Bases Para El Mejoramiento Presentacion

7/29/2019 Bases Para El Mejoramiento Presentacion

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MTODOS DE MEJORAMIENTOGENTICO DE LAS PLANTAS

Ing. Agr. Gabriel LiuB D.


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g g

VARIABILIDAD

Centros de Origen

Evolucin y RRGG

Formas naturales de creacin de variabilidad

Accin gnica

Estudio dela variacin

Introducciones

Formas artificiales de creacin de variabilidad

SELECCION

EVALUACION

CULTIVARES

SEMILLA

Sistemas de reproduccin

Algamas Asexuales

Metodologa bsica Objetivos especficos

ASPECTOS LEGALES

MEJORAMIENTO GENETICO VEGETAL

Autgamas


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Vas de evolucin de las especies cultivadas

3 categorasprincipales

y nomutuamenteexcluyentes

VariacinMendeliana

(mutacin gnica

- recombinacin)

Poliploida(reduplicacin

de juegos

cromosmicos)

HibridacinInterespecfica

(cruzas de especies

taxonmicas distintas -

introgresin)


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FENMENO MECANISMO NATURAL MECANISMO DE MEJORA

Creacin de la

variacin gentica

- Hibridacin espontnea intrae interespecfica

-Introgesin

- Autoploida

- Aloploida

- Haploida

-Mutaciones

-Cambios numricos

desequilibrados

- Cambios estructurales

-Cruzamientos artificiales intra einterespecficos

-Retrocruza

-Duplicacin cromosmica artificial

Uso de haploides espont. e induc.-Mutagnesis artificial

-Utilizacin de la aneuploides

espontneos e inducidos

- Uso de cambios estruct. induc.

Injerto cromosmico

Conservacin de la

variabilidad

- Mantenimiento de

heterocigotas en pob. nat.- Explotacin de la heterosis

Desplazamiento - Migracin - Importacin de genes

Sobre la variabilidadacta: - Seleccin Natural - Seleccin artificial


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Referencias

I - CHINA VII - ABISNICO

II - INDOSTN VIII-a - MEJICANO

III - INDOCHINA -b - PERUANO

IV - ASIA CENTRAL -c - CHILENOV - CERCANO ORIENTE -d - BRASILEO

VI - MEDITERRNEO

VIII-b

VIII-d

VIII- c

III

-

VIIII

VI I


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Denominacin

Centro de OrigenZona geogrfica que abarca Especies

IChina

Regiones montaosas de

China central y occidental y

llanuras vecinas.

soja, berenjena, mijo. frutales de carozo

y pepita, ctricos.

IIIndostn Sudoeste de la Indiaarroz, garbanzo, peral, naranjo,

mandarino, pomelo clavo de olor, nuez

moscada, pimienta negra, tung.

IIIIndochina Indochina y Malasia

caa de azcar, pltano, mango, cidra,

tamarindo, cocotero yute, sndalo,

bamb.

IVAsia Central Norte de la India, Afganistn

trigos (6x), algodn asitico (2x), haba,

camo, vid, frutales (almendro,

duraznero, etc.), pistacho, zanahoria,ajo, cebolla.

VCercano OrienteAsia Menor (interior),Transcaucasia, Irn.

trigos (4x), centeno, cebada, avena, lino,alfalfa, higo, cereza, granada.

VIMediterrneo

Zonas lindantes con el mar

Mediterrneo

trbol rojo y blanco, vicia, remolacha,

olivo, cereales, ans, menta, salvia,

lpulo, apio, esprrago, lechuga.

VIIAbisinia Abisiniacaf, ricino, trigos (4x) cebada, sorgo,

caup, ssamo, ricino, ndigo.

VIIIa) MejicanoMjico y parte de Amrica

Central

maz, poroto, pimiento, amaranto,batata, algodn americano, legumbres,

chumbera.

b) Peruano Per, Ecuador, Bolivia.

tomate, tabaco, algodn egipcio, especies

afines a la papa, guayaba, papaya,

pepino, calabaza, aj..

c) Chileno Chile Papa, frutilla.

d) Brasileo Brasil, Paraguay man, rbol del caucho, cacao, mandioca,

anan.


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Vavilov y col.: Afganistn, Abisinia, China, Amrica Central y

del Sur. CSIRO (Commonwelth Scientific and Indusrial Research

Organization): forrajeras mediterrneas.

FAO: Abisinia (cafetos), Irn (cereales y leguminosas). Fundacin Rockefeller: Amrica (maces)

Centros mundiales de conservacin de germoplasma

National Storage Laboratory (Colorado, USA)Inst. Nac, de Ciencias Agrcolas (Japn)International Rice Research Institute (Filipinas)Rice Research Institute (India)Plant Industry Station (Maryland, cerales de invierno)

Dpto. Agronoma Univ. Estatal (Colorado, cebadas)Commowealth (Cambridge, solanum)

Dpto. Agric. De EE:UU. (Maine, solanum)


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Por intercambio

Compra

Donacin

Exploracin

Recoleccin

Evaluacin

Clasificacin

y Conservacin degermoplasma vegetal

nacional

Plagas

Enfermedades

Adaptacin

Distribucin

Gentica

CitogenticaAgronoma

Biometra


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IFPRI International Food Policy Research Institute, Washington, USA

CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento en Maz y TrigoMxico. CIAT Centro Internacional de Agricultura TropicalCali. Colombia.

CIP Centro Internacional de la PapaLima, Per

IPGRI International Plant Genetic Resources Institute (IBPGR), Roma, Italia.

ICARDA International Center for Agricultural Research in the Dry Areas, Aleppo,Siria

WARDA West Africa Rice Development Association, Bouak, Cte dIvoire. ISNAR International Service for National Agricultural Research, The Hague,

Netherlands

ICRAF International Centre for Research on Agroforestry, Nairobi, Kenya.

ICRISAT International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics, India.

IIMI International Irrigation Management Institute, Colombo, Sri Lanka. ICLARM International Center for Living Aquatic Resources Management,

Philippines.

IRRI International Rice Research Institute, Los Baos, Philippines.

CIFOR Centre of International Forestry ResearchBogor, Indonesia.

Bveda Global de Semillas de Svalbard, en el Crculo Polar rtico


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1 - Especies silvestres relacionadas

2 - Cultivares primitivos (land-races)

3 - Cultivares obsoletos

4 - Lneas avanzadas, mutaciones yotros productos de mejora

5 - Cultivares modernos

Salvajes

Parcialmentedomesticadas

Domesticadas

Ampliabasegentica

Basegenticaestrecha


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Conservacin de Recursos Genticos

II. Conservacin in si tu: en el mismo lugar de crecimiento o cultivo.

Conservacin ex situ: Conservacin de genes o genotipos de plantasfuera de su hbitat natural (bancos de germoplasma, colecciones

1. de semillas (bancos de semillas)

2. de plantas vivas

3. De tejidos vegetales conservados in vitro

4. De polen

5. De ADN


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De base: conservacin a largo y mediano plazo. Nointercambian

Activas: conservacin e intercambio

De trabajo: coleccin del mejorador.Dinmica.


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Gnero Lycopers icum


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Solanum spp.


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Cucurbitceas


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Gnero Zea


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Gnero Musa


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Diversidad Gentica en elGnero Malus


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Cmara Global de Semillas Svalbard, inaugurada el 26 de febrero de 2008Refugio construido dentro de una montaa en la isla Spitsbergen, a 483kilmetros de Noruega continental, en el ocano Glacial Artico, a unos 998kilmetros del Polo Norte.Su temperatura promedio nunca ser mayor de 5 grados bajo ceroLa Cmara Mundial de Semi l lasde Svalbardes propiedad del estado noruego.Capacidad para almacenar unos 4.5 millones de muestras de semillas de todoel mundo.Las muestras podran perdurar "perfecto estado" por siglos, en cajas negras

y congeladas a una temperatura ambiente de entre 10 y 20 grados bajo cero,en el interior de la bveda.


