BIOTECNOLOGÍA DE AVANZADA APLICADA AL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE ANIMALES Y PLANTAS

Walter Oswaldo Reyes Borja, PhD

Docente Invest igador

Universidad Técnica De Babahoyo

Email : reyesborjawalteroswaldo@yahoo.com

Cultivo de anteras

en arroz

Embriogénesis

somática

Ingeniería genética

Variación somaclonalProtoplastos Biotecnología

reproductiva en

bovinos

Cultivo in vitro de

Anteras en Arroz

Lema (Le)

Palea (Pl)

Anteras (St)

Estilo (Cp)

Lodícula (Lo)

Androgénesis a partir de

células gametofiticas o microsporas

Heredabilidad

de sus

caracteres

Granos de

polen de arroz

MATERIAL

VEGETAL DE

ARROZ

Bloques de cruzamientos

Primera fecha de siembra, 15-04-10 (A); segunda fecha de siembra, 30-04-10 (B);tercera fecha de siembra, 15-05-10 (C).

Germinación de semillas F1 (A)

Plántulas F1, 7 días después de la siembra

en cajas de Petri (B)

Fase vegetativa del material donante de

anteras, en etapas de plántula

(derecha) y macollamiento (izquierda) (C)

Fase de reproducción (derecha) y

maduración (izquierda) del material

donante de anteras (D)

Plantas F1 en etapa de “embuchamiento”,

75 días después del trasplante, óptimas

para el cultivo de anteras (E)

Soca de las plantas F1 que también fueron

utilizados como material donante de

anteras (F).

Fértil: 38 crucesInfértil: 2 cruces (JAPÓN/FED-50 y JAPÓN/FED-275)

Polen fértil de color café oscuro, luego de la tinción con lugol (A).Polen infértil de color amarillo, luego de la tinción con lugol (B).

Viabilidad del polenRESULTADOS

Diferencia de distancias entreaurículas de las 5 panículas,observándose en el literal (b) lapanícula óptima (A); diferencias en elcolor y consistencia entre flores delas 5 panículas, observándose en elliteral (b) la inflorescencia óptima (B);estados de desarrollo del polen de las5 panículas, observándose en elliteral (b) el estado uninucleado (C).

Relación panícula/microspora

Panículas con 2 a 5 cm de

distancia entre aurículas de las

dos últimas hojas; óptimas para

cultivo de anteras

Aurículas

Inducción de Callos

Microcallos en diferentes estado de crecimiento (A); liberación del microcallo de la anteraal medio de cultivo (B); callo de 45 días en medio de inducción (C)

Callos por

germoplasma

RESULTADOS

Transferencia de microcallos amedio de regeneración (A);callo de 8 días (B);diferenciación de órganos enun callo de 20 días (C); PlántulaR1 albina de 30 días (D);plántula R1 verde de 40 días(E); planta R1 verde de 60 (F).

Regeneración de plantas

Cruce: JAPÓN/FED-50

Plantas R1 albina y verde en elprimer día de aclimatación, enmedio de cultivo (A); plantasR1 albina y verde en el segundodía de aclimatación, en agua degrifo (B); trasplante de R1 asuelo fangueado (C); R1aclimatada a los 5 días despuésdel trasplante (D).

Aclimatación de plantas

DETERMINACIÓN DE LA PLOIDIA POR CITOMETRIA DE FLUJO DE LOS MATERIALES OBTENIDOS A PARTIR DE CULTIVO DE ANTERAS (Tumbaco, 2014)

Niveles de ploidíadeterminadas en las plántulas regeneradas (Tumbaco, 2014)

A B

Generación F1 Generación R1vs

Planta estéril (androestéril) obtenida a partir del cruce JAPÓN/FED-50(A) y planta fértil obtenida mediante cultivo de anteras a partir de laF1, JAPÓN/FED-50 (B)

JAPON FED-50

In vitro anther culture of F1

Doble Haploide Homocigótica (R1)

X

Japón (Madre) Fedearroz-50 (Padre)

Homocigótica (R1)

X

Generación R2Homocigóticas

Mejoramiento

genético de arroz

tipo japónico

Biotecnología Reproductiva para el mejoramiento genético

de bovinos y su efecto en el incremento de la producción

de carne y leche en el Ecuador.

