Anexos - Universidad Nacional Agraria La Molina

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA
Ing. Amelia Wite Huaringa Joaquín
Ing. Elías Hugo Huanuqueño Coca
La Molina, Julio 2011
INDICE
PRÁCTICA Nº 01: Organización de un programa de mejoramiento genético de plantas ...................... 2
PRÁCTICA Nº 02: Sistemas de reproducción de las plantas ................................................................. 77
PRÁCTICA Nº03: Reproducción Asexual ............................................................................................... 12
PRÁCTICA Nº04: Bases de variación en la población .......................................................................... 15
PRÁCTICA Nº05: Determinación de la variabilidad en una población ................................................. 17
PRÁCTICA Nº06: Estimación de la viabilidad polínica .......................................................................... 20
PRÁCTICA Nº07: Poblaciones en equilibrio Hardy-Weinberg ………………………………………………………..22
PRÁCTICA Nº08: Biotecnología vegetal ................................................................................................ 25
PRÁCTICA Nº09: Mutaciones ............................................................................................................... 26
PRÁCTICA Nº10: Recursos genéticos vegetales ................................................................................... 29
PRÁCTICA Nº11: Técnicas de polinización controlada en autógamas ................................................. 32
PRÁCTICA Nº12: Técnicas de polinización controlada en alógamas .................................................... 34
PRÁCTICA Nº13: Métodos de mejoramiento genético: Selección ....................................................... 36
PRÁCTICA Nº14: Planeamiento de experimentos ................................................................................ 43
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Práctica Nº 01
Organización de un programa de mejoramiento genético de plantas
I. Importancia
Las instituciones que realizan actividades de mejoramiento genético en el
país y el mundo son los centros internacionales como el Centro
Internacional de la Papa en el Perú, el Instituto Internacional de
Investigaciones en Zonas Áridas (ICARDA) en Siria, el Instituto
Internacional de Investigaciones en Zonas Semi Áridas (ICRISAT) en India,
el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)en
México, el centro Internacional de la Papa (CIP) en el Perú, el Centro
Internacional de Agricultura Tropical(CIAT)en Cali Colombia, el Instituto
Internacional de Agricultura Tropical(IITA)en Nigeria, el Instituto
Internacional de Investigaciones en Arroz (IRRI) en Filipinas y
Bioversity Internacional que está en Roma encargada de los recursos
genéticos, las universidades estatales, los consorcios internacionales
como Monsanto, Pionner International, Agrogénesis Negocios, etc. A nivel
del país se encuentra el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA)
en sus estaciones experimentales que se encuentran en la costa, sierra y
selva, y las universidades nacionales y privadas a través de los
institutos y programas de investigación y proyección social.
Para la organización de la mejora de plantas deben considerarse dos
aspectos interdependientes: (1) La organización del trabajo del propio
mejorador y (2) La estructuración de la labor de mejora de plantas en
cuanto a actividad básica en la agricultura moderna.
En la actualidad el trabajo del mejorador se realiza en equipo. El
fitogenetista o mejorador se encuentra apoyado por agrónomos, fisiólogos,
fitopatólogos,
entomólogos,
biólogos
moleculares,
estadísticos,
nutricionistas, meteorólogos, etc. El mejorador es elemento clave en tal
equipo puesto que debe ser él quien trace las líneas fundamentales de
acción, esto es, los objetivos del programa y los problemas a resolver.
El mejorador es el elemento crucial y central
en las operaciones que
conducen a la obtención de una nueva variedad.
Un plan de mejora puede ser muy simple y sin embargo el punto crítico a
resolver puede caer lejos del conocimiento profesional del mejorador