

n

2n

• No se da en todos los cultivos

• Rápida obtención de líneas homocigotas 100%

F1

Variedades Híbridas en Autógamas

• Problemas

• Técnicas de cruzamiento laboriosa

• Poca producción de semillas

• Ausencia de fuentes de macho esterilidad

• Falta de heterosis

BIBLIOGRAFÍA

Allard, W. 1960. Principios de la mejora genética de las plantas. Ed. Omega.

Cubero, J. 2003. Introducción a la Mejora Genética Vegetal. Ed. Mundi-Prensa.

Allende, MJ y Biasutti, C. 2017. Métodos de mejoramiento en plantas Autógamas.

Unidad 10. En: Biasutti, Carlos editor, Mejoramiento genético vegetal: principios y

procedimientos. Cátedra Mejoramiento Genético Vegetal FCA-UNC. Pp: 148-165.

Disponible en Biblioteca FCA-UNC.

Martínez Moreno, F y Solís Martel, I. 2010. Mejora Vegetal para Ingeniería

Agronómica. Ed. Secretariado de publicaciones de la Universidad de Sevilla, Sevilla,

España. Pp: 284

2001 Se inicia la siembra directa en Cono SA

2005 Se exporta Garbanzo 2011 Rabia del Garbanzo

1992 Titulo de Propiedad de Chañaritos S-156

1998 Titulo de Propiedad de Norteño

1966 ICA1970 PM Garbanzo –Cruz del Eje

2012 Títulos de Propiedad de Kiara y Felipe UNC INTA

2016 Año Internacional de Legumbres. Libro de Garbanzo.

150 genotipos a campo.

2017 3 Genotipos RR y varios con RMR

VARIEDADES

2016

2017

ICARDA 2011

150 gen 2012-16

50 gen

2017 CC

3Gen R

25 Gen RM

VARIEDADESResistencia a Rabia

Evaluación de 150 genotipos de garbanzo para determinar

resistencia a susceptibilidad a rabia

Desarrollo y Resultados

Evaluación de severidadPlanta sana Inoculación en invernadero

IPAVE - INTA

FCA - UNC

El control genético es una herramienta eficaz para evitar o limitar una enfermedad

de estas características: supervivencia 3 años, fase sexual que genera diversidad

genética del hongo, gran capacidad de dispersión, transmisión por semillas.FUENTE SILVINA PASTOR

Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil Versión Estudiantil






































GRM3 GRM4 GRM2 GRM5 GRM1 GRM6 GC1 GC2 GC3

GRM

04

812

16

20

PS

1616

Genotipos con resisitencia múltiple y cutivares comercialesP

s/p

ta=g

Pro

du

cció

n

-- GRM --GC1K --GC2N --GC3CH

GRM1GRM2GRM3

RESISTENTES A RABIA

GRM4GRM5GRM6

MODERADAMENTE RESISTENTE A RABIA

R RR

GC1GC2GC3

CULTIVARES KIARA, NORTEÑO, CHAÑARITOS S-156







































GRM3 GRM4 GRM2 GRM5 GRM1 GRM6 GC1 GC2 GC3

GRM

0

18

36

54

72

P1

00

Genotipos con resisitencia múltiple y cutivares comerciales

-- GRM --GC1K --GC2N --GC3CH

P1

00

/g

Tam

año

R R R

GRM6GRM1

ASÍ EVALUAMOS

Para fusarium sp.

Incidencia de la enfermedad: % Plantas muertas

Resistentes: 0-30% Plantas muertas

Susceptible: 70-100% Plantas muertas

Alimento básico de la sierra

Tiene valor nutritivo

Tiene valor medicinal (beta glucans,

hipoglicemimia)

Es forrajeCultivo de tierras marginales

Una alternativa de rotación importante

Valor económico

Mn Nueva variedad

M3

M2

M1

Irradiación rayos gamma

250 y 350 gray

M4, M5, M6, M7

Selección:

•Ciclo de vida

•Resistencia a

estreses bióticos

y abióticos

•Rendimiento

•Calidad

Pruebas de

rendimiento-

localidades

MetodologíaProceso de obtención de líneas mutantes

Prueba de

Dosimetría

Identificación

de mutantes

candidatos

Prueba de

homocigosis

SELECCIÓN DE LINEAS - agro.unc.edu.ar

Documents

Transcript of SELECCIÓN DE LINEAS - agro.unc.edu.ar