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LA BASE GENTICA DE LASELECCION

1. Desarrollo de nuevos genotipos.

2. Eleccin de genotipos superiores.

La mejora gentica vegetal consta, bsicamente de dos

procesos:


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I. INTRODUCCIN AL MEJORAMIENTOGENTICO

1.1.Objetivos e importancia del mejoramiento gentico

1. Crear variedades de plantas ms productivas que las variedadesde uso comn de un cultivo en un determinado medio y con

determinado manejo.

2. Crear variedades resistentes a condiciones adversas que

permitan la extensin de un cultivo a zonas donde con las

variedades existentes no es posible.

3. Crear variedades de mejor calidad nutritiva o industrial.


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LA MEJORA GENTICA ES EL ARMA MS VALIOSAPARA EL AUMENTO DE LA PRODUCCIN UNITARIA

Modificaciones ambientales y de manejo tiene un lmite, que en un

momento dado la misma planta impone.Puede manipularse las caractersticas fisiolgicas y de estructura

de la planta que permita cambiar el manejo hacia tecnologa de

produccin ms eficiente.

Slo modificando el genotipo podemos pensar en mayor potencial

de rendimiento.

Es el medio ms econmico para incrementar la produccin y

disminuir fluctuaciones anuales (resistencia-adaptabilidad)


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ALGUNAS CARACTERSTICAS QUE PUEDEN

MEJORARSE CIENTFICAMENTE EN LA PLANTA

Rendimiento de grano o fruto.

Rendimiento de la planta respecto a alguna caracterstica industrial:

Contenido y calidad de aceite.

Resistencia y/o tolerancia a plagas y enfermedades.

Resistencia a sequa.

Adaptacin y adaptabilidad a condiciones del medio (temperatura,

humedad relativa, manejo del cultivo, etc.)

Acame de raz y tallo en los cereales.

Rendimiento y calidad de fibra de algunas plantas.


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BASES CIENTFICAS DEL MEJORAMIENTO

GENTICO

Necesario conocer las caractersticas agronmicas de la planta

que se trate (botnica, morfolgica, necesidades ambientales,

rea de cultivo y sistema de reproduccin).

Tambin es necesario conocer la preferencia de los agricultores.

Adopcin. Darle al agricultor ms productividad y menos riesgo.

El mejoramiento es posible gracias a la variabilidad de las

especies cultivadas. La variabilidad puede ser natural o artificial.


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Diferencias en la composicin de poblaciones algamas

(heterocigticas) u autgamas (heterogneas homocigticas).

Mencionar importancia de la variacin ambiental.

La variacin puede producirse artificialmente mediante:

Hibridacin.Poliploida

Mutaciones inducidas.

Al cruzar con fines de mejora se pretende combinar caracteres o

exceder el nivel de los progenitores. De aqu la necesidad de

conocer la gentica de los caracteres bajo seleccin.


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1.2. TERMINOLOGA COMN

Fitotecnia. Conjunto de tcnicas y prcticas agrcolas aplicadas a

los cultivos vegetales para obtener una mejor y mayor produccin.

Fitotcnia.Estudio de la gentica de los vegetales, especialmente

de la aplicada al mejoramiento de las plantas cultivadas.

Fitomejoramiento. Mejoramiento de los caracteres heredables de

las plantas por medio de las tcnicas genticas, a fin de hacerlas

ms eficientes para determinadas condiciones agroecolgicas.

Fitomejoramiento. es sinnimo de mejoramiento gentico de las

plantas, gentica vegetal aplicada, genotecnia, y plant breeding.


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Mejoramiento gentico de las plantas. Arte y ciencia que permite

cambiar y mejorar la herencia (genotipos de las plantas. Elmejoramiento gentico de las plantas se considera:

Arte, porque el fitomejorador tiene cierta capacidad, de acuerdocon la experiencia, para seleccionar los mejores genotipos.

Ciencia, porque tiene que tiene que aplicar el mtodo cientfico.

Herencia, De puede definir como la transmisin de caracteres,morfolgicos o fisiolgicos de progenitores a sus descendientes.

Variacin,Diferencias que se manifiestan entre los individuos deuna poblacin o grupo o aun entre individuos que tengan los

mismos progenitores (familia).


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Causas de la variacin

La accin conjunta de varios factores hereditarios (genes).

La accin conjunta de factores del medio (accin ecolgica)

La accin conjunta de factores hereditarios y ecolgicos (interaccin

genotipo x ambiente).

Variacin total = Variacin gentica + Variacin ecolgica + interaccin.

Variacin continua: Considerando un grupo de individuos, son

variaciones que se manifiestan en pequeas diferencias, de modalidad

generalmente cuantitativa (medida en una escala de conteo), de talmanera que se puede formar una seria continua, partiendo de

individuos que exhiben un carcter dado. Ejemplo: altura o peso de los

humanos, produccin de grano o forraje de las plantas; nmero de

granos de trigo en una espiga, nmero de huevecillos que oviposita un

insecto, etc.


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Carcter. Es un trmino que indica algn atributo, cualidad,rasgo, forma, estructura, funcin, etc., en los rganos o en los

tejidos.

Carcter adquirido.Aquellas manifestaciones que un individuo

o grupo de individuos, manifiesta por la accin del medio.

Carcter cuantitativo. Son aquellos caracteres que se

manifiestan en los individuos en tal forma que para poderlos

diferenciar y distinguir, es necesario medirlos o contarlos y

observarlos cuidadosamente. Dichos caracteres se manifiestancon variacin continua. Son determinados por un alto nmero

de genes. Se tienen lo caracteres de mayor importancia

socioeconmica (tamao, calidad, produccin, etc.).


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Caracteres cualitativos. Trmino que se utiliza para indicar

aquellos caracteres que se manifiestan, generalmente, una

variacin discontinua, y estn determinados por una cualidad o

atributo, y son relativamente constantes en espacio y tiempo, es

decir son poco afectados por el ambiente. Caracteres fciles de

identificar visualmente. El nmero de genes que controlan este tipo

de caracteres es bajo (uno o dos pares).

Ambiente. Conjunto de condiciones o circunstancias que rodean a

un individuo, y que afectan su desarrollo o evolucin.

El efecto del ambiente origina variaciones entre los individuos, auncuando estos sean genticamente iguales.


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Variacin discontinua. Variacin que se manifiesta con

amplitud considerando de tal manera que se diferencia

visiblemente a un individuo, o aun grupo de individuos,

dentro de un conjunto. Los rasgos diferenciales entre los

individuos son tales que es relativamente fcil de clasificar

a lo individuos. Caracteres poco afectados por el ambiente.Caracteres determinados por uno o dos pares de genes.

Ejemplos: animales con cuernos o sin cuernos, plantas con

flores rojas y plantas con florase blancas etc.


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Heredabilidad. Proporcin de un carcter que es transmitido deprogenitores a sus descendientes.

Heredabilidad en sentido amplio:

H2

=

2

G /

2

PHeredabilidad en sentido estricto

H2= 2a / 2P

Los valores de heredabilidad van de 0 a 1. Por ello loscaracteres pueden clasificarse en tres grandes categoras:de baja, intermedia y alta heredabilidad, con valorespromedio del orden de 0.25, 0.60, y mayores de 0.80,respectivamente.


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ALGUNAS CONSIDERACIONES

El mejoramiento gentico se inici cuando el hombre primitivo cambisu hbito de nmada y de recoleccin por una agricultura naciente, al

seleccionar las mejores plantas y luego multiplicarlas. Por tanto, la

seleccin se convirti en el primer mtodo de mejoramiento.

Trasporte de las plantas por el hombre, lo cual ha contribuido al

desarrollo de la agricultura.

En 1900 con el redescubrimiento de las leyes de Mendel, se inicia una

nueva etapa del fitomejoramiento al establecerse las bases cientficas

para seleccionar genotipos superiores en las poblaciones y para

planear y formar nuevos genotipos vegetales, aprovechando la

variabilidad de las poblaciones.


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CIENCIAS AUXILIARES EN EL FITOMEJORAMIENTO

Gentica y citogentica. Permiten un amplio entendimiento delmecanismo de la herencia en las plantas, lo cual hace posible

programar cruzas entre genotipos superiores con ciertas modalidades.

Botnica y biologa. Aportan datos muy interesantes acerca de lataxonoma, morfologa y reproduccin de las plantas.

Fisiologa vegetal. Esta ciencia permite conocer la respuesta de lasplantas al ambiente; incluye los efectos de calor, fro, sequa y la

respuesta de los nutrientes en el suelo.

Fitopatologa. Permite conocer la resistencia de las variedades aenfermedades, as la forma de como combatirlas.


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Entomologa. El mejoramiento para la resistencia de los insectoses muy importante; por tanto, los mejoradores de plantas deben

auxiliarse de la entomologa.

Bioqumica vegetal. Describe la constitucin fsica y qumica delas plantas para determinar su calidad con fines industriales.

Estadstica.Aporta tcnicas de campo y anlisis estadsticos bienfundamentados que ayudan al fitomejorador a obtener resultados

de confianza ya interpretarlos correspondientemente.

Agronoma. El conocimiento de la agronoma en general ayuda adefinir en que es lo que el agricultor desea y necesita en relacin

con nuevas variedades.


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Permite eliminar los individuos

no deseables dentro de una

poblacin Permite seleccionar los

individuos con caractersticas

fenotpicas deseables

Se utiliza cuando un nuevo

cultivo es introducido en un

lugar

XAXXXAXX

XXAXXXAX

AXXXXAXX

XBXXXB

XXXBXB

A

XXXX

XXXX

B


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Es la seleccin que permite

avanzar rpidamente en

cultivos de polinizacincruzada

Permite la seleccin una vez

introducida la variabilidad en

la poblacin

O O O O O

O O O O O

O O O O

OO

O

O

OO

O

O

OO

O

O


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Padre 1 x Padre 2

F2 a F3

F4

F1

F6 hasta

F12

F5

Espaciar al menos 50 plantaspara maximizar la

recombinacin. El F2 seestablece con una semilla F1

Cosechar una semillade cada planta.Mantener al menos

1000 plantas

Cosechar toda laplanta en F4

Se establece 5 familias enmasa. Se cosecha toda lasemilla de la parcelacomo F6

Ensayos de

rendimientos


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Relativamente lento en cualquier

cultivo y mas aun en plantas de

autopolinizacin

Despus de una hibridacin

mltiple se requiere 6-7

generaciones para llegar a la

homocigosis

X X X X X X

X X X X XX

X X X X X X

X X X X X XX

XX X X X X

X X X X X X


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Permite la incorporacin

de un gene del padre

donador, sin cambiarlas caractersticas del

cultivar

Se puede realizar enambiente distinto al

requerido por el cultivo

PR X PNR(DONADOR)

F1

BC1

BC2

BC3

Seleccin

Seleccin


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Cuando las plantas de polinizacin cruzada son

sistemticamente autofecundadas se logra unalnea pura

En plantas de autofecundacin los individuospueden ser considerados lneas puras

Por lo que las lneas puras es la progenie de unindividuo homozigoto

Al cruzar dos lneas puras se produce el vigorhbrido

En plantas de polinizacin cruzada la respuesta alvigor hbrido es mayor.

En plantas de autofecundacin es difcil manipularla hibridacin


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1. Importante incremento de los componentes derendimiento

Se expresa en el aumento del tamao de las

parte vegetativas

Aumenta el nmero de frutos y semillas

2. Aumenta la habilidad de cuaja de frutos

3. Aumenta los rendimientos tempraneros

4. Aumento de la uniformidad de los frutos

5. Posibilidad de aumentar la combinacin de

caracteres deseables


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USO DE LA BIOTECNOLOGA EN ELMEJORAMIENTO DE HORTALIZAS

A TRAVES DEL CULTIVO DE TEJIDOS

A TRAVES DE LA BIOLOGA MOLECULAR


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CULTIVO DE TEJIDOS Y CELULAS

CULTIVO DE MERISTEMAS: AJOS Y FRUTILLA INDUCCION Y PROPAGACION DE

BROTES:PAPAS Y FRUTILLAS PROPAGACIN MASIVA POR EMBRIOGNESIS

SOMATICA : ESPRRGO, ZANAHORIA (SEMILLAARTIFICIAL)

CULTIVO DE ANTERAS YGINOGENESIS:PIMIENTO Y CEBOLLA

CULTIVO DE EMBRIONES: TOMATE FUSION DE CELULAS Y CULTIVO DE

PROTOPLASTO SOLANACEAS Y BRASICACEAS


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Biologa Molecular

Caracterizacin de germoplasma Caracterizacin e identificacin de

patgenos Transformacin gentica : meln,

tomate, lechuga, pepino ensalada,

sanda, repollo Marcadores moleculares


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RAPD

Microsatlites

AFLP

RFLP SCAR

Secuenciacin

Isoenzimas


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Especie: Poblacin actual o potencial, interpolinizada, que tieneuna estructura comn y que est aislada reproductivamente.Difiere de otras poblaciones similares en uno o ms caracteres,usualmente por sus partes reproductivas.

Variedad Botnica. Comprende una poblacin dentro de unaespecie, que se distingue del resto de su especie por uno o mscaractersticas claramente definidas.

Variedad Hortcola: Sin. Cultivar. La definicin es ms limitadaque la anterior. Son plantas esencialmente similares en todos sus

aspectos importantes de crecimiento y de calidad. Podran no sertan uniformes pero cuya variabilidad podra ser consideradaaceptable. Esto depende de la demanda por uniformidad, por eltipo de mejoramiento o por el comportamiento gentico de laespecie y el medio por la cual la variedad se mantiene.


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Las variedades se clasifican:Clon: Consiste en un material uniforme derivado de un individuo

y mantenida por propagacin vegetativa. Todos los individuosson genticamente iguales y pueden ser mantenidos uniforme

por medio de una seleccin menor.

Lnea: Consiste en una poblacin reproducida sexualmente,generalmente de una especie de autopolinizacin y mantenida

por seleccin. Los materiales de este tipo generalmente sonaltamente uniforme bajo el punto de vista gentico.

Cultivares no fijados: Son aquellos derivados por seleccinmasal en un cultivo de polinizacin cruzada. Existe gran

variacin gentica, pero el cultivar es reconocido por sus

caractersticas de otros cultivares de la misma especieCultivares hbridos. Resultan del cruzamiento de dos lneaspuras que originan un cultivar (F1) muy uniforme


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Esquema del mejoramiento de plantas y la aplicacin de

herramientas biotecnolgicas

RRGGMaterial Gentico

Variedades comercialesDiversidad

Recombinacin

Evaluacin

Seleccin

NuevaVariedad

Comercializacin

Fijacin

(F1)Inscripcin

Multiplicacin

Fusin de protoplastosCruzamientos lejanos

Haplo-diploida

Seleccin asistidapor marcadoresSeleccin in vitro

Multiplicacin in vitro

MutagnesisVariacin somaclonal

Transgnicos

UTILIZACIN EN LA

AGRICULTURA


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I.SexualA. Anuales1. Flores dioicas:polinizadas por el viento. Espinaca2. Flores monoicas, autocompatibles

a. Polinizadas por viento. Mazb. Polinizadas por insectos. Cucurbitaceas

3. Flores perfectas: la mayora polinizadas por vientoa. Autoincompatibles. Mostazab. Autocompatibles.

1. Polinizacin cruzada.Pimiento, Berenjena2. Autopolinizacin. Tomate, Lechuga, Poroto

B. Bianuales,flores perfectas


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1. Autoincompatiblesa. Polinizadas por insectos.Brasicaceasb. Polinizadas por el viento. Betarraga

2. Autocompatibles

Polinizacin cruzada por insectos:Zanahoria, cebolla,apioC. Perennes: Diocas. Esprrago

II. Asexual. Perennes la mayora son de polinizacin cruzadaA. Autocompatible. Polinizacin por insecto. AlcachofaB. Autoincompatible

1.Polinizacin por insecto. Papa, Camote2. Polinizacin por viento. Ruibarbo

III. Infrtil. Apomictica obligada. Ajo


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Nmero de semillas por planta

Nmero de semillas por fruto Tamao de la flor y sus partes

Espacio requerido por planta

Momento de madurez comercial enrelacin con la madurez de las semillas


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Hay problemas que son especficos en la produccinnacional y limitan la comercializacin

Se cuenta con una importante coleccin degermoplasma nativo o naturalizado

Se tiene un grupo interdisciplinarios de investigacin

y conocedores del medio ambiente, capacitados parausar tecnologa moderna. El alto valor de importaciones de semillas de

hortalizas. US$ 10 millones Se estima un 30% de autoproduccin por lo que existe

un sector importante que requiere mejorar la calidadgentica del insumo


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No hay evidencia en algunas especies que los F1 generadospor las empresas sean superiores que cultivares depolinizacin abierta

Los cultivares que desarrollan las empresas sonprotegidas(F1) y en ciertos casos no responden a losrequerimientos productivos del pas

Los F1 tiene un precio alto, por lo que deja fuera decompetencia a muchos productores

parecen grupos de trabajo en otras Institucionesinteresadas en abordar el fitomejoramiento de hortalizas

Recursos Financieros


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Factores de la

Produccin

Entomologa

Fitopatologa

Nematologa

Recursos Fsicos

Recursos Financieros

Recursos Humanos


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RecursosGenticos

Biotecnologa

Mejoramiento

Gentico


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Evolucin del pool gentico

Pool

Gentico

Nativo

Seleccin

porNativos

Americanos

Seleccin

Exploradores

Espaoles

e

Introduccin

a Europa

MejoramientoGentico

Tradicional

Cultivares

Modernos

Siglo XVI 1900-1980 1980- ?? ac ?ac-dc


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Introgresin de genes

Pool

Gentico

Nativo

Seleccin

por

Nativos

Americanos

Seleccin

Exploradores

Espaoles

e

Introduccin

a Europa

MejoramientoGentico

Tradicional

CultivaresModernos

Especies

Silvestres :

ManipulacinGentica para

Caracteres

Especficos

Nuestra EstrategiaI i d


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Incorporacin de genesMayor uso de diversidad y creacin de variabilidad gentica

PoolGentico

Nativo

Seleccinpor

NativosAmericanos

SeleccinExploradores

Espaolese

Introduccina Europa

MejoramientoGentico

Tradicional

CultivaresModernos

Especies

Silvestres

Pool Genticode BaseAmplia

Material

AvanzadoNuevos

CultivaresNo Seleccin

Seleccin


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Ing. Agr. Gabriel Liu-B Delfni

GENTICA Y MEJORA

VEGETAL:DESARROLLO DE HBRIDOS DE

MAZ AMARILLO DURO EN ELLITORAL ECUATORIANO


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El maz (Zea mays L.), es el tercer cereal ms importantedel mundo despus del trigo y el arroz. Estados Unidoscon 333 millones de toneladas produce casi el 40% de laproduccin mundial total y le siguen en importanciaChina (163 millones de toneladas) y Brasil (51 millonesde toneladas). El maz es el principal grano que se utiliza

como alimento humano en Mxico, Centroamrica y laregin andina de Sudamrica, siendo tambin importanteen el este y sur de frica y en China (FAO, 2010)

C d 1 S fi i di l d ( ill d


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Cuadro 1. Superficie mundial de maz (millones dehectreas)

Fuente: FAOSTAT 2011

Cuadro 2 Ecuador: superficie sembrada y produccin


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Cuadro 2. Ecuador: superficie sembrada y produccinde maz amarillo duro

(AGRYTEC, 2010).


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El 18% de las variedades de maz mantenidas en el

banco del CIMMYT., provienen del Ecuador (RAFI.1994).Zea mays everta canguiles (pop corn)Zea mays amylosaccharata, maz dulce, chullpi

Zea mays indurada, maz morochoZea mays amylacea, maz harinoso

Diversidad de variedades

LA BASE GENTICA DE LA


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LA BASE GENTICA DE LASELECCION

La mejora gentica vegetal del maz consta, bsicamente

de dos procesos:

1. Desarrollo de nuevos genotipos.

2. Eleccin de genotipossuperiores.

MEJORAMIENTO EN MAZ


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MEJORAMIENTO EN MAZ

Objetivos:

1. Crear hbridos y/o variedades ms productivos que las

variedades de uso comn en el maz y con determinadomanejo agronmico.

2. Crear hbridos y/o variedades resistentes a condiciones

adversas que permitan tener una buena adaptabilidad yplasticidad.

3. Crear hbridos y/o variedades de mejor calidad nutritiva

o industrial.

LA MEJORA GENTICA ES EL ARMA MS


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LA MEJORA GENTICA ES EL ARMA MSVALIOSA PARA EL AUMENTO DE LA

PRODUCCIN UNITARIA

Modificaciones ambientales y de manejo tiene un lmite,que en un momento dado la misma planta impone.

Puede manipularse las caractersticas fisiolgicas y deestructura de la planta que permita cambiar el manejo

hacia tecnologa de produccin ms eficiente. Slo modificando el genotipo podemos pensar en

mayor potencial de rendimiento.

Es el medio ms econmico para incrementar la

produccin y disminuir fluctuaciones anuales

ALGUNAS CARACTERSTICAS QUE PUEDEN


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ALGUNAS CARACTERSTICAS QUE PUEDENMEJORARSE GENTIFICAMENTE EN LA

PLANTA

Rendimiento de grano.

Rendimiento de la planta respecto a caractersticaforrajera.

Resistencia y/o tolerancia a plagas y enfermedades. Resistencia a sequa.

Adaptacin y adaptabilidad a condiciones del medio

(temperatura, humedad relativa, manejo del cultivo,

BASES CIENTFICAS DEL


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BASES CIENTFICAS DELMEJORAMIENTO GENTICO

Necesario conocer las caractersticas agronmicas dela planta que se trate (botnica, morfolgica,necesidades ambientales, rea de cultivo y sistema dereproduccin).

Tambin es necesario conocer la preferencia de los

agricultores (tipos). Adopcin, darle al agricultor ms productividad y

menos riesgo.

El mejoramiento es posible gracias a la variabilidad del

maz. La variabilidad puede ser natural o artificial.

Diferencias en la composicin de


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Diferencias en la composicin depoblaciones de maz estas sonheterocigticas.

La variacin puede producirse artificialmente mediante:Hibridacin.

Mutaciones inducidas.

Al cruzar con fines de mejora se pretende combinarcaracteres o exceder el nivel de los progenitores. De aqula necesidad de conocer la gentica de los caracteres

bajo seleccin.

Mejoramiento gentico. Arte y ciencia que permite


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cambiar y mejorar la herencia de las plantas. Elmejoramiento gentico de las plantas se considera:

Arte, porque hay que tener cierta capacidad, de acuerdo

con la experiencia, para seleccionar los mejoresgenotipos.

Ciencia, porque se tiene que aplicar el mtodo cientfico.

Herencia, Se puede definir como la transmisin de

caracteres, morfolgicos o fisiolgicos de progenitores asus descendientes.

Variacin, Diferencias que se manifiestan entre losindividuos de una poblacin o grupo o aun entreindividuos ue ten an los mismos ro enitores familia .

CIENCIAS AUXILIARES EN EL


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CIENCIAS AUXILIARES EN ELFITOMEJORAMIENTO

Gentica y citogentica. Permiten un amplioentendimiento del mecanismo de la herencia en lasplantas, lo cual hace posible programar cruzas entre

genotipos superiores con ciertas modalidades.Botnica y biologa. Aportan datos muy interesantesacerca de la taxonoma, morfologa y reproduccin de lasplantas.

Fisiologa vegetal. Esta ciencia permite conocer larespuesta de las plantas al ambiente; incluye los efectosde calor, fro, sequa y la respuesta de los nutrientes en elsuelo.

Fitopatologa. Permite conocer la resistencia de las

Entomologa. El mejoramiento para la resistencia de los


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insectos es muy importante; por tanto, los mejoradoresde plantas deben auxiliarse de la entomologa.

Bioqumica vegetal. Describe la constitucin fsica y

qumica de las plantas para determinar su calidad confines industriales.

Estadstica. Aporta tcnicas de campo y anlisisestadsticos bien fundamentados que ayudan al

fitomejorador a obtener resultados de confianza yainterpretarlos correspondientemente.

Agronoma. El conocimiento de la agronoma en generalayuda a definir lo que agricultor desea y necesita en

relacin con nuevas variedades.


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ALFALFA

CENTENO COLIFLOR

FESTUCA

GIRASOL

LOTUS

MAZ

MANZANA

NABO

RABANITO

REMOLACHA REPOLLO

TRBOLBLANCO

TRBOL ROJO ZANAHORIA

PEPINO

MELN

CAA DE

AZCAR CEBOLLA

AJO

APIO

PERA

CIRUELA

FRUTILLA

RAIGRS, ETC.


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Polinizacin abierta - Poblaciones

Autofecundacin - Lneas puras

Seleccin dirigida a hbridos

Maz


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El mejoramiento gentico de las poblaciones maz

consiste en el incremento de la frecuencia de losgenes favorables a travs de selecciones cclicas.

En el maz las selecciones individuales muyraramente son efectivas para la obtencin de una

variedad ya que la segregacin hace que ladescendencia se desve del ideotipo. As como por laprdida de vigor ocasionada por la reduccin de lavariabilidad.


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El fin de la seleccin masal es el aumento de laproporcin de los genotipos superiores en lapoblacin.

Su eficacia va a depender del nmero de genesinvolucrados y de la heredabilidad de los caracteres.

Ha sido efectiva para aumentar las frecuencias gnicas


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Se escogen plantas individuales, se cosechan y se

juntan todas las semillas, sin prueba de lasdescendencia, para producir la siguiente generacin.

Puesto que la seleccin se basa en el progenitorfemenino, y no se controla la polinizacin, la seleccinmasal es una forma de apareamiento al azar conseleccin.


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En maz, por ejemplo, fue posible obtener variedades

que diferan en el color del grano, altura de la planta,tamao de la panoja, etc.

Por lo tanto fue til para obtener variedades con finesespeciales.

No fue efectiva en la modificacinde caracteres complejos comorendimiento que no se puedenevaluar de manera precisa tomandocomo base el aspecto de plantasindividuales.


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La ineficacia de la seleccin masal para


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aumentar el rendimiento de variedadesadaptadas resulta de 3 causas principales:

Ineptitud paras identificar genotipos superiorespor el fenotipo de plantas individuales.

Polinizacin no controlada.

Seleccin rgida que lleva a la reduccin deltamao poblacional y a la consiguiente depresinpor endogamia


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El reconocimiento de estas deficiencias impuls eldesarrollo de algunas modificaciones que tienden a

salvar las limitaciones de la seleccin masal:

La selecc in de la descendenciay la mejora en lneason procedimientos que pueden ser eficaces para

salvar la primera o la tercera de las dificultadesdescritas anteriormente.

La seleccin recurrente consigue evitar las 3deficiencias.


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La SD es el mtodo ms efectivo para identificar entre

plantas individuales cules presentan superioridaddebido al ambiente y cules debido a su genotipo.

El cultivo de una pequea descendencia (10 a 50

plantas) de cada planta individual seleccionada en lageneracin anterior da generalmente una medida msexacta del valor para la mejora gentica de unindividuo que el fenotipo de ste.


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El punto principal que debe hacerse notar es que laspruebas de descendencia, aunque de gran valor paraayudar al mejorador a identificar los genotipos

superiores, no tiene ninguna otra aportacin quehacer para mejorar la eficacia de la seleccin masal.


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La aptitud combinatoria es la capacidad de ungenotipo (lnea consangunea, individuo o clon) o deuna poblacin, de dar descendencia hbridacaracterizada por la alta expresin de un carcter.


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La a.c. mide la capacidad para producir heterosis enciertos caracteres y se mide evaluando el

comportamiento del genotipo o poblacin en todos loscruzamientos posibles.

Si el genotipo produce buenos hbridos en todos los

cruzamientos en que entra se dice que tiene buenaaptitud combinatoria general (a.c.g.). Si slo es condeterminados genotipos se dice que tiene buena aptitudcombinatoria especfica (a.c.e.). La aptitud combinatoriaes hereditaria.


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Al principio, para probar la aptitud combinatoriageneral de las lneas consanguneas se cruzaban todas

las lneas entre s. Si tenemos n lneas, el nmero de hbridos posibles es

n(n-1)/2, si se hace en una direccin y n(n-1) si sehacen los recprocos.

Como se haca imposible manejar todo ese material, seidearon distintos procedimientos para ensayar laaptitud combinatoria sobre la base de cruzamientosnaturales. Entre esos mtodos cabe destacar:

- Top-cross, Poli cruzamiento, Cruces dialelos


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Es un mtodo para averiguar la a.c.g de lneas puras oconsanguneas.

Consiste en cruzar cada lnea consangunea (actuando comohembra) con una variedad utilizada como probador o"tester", que acta como polinizador.

Como probador o "tester" se suele utilizar una buena

variedad de polinizacin abierta, autctona del rea dondese cultivar el hbrido. El probador tendr una amplia basegentica, es decir, una poblacin que produzca gametos condiversos genotipos. La diversidad de los gametos del"tester" permite una valoracin de la a.c.g. de cada lnea, ya

que la progenie de cada lnea ser el resultado de


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En el cruce diallico, se cruza cada lnea con todas las

dems de todas las formas posibles. Este mtodo queindudablemente da mucha exactitud, resulta imposiblede llevar a la prctica cuando el nmero de lneas eselevado.


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Es el ms utilizado. Consiste en obtener ladescendencia de cada lnea por todos los dems,

realizar un ensayo comparativo de las descendenciasy seleccionar las lneas cuya descendenciapolicruzada tiene mayor productividad. Las lneasseleccionadas son, por tanto, las que muestran mejor

a.c.g.

Cuando se dispone de gran nmero de genotipos, es


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Cuando se dispone de gran nmero de genotipos, esmaterialmente imposible la realizacin de loscruzamientos por parejas de todos ellos.

La tcnica del policruzamiento o polycross permiteestimar, en una coleccin de genotipos, la a.c. media decada uno de ellos con el conjunto de todas los dems.Esta prueba requiere que el material se cultive todo

junto bajo condiciones de polinizacin abierta. El material de partida suele ser:

a) una coleccin de lneas homocigticas, puras consanguneas.

b) una coleccin de descendencias procedentes de laautofecundacin de cierto nmero de plantas de unapoblacin


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Es de fundamental importancia la aptitud combinatoriaen hbridos dobles. Es importante recordar que nointeresa cun buena es una lnea consangunea en unhbrido simple, ya que el mismo carecer de valorcomercial si no se comporta como un buen parental enun cruzamiento doble.

Se ha podido demostrar experimentalmente que existeuna buena correlacin entre la productividad del hbridodoble (A x B) x (C x D) y la media de las productividadesde los cuatro hbridos simples (A x C), (A x D), (B x C) y(B x D). Se puede as considerar esta medida como unabuena prediccin de la productividad del hbrido doble.


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Lnea endocriada: Conjunto de individuos genticamenteuniformes que descienden de una planta. Son obtenidos apartir de varios ciclos de autofecundacin forzada yseleccin.


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Mecnicos: cruzamientos manuales, trabajo muyintensivo (costos!)

Qumicos: Plantas tratadas con gametocidas noproducen polen funcional, i.e. emasculacinqumica de lnea materna. Riesgo de toxicidad.

Genticos: Polen estril debido a genes nucleares ocitoplsmicos especficos


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Simple Doble

Triple


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Evitar mezclas mecnicas

Aislacin

Progenitores por separadoReconstitucin del Hbrido


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Seleccin recurrente

reciproca

Este mtodo es operacionalmente similar a laseleccin masal con recombinacin, siendo la nicadiferencia, la endocra que se practica en este.


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Bsicamente involucra los siguientes cuatro procesos, los

cuales se realizan en el orden en que se mencionan: (1)autofecundacin, (2) evaluacin del fenotipo de cada plantaindividualmente, (3) seleccin de plantas con mejorcomportamiento, y (4) entrecruzamiento de las progenies (S1)

obtenidas por autofecundacin de las plantas seleccionadas.