1) Colección y Procesamiento de semen 2) Inseminación artificial3) Ovum pick up (OPU)4) Producción in vitro de embriones5) Inyección intracitoplasmática de espermatozoides6) Sincronización del estro y superovulación7) Lavado y recolección in vivo de embriones8) Criopreservación de embriones9) Transferencia de embriones10) Diagnóstico de gestación

Producción In Vitro de Embriones de Bovinos

Selección de razas genéticamente superiores adaptadas al territorio Ecuatoriano

Ovarios

Colecta de ovarios a partir de animales faenados (MATADERO)

Fuente de ovocitos

Colección in vivo de ovocitos con la técnica de Ovum Pick Up

Búsqueda de los ovocitos colectados con la ayuda del Stereomicrospopio

Colocación de los ovocitos en plato temperado

Maduración in vitro de los ovocitos (IVM-Medium)

Incubadora 39oC y 5% CO2

Fertilización in vitro de los ovocitos (IVF-Medium)

Cultivo in vitro de los ovocitos (IVC-Medium)

Pasos importantes para la obtención in vitro de embriones

Semen

Ovocitos colectados de

los ovarios

22 Horas después

6-18 Horas después de la aplicación del

semen (Día Cero)Embriones 7 Días después

de la fertilización

a b c d

a: 8-cell stage (code 4, left upper side), compacted morula (code 3, left lower side),

compacted morulae (code 1, right upper and lower side)

b: Expanded blastocyst (code 1, left upper side), degenerated embryo (code 4, left

lower side), compacted morula (code 3, left upper side), early blastocyst (code 2, left

lower side)

c: Expanded blastocysts (code 1) and a dead embryo only zona pellucida (code 4)

d: Hatched blastocyst (code 1)

Days

MorulaCompacted

MorulaEarly

Blastocyst BlastocystExpandedBlastocyst

HatchedBlastocyst

Evaluation of embryo quality

Transferencia de Embriones

Uso de los

embriones

producidos

in vitro

Criopreservación

Lavado y recolección in vivo de embriones

PROGRAMA DE SUPEROVULACIÓN A VACAS DONANTE

DIA 0: CIDR+E2 (2mg)

DIA 4: AM FSH (5mg)

PM FSH (4mg)

DIA 5: AM FSH (4mg)

PM FSH (3mg)

DIA 6: AM FSH (2mg)

PGF2α (30mg)

CIDR remover

PM FSH (2mg)

PGF2α (20mg)

DIA 7: No aplicar nada

DIA 8: PM Inseminación Artificial

GnRH (100 ug – 200 ug)

DIA 9: AM Inseminación Artificial

DIA 15: Colecta de Embriones

LUGAR DE TRABAJO

EVALUACIÓN DE LA DONANTE

Materiales para la Colecta de Embriones

Anestesia epidural

COLECTA DE EMBRIONES

POSICIÓN DEL POLICATETER

APLICACIÓN DE LUTALYSE

OBSERVACIÓN EN EL ESTÉREOMICROSCOPIO LOS EMBRIONES COLECTADOS IN VIVO

EVALUACIÓN DE RECEPTORAS

PALPACIÓN DE OVARIOS VIA RECTAL

PROTOCOLO DE SINCRONIZACIÓN PARA RECEPTORAS

MATERIALES PARA LA TRANSFERENCIA DE EMBRIONES

Without outer sheath With outer sheath

Takahashi et al. (1982)

CONTAMINACIÓN BACTERIANA

YearPregnancy rate (n)

19811982

33% (66)

33% (24)

59% (22)

64% (22)

Without With

Takahashi (1981) & Takahashi et al. (1982)

Without outer sheath With outer sheath

TRANSFERENCIA DEL EMBRIÓN

InstituciónNumero de

Participantes

UNIVERSIDAD TÉCNICA

DE BABAHOYO 5

ESCUELA SUPERIOR

POLITÉCNICA

AGROPECUARIA DE

MANABÍ MFL 9

EL ROSARIO-MAGAP 2

CAPACITACIÓN A PERSONAL TÉCNICO DEL ECUADOR EN BIOTECNOLOGÍA REPRODUCTIVA

CAPACITADORES

Conclusiones

Existen vías de alta factibilidad para el mejoramiento genético de especiesvegetales a través de herramientas biotecnológicas que acortan la obtenciónnuevos cultivares comparado con los métodos convencionales.

Biotecnologías reproductivas en ganado bovino para el mejoramientogenético, especialmente utilizando la técnica de cultivo in vitro deembriones, es posible seleccionando los animales donantes de genéticasuperior que el mismo productor posee en su finca, totalmente adaptado yde alta producción en términos de carne y leche.

Los programas de mejoramiento genético se deben fortalecer a nivelnacional para llevar a cabo este tipo de actividades en beneficio delproductor.