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Primera Etapa

Evaluacin "per s" de

poblaciones locales lites, quehan sido evaluadas yseleccionadas durante variosaos (2 aos = 2 ciclos porao).


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Segunda Etapa

Basndose en las evaluacionesanteriores, se seleccionan las 10

mejores poblaciones, y cruzarlasentre s en un diseo de dialeloincompleto, lo que resultar 45cruzamientos. Al mismo tiempolas diez poblaciones

seleccionadas se cruzan concuatro lneas puras litesprobadoras (40).


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Se evalan los 45cruzamientos

poblacionales y los 40cruzamientos de prueba,con 3/4 hbridoscomerciales comotestigos de referencia,con repeticiones y en 4 a6 ambientes durante dosgeneraciones de cultivo(un ao).

Actuaciones a corto plazo


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Se seleccionarn los dos mejores de los 40cruzamientos prueba entre las 10 poblaciones

evaluadas y las lneas probadoras.

Generacin 1. En cada una de lasdos poblaciones se autofecundan300 plantas mediante el mtodo


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300 plantas, mediante el mtodomazorca-a-surco

Generacin 2. De cada una de laspoblaciones se siembran las 100mejores mazorcas S1seleccionadas

Generacin 3. Se siembran las 30mejores mazorcas S2seleccionadas para obtener lasfamilias S3Generacin 4. A partir de las

familias S3 seleccionadas en lageneracin anterior, se realizarnlas pruebas de aptitudcombinatoria, mediante suscruzamientos con lneas purasprobadoras de reconocida aptitud

combinatoria

Generacin 5. Se dispondrn ensayos de evaluacind l S3 l i d di t d ti


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de las S3 seleccionadas, con diseo estadstico yrepeticiones, en una localidad

A B

Generacin 6. A partir de los resultados de losensayos de evaluacin de la aptitud combinatoria de


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las familias S3, se sembrarn las S4 obtenidas en lageneracin anterior para obtener mediante

autofecundacin las S5.

Generaciones 7, 8 y 9. Siguiendo los mismos criteriosde seleccin y con el mismo esquema de mazorca-a-


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de seleccin y con el mismo esquema de mazorca-a-surco se obtendrn lneas puras consanguneas, en

cada una de las dos poblaciones de partida. Delcruzamiento de estas lneas entre s, y tambin conalguna de las lneas probadoras se obtendrnhbridos simples con buenos rendimientos, sanidad yadaptacin a las condiciones de cultivo de la Zona

Central del Litoral de Ecuador.

F1

Actuaciones a largo plazoCon el objetivo de desarrollar un programa de mejora


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Con el objetivo de desarrollar un programa de mejoragentica de poblaciones a largo plazo, se partir delmejor cruzamiento poblacional de los 45 evaluados.Las dos poblaciones seleccionadas sern el punto departida para desarrollar un esquema de (SRR)

Intercruzamientos

Intercruzamientos

SeleccinSeleccin

B x AA x B

Ensayoscomparativos

Se realizan 3 o 4 ciclos dependiendo la gananciagentica

Verano

Invierno

Invierno

Verano

Ao 1

Ao 2

AO EPOCA LLUVIOSA ENERO - ABRIL EPOCA SECA JUNIOSEPTIEMBRE

Cronograma del Plan de Mejora


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- SEPTIEMBRE1 (Primera etapa )

Evaluacin "per se" de poblaciones locales lite de Ecuador.2

3 (Segunda etapa) Cruzamientos Evaluacin decruzamientos

ACTUACIONES A CORTO PLAZO4

Se seleccionarn los dos mejores de los 40 cruzamientos

prueba entre las 10 poblaciones evaluadas y las lneas

probadoras.Generacin 1

5 Generacin 2 Generacin 36 Generacin 4 Generacin 5

Generacin 6 Generacin 7Generacin 8 Generacin 9

ACTUACIONES A LARGO PLAZO7

Desarrollo del esquema de Seleccin Recurrente Reciproca (SRR)891011 Obtencin de hibrido simple y produccin de semilla con agricultores

Mejoramiento Participativo


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Para el mejoramiento participativo, hay que

identificar las comunidades campesinas agrcolasque se dediquen especialmente al cultivo del maz.Estos sern agrupados en base a criterios de

conocimientos (agronmicos, sociales, econmicos ysociales (localizacin, tamao y forma de

explotacin) esta seleccin debe ser manejada concautela para as tener xito en el programa de mejora.

La semilla es la parte fundamental, el producto finalen un programa de mejoramiento gentico, los cualessern ptimos solamente cuando el material puedallegar y sea eficazmente utilizado por los agricultorescumpliendo con los estndares internacionales

CUADRO 1. Promedios de enfermedades foliares, de 5hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz en la


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p y 3 gpoca lluviosa. Quevedo, Balzar, Ventanas y Vinces 2011.

TRATAMIENTOSINDICE DE ENFERMEDADES

FOLIARES (1-5)Quevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 1,50 2,25 2,33 1,63(SM45 X SV15) SV39 1,25 2,00 2,00 1,75(SM45 X SV35) SV39 1,25 2,13 2,17 1,75(SV15 X SM45) SV39 1,50 2,00 2,00 1,75

(SV15 X SSD08) SV39 1,50 1,88 1,83 1,75H - 551 1,00 2,25 2,33 1,38H - 553 1,75 2,25 2,17 2,00

AG - 003 2,00 2,75 2,83 2,25

CUADRO 2. Promedios de altura de planta, de 5hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz en la


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hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz en lapoca lluviosa. Quevedo, Balzar, Ventanas y Vinces 2011.

TRATAMIENTOS ALTURA DE PLANTAQuevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 2,38 1,84 2,12 2,04(SM45 X SV15) SV39 2,35 1,86 2,29 1,93(SM45 X SV35) SV39 2,32 1,93 2,54 1,98(SV15 X SM45) SV39 2,26 1,85 2,77 1,88(SV15 X SSD08) SV39 2,37 1,85 3,02 1,79

H - 551 2,27 1,75 3,07 1,98H - 553 2,26 1,91 3,51 2,00

AG - 003 2,48 2,10 3,84 2,13

CUADRO 3. Promedios de longitud de mazorca, de 5hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz en la


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Tratamientos Longitud Mazorca (cm)Quevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 16,15 16,78 17,67 16,59

(SM45 X SV15) SV39 16,43 15,89 16,73 16,00(SM45 X SV35) SV39 16,31 16,58 17,43 16,58(SV15 X SM45) SV39 15,90 14,78 16,92 17,31(SV15 X SSD08) SV39 16,46 15,83 18,15 16,45

H - 551 15,36 14,90 15,98 16,55H - 553 15,11 14,45 15,70 16,27

AG - 003 17,93 17,13 18,57 19,50

CUADRO 4. Promedios de nmero de hileras, de 5hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz en la


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Tratamientos # Hileras GranosQuevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 13,20 13,55 13,47 13,85(SM45 X SV15) SV39 13,45 13,65 13,47 12,95(SM45 X SV35) SV39 13,08 13,10 13,13 13,25(SV15 X SM45) SV39 13,05 13,45 13,73 12,95(SV15 X SSD08) SV39 13,10 13,35 13,47 13,15

H - 551 12,40 13,30 13,07 13,90H - 553 13,30 13,15 14,07 13,50

AG - 003 14,05 13,35 13,60 13,80

CUADRO 5. Promedios de rendimiento en kg/qq/ha-1, de 5 hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz


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, 5 p y 3 gen la poca lluviosa. Quevedo, Balzar, Ventanas y Vinces

2011.Tratamientos Rendimiento en kg/ha

-1Quevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 7944,74 6478,86 6122,25 8066,78

(SM45 X SV15) SV39 7859,97 6673,68 5289,54 8369,04(SM45 X SV35) SV39 7565,28 6198,67 5664,88 7996,98(SV15 X SM45) SV39 7345,51 6082,99 5527,68 8034,06(SV15 X SSD08) SV39

7559,11 6269,08 4958,16 8003,17H - 551 6081,14 4532,53 5918,93 6530,21H - 553 6416,13 5508,00 5832,05 6688,68

AG - 003 8173,80 7899,90 6942,71 6908,31

CUADRO 6. Promedios de rendimiento en qq/ha-1de 5 hbridos triples y 3 testigos comerciales de maz


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, de 5 hbridos triples y 3 testigos comerciales de mazen la poca lluviosa. Quevedo, Balzar, Ventanas y Vinces

2011.Tratamientos Rendimiento en qq/ha

-1Quevedo Balzar Ventanas Vinces

(SM45 X SSD08) SV39 174,78 142,53 134,69 177,47

(SM45 X SV15) SV39 172,92 146,82 116,37 184,12(SM45 X SV35) SV39 166,44 136,37 124,63 175,93(SV15 X SM45) SV39 161,60 133,83 121,61 176,75(SV15 X SSD08) SV39 166,30 137,92 109,08 176,07

H - 551 133,79 99,72 130,22 143,66H - 553 141,15 121,18 128,31 147,15

AG - 003 179,82 173,80 152,74 151,98

CUADRO 7. Anlisis de estabilidad de rendimiento enton/ha-1


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, de 5 hbridos triples y 3 testigos comerciales de mazen la poca lluviosa. Quevedo, Balzar, Ventanas yVinces 2011.


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FAO. 2011. Agro cadena de maz y avicultura. Panorama mundial del

maz amarillo.http://www.magap.gob.ec/sigagro/charts/maiz_panoramamundial.htm

Agritec. 2010. "400.000 toneladas se cosechan en los maizales de laCosta". http://www.agrytec.com/noticias-general/400-000-toneladas-se-cosechan-en-los-maizales-de-lacosta.html

FAO.2010.http://faostat.fao.org/DesktopDefault.aspx?PageID=567&lang=es#ancor

R.A.F.I. 1994. Declaring the Benefits. Occasional Paper Series, Vol.1

No.3.

Vivek, B.; Krivanek, A.; Palacios Rojas, N.; Twumasi-Afriyie, S. yDiallo, A. 2008. Breeding Quality Protein Maize (QPM): Protocols forDeveloping QPM Cultivar. Mexico, D. F. CIMMYT
http://www.magap.gob.ec/sigagro/charts/maiz_panoramamundial.htmhttp://www.magap.gob.ec/sigagro/charts/maiz_panoramamundial.htm


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Variedades de Polinizacin Abierta

Variedades Sintticas


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Poblacin mantenida en polinizacin libre, bajo

condiciones controladas.

Proviene de seleccin en:

Variedades CriollasVPA sintticas

Poblaciones obtenidas por cruzamiento


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Heterogeneidad

Adaptabilidad

Bajo costo de produccin desemillas


Aislacin

Tamao adecuado de lapoblacin

Mantenimiento


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1) Obtencin de los progenitores.

2) Seleccin preliminar.

3) Seleccin por ACG.

4) Cruzamiento entre los genitores seleccionados.

Problemas al construir una VS

Evaluacin de las lneas parentales.

Nmero ptimo de lneas fundadoras.


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Poblacin de polinizacin libre, sintetizada porhibridacin en todas las combinaciones posibles de

un nmero de genotipos seleccionados (lneasendocriadas o clones), elegidos para que tenganbuena aptitud combinatoria general.

Se construye mezclando equilibradamente varias

lneas parentales o las f1 entre ellas, dejndolas quese interpolinicen libremente en aislamiento y que semantiene por semilla.


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Menor heterogeneidad

AdaptabilidadRelativamente bajo costo de produccin de

semilla


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El carcter esencial es la ACG de las lneas parentales,que puede conocerse mediante un cruzamiento conprobador o con un poli cruzamiento.


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Se forma la VS con las n lneas de valores ms altode ACG, mezclndolas en un campo aislado,

generacin Sn,0 para que se crucen libremente entres.

La siguiente generacin Sn,1 tambin se deja en

polinizacin abierta en aislamiento.

La siguiente generacin, Sn,2 es el resultado delcruzamiento en todas direcciones de todas las

combinaciones hbridas posibles


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Todas las generaciones siguientes sern idnticas aellas, pues las frecuencias gnicas se mantendrnconstantes.

Se supone que las lneas parentales no seautofecundan o lo hacen en proporcin despreciable,esto es, estamos en estrictas condiciones deAlogamia.

Una vez que sepamos la produccin de dichageneracin Sn,2 sabremos cual va a ser la de todas lasgeneraciones sucesivas.


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Aislacin

Progenitores por separado

Reconstitucin de la VSGeneracin adecuada

Tamao adecuado de la poblacin


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Consisten en la seleccin simultnea de plantas a


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ppartir de 2 poblaciones bsicas (A y B), en las cuales

una se utiliza como probadora de otra.

Todos los mtodos de seleccin que se agrupan dentrode esta categora llevan incluido en su denominacin el

trmino reciproco. Las poblaciones bsicas podran ser: variedades de

libre polinizacin, sintticos, o cruzamientos simplesprogenitores de hbridos dobles de buen

comportamiento.


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Es el nico esquema de seleccin recurrente basadoexclusivamente en el fenotipo de cada planta individual.

La seleccin masal con recombinacin en su forma mssimple es til para caracteres cualitativos, as comotambin para caracteres cuantitativos de altaheredabilidad.

Cuando el carcter a seleccionar es muy afectado por elambiente es necesario estratificar la poblacin.


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Se siembran un gran nmero de plantas seleccionadasde una poblacin que presenta una adecuada variabilidadgentica para el carcter o caracteres a seleccionar.

Primer paso:La semilla obtenida por libre polinizacin de laspoblaciones de cada una de las plantas seleccionadas se

mezcla en cantidades iguales para dar origen a la nueva

poblacin base. Este es el procedimiento que comnmente se

aplicaba en maz para mejorar caracteres que son evaluados


151/166

aplicaba en maz para mejorar caracteres que son evaluados

despus de la floracin.

Segundo paso:Las plantas seleccionadas se cruzan entre si,para ello se remueven del campo aquellas plantas indeseables

antes de la floracin, o se propagan vegetativamente las plantas

de fenotipo deseable a una parcela de cruzamiento aislada o al

invernadero a fin de efectuar los cruzamientos manualmente.

Tercer paso:Se cosecha individualmente la semilla de cada una

de las plantas seleccionadas y sometidas a libre polinizacin. Lasemilla proveniente de cada planta se siembra en una hilera. La

progenie de las plantas seleccionadas se utiliza como criterio para

continuar el proceso de seleccin.

Cuarto paso:las plantas seleccionadas se propaganvegetativamente para formar clones. Luego de evaluados losmejores clones se siembran en el campo en bloques de

cruzamientos o en el invernadero para hacer cruzamientos a

mano.


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Este mtodo es operacionalmente similar a la seleccinmasal con recombinacin, siendo la nica diferencia, laendocra que se practica en este.

Bsicamente involucra los siguientes cuatro procesos,los cuales se realizan en el orden en que se mencionan:(1) autofecundacin, (2) evaluacin del fenotipo de cadaplanta individualmente, (3) seleccin de plantas conmejor comportamiento, y (4) entrecruzamiento de lasprogenies (S1) obtenidas por autofecundacin de lasplantas seleccionadas.


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Cuando la evaluacin del fenotipo se puede efectuar antes

de la floracin, se recomienda tomar igual cantidad depolen y polinizar todas las plantas seleccionadas.

La aplicacin de la autgamia en este mtodo produce

cierta consanguinidad, que puede variar de acuerdo a laintensidad de seleccin y a la frecuencia con la que cadaprogenie est representada en los entrecruzamientos.


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Se siembra de forma espaciada, es decir a baja densidad

unas miles de semillas de la poblacin bsica, la cual debe

poseer suficiente variabilidad gentica para el o loscaracteres a seleccionar.

Primer paso: se autopoliniza cerca de 400 o ms plantasagronmicamente deseables.


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Segundo paso: esas plantas se evalan con respecto a loscaracteres considerados y seleccionan las 300 plantas de mejorfenotipo. Las plantas seleccionadas son cosechadas de formaindividual.

Tercer paso: de 20 a 30 semillas S1 de cada una de las 300

plantas seleccionadas se siembran en una hilera, las 300 hilerasforman lo que se denomina bloque de entrecruzamiento. Almomento de la floracin se efecta todos los cruzamientos todoslos cruzamientos posibles entre las hileras.

Cuarto paso: se toma igual cantidad de semillas de cada uno de loscruzamientos para formar una mezcla o compuesto. En caso demanifestarse consanguinidad, este compuesto se lleva a unageneracin de libre polinizacin, esta da origen a la nuevageneracin o poblacin bsica del prximo ciclo de seleccin.

Quinto paso: en los siguientes ciclos se procede de la mismaforma, el numero de ciclos depende de los logros alcanzados.


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Utiliza la familia S1, o sea, la descendencia obtenida porautofecundacin de cada planta, como unidad de seleccin y elremanente de la semilla S1 que no fue usada para lasevaluaciones, como unidad de recombinacin.

La seleccin basada en el comportamiento de las familias S1 esms efectiva para aquellos caracteres cuantitativos

determinados por genes con efectos primordialmente aditivos ysu efectividad decrece a medida que se incrementa laimportancia de los efectos no aditivos.

Primer paso: Siembra, a partir de una poblacin bsicafi i t i bilid d ti t f d


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con suficiente variabilidad gentica se autofecundan300 o ms plantas agronmicamente deseables. Las

cuales son cosechadas de forma individual.

Segundo paso: para la segunda siembra las 30plantas de las semillas de la S1 se llevan a ensayosrepetidos en do o ms localidades para la evaluacindel carcter considerado. Se toma el 10 por ciento delas mejores progenies.

Tercer paso: en la 3ra siembra, del las 30 mejoresprogenies se toma su respectiva semilla remanentepara sembrar en una parcela o bloque de cruzamiento,con el fin de propiciar la recombinacin. La mejor formade efectuar esta operacin es a travs de cruzamientosdialelicos entre las 30 lneas S1 seleccionadas. Para

ello se siembra cada lnea en una hilera de varioscientos de plantas. El cruzamiento entre cada par delneas S1 se realiza tomando 5 plantas de la lnea 1 yse cruza con 5 plantas de la lnea 2 hasta cruzar los190 cruzamiento posibles.


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En general el mtodo consiste en evaluar la familia demedio hermanos mediante ensayos repetidos y en

varias localidades de la zona para lo cual se piensaproducir el nuevo cultivar, por otro lado dentro de lasmejores familias se realiza una seleccin masal y seestablece el ensayo en la estacin principal bajo unensayo diseado para evaluar simultneamente lasfamilias de medios hermanos y propiciar elcruzamiento entre ellas.


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Primer paso:Se realiza una primera siembra de 190 mazorcasprovenientes de igual numero de plantas deseables son seleccionadasde una poblacin genticamente variable, tomndose de ellas cuatromuestras.

Las primeras cuatro muestras contentivas de igual cantidad desemillas, para cada una de las 190 mazorcas se identifican y se

mantienen individualmente en bolsitas separadas destinadas para laprxima siembra en la estacin experimental principal.

Las 190 segundas muestras con igual cantidad de semillas se mezclany se guardan en una bolsa designndola compuesto polinizador.

Las terceras muestras que deberan contener igual cantidad de semillapor cada una de las 190 mazorcas, pero mayor cantidad de semillas pormuestra, se identifican y se mantienen individualmente en bolsitasseparadas para sembrar los ensayos de evaluacin en otraslocalidades de la zona.

Segundo paso: para la segunda siembra, en la estacin experimentalprincipal se siembran las primeras muestras y el compuestopolinizador en un diseo latice triple 14 x 14, sobreponindole unaestructura de bloque de cruzamiento.

Los 196 tratamientos requeridos para el diseo latice estarn


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Los 196 tratamientos requeridos para el diseo latice estarnconstituidos por las 190 muestras ms seis testigos. Cada cuatro

parcelas o hileras sembradas con semillas de la primera muestra ode los testigos, se alternan con dos parcelas sembradas con elcompuesto polinizador.

Todas las parcelas de este ensayo se despanojan, a excepcin de lassembradas con el compuesto polinizador. Atencin especial mereceel despanojado de los testigos. En este bloque de cruzamiento sepropicia la recombinacin de todas las 190 familias de mediohermanos. Entre otras localidades o estaciones experimentales de lazona se siembran ensayos de evaluacin del comportamiento,utilizando el mismo diseo de latice triple, pero sin sobreponerle laestructura de bloque de cruzamiento.

Estos ensayos de prueba deberan sembrarse con unos das deanticipacin al de la estacin experimental o localidad N 1. una que

estos ensayos sean cosechados y procesada la informacin, seselecciona el 20 por ciento de los 190 tratamientos que provienen dela poblacin bsica original o sea las 38 mejores tratamientos. Cadauno de esos 190 tratamientos representa una familia de mediohermanos, ya que como cada mazorca proviene de libre polinizacintodas las plantas que se originan de ella tiene la madre en comn y

el padre desconocido Con la informacin acerca de las 38 mejores


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Este mtodo utiliza como unidad de seleccin alpromedio fenotpico de las familias de hermanos

completos que han sido evaluadas en ensayosrepetidos y como unidad de recombinacin a la semillaremanente de las semillas que tengan mejorcomportamiento. Como las mejores familias son las quese cruzan en el bloque de recombinacin se puede decir

que se efecta seleccin en ambos sexos.


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Primer paso: En la primera siembra se establecen las familias dehermanos completos.

Para ello se toman de una poblacin genticamente variable unas400 o ms plantas So de apariencia deseable, es decir, de buen

fenotipo con suficiente polen y con mazorcas emergiendo. Estas plantas se cruzan en parejas incluso con los correspondientescruzamientos recprocos.

La semilla proveniente de los cruzamientos recprocos. La semillaproveniente de los cruzamientos recprocos entre cada par deplantas se mezcla para constituir una familia de hermanoscompletos, formndose de esta manera por lo menos unas 200familias. La seleccin de las plantas So se efecta durante el periodode la polinizacin y en el momento de la cosecha. Para realizar laseleccin de plantas So en el momento de la cosecha, debemostener presente que la cantidad de semilla producida por cruzamientodebe ser suficiente para los ensayos repetidos que se intentanrealizar.

Segundo paso: parte de la semilla de cadauna de las familias obtenidas se siembranen ensayos comparativos en variaslocalidades a los fines de la evaluacin del


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localidades a los fines de la evaluacin delrendimiento. El remanente de la semilla se

almacena con su respectiva identificacin.Una vez obtenida la informacin de losensayos de prueba se procede a reconocerel 10 por ciento de las familias de superiorcomportamiento.

Tercer paso: El remanente de la semilla delas 20 mejores familias se podra sembraren una parcela o bloque de cruzamientoaislado. El usar en el bloque derecombinacin solamente las mejoresfamilias de hermanos completos,equivaldra a efectuar seleccin para

ambos sexos. Al momento de la floracin seefectan todos los cruzamientos posiblesentre las familias.

Una mezcla de igual numero de semilla porcada uno de los cruzamientos formar la

nueva oblacin


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Este mtodo a diferencia utiliza como unidad de seleccin afamilias de hermanos completos, as como tambin efectaun control de ambos sexos. La unidad de recombinacin es lasemilla S1 obtenida por autofecundacin.

El mtodo fue diseado para lograr dos objetivos: (a)desarrollar eficientemente hbridos simples en maz y (b)efectuar un sistemtico mejoramiento de las dos poblacionesbsicas. Aun cuando este procedimiento fue diseado yusado en poblaciones de maz, se puede aplicar en cualquierespecie multifloreada, dependiendo de la facilidad de efectuarautofecundacin y cruzamiento, y de la presencia deheterosis entre las dos poblaciones

Permite seleccionar simultneamente por ACG y ACE.


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Bases Para El Mejoramiento Presentacion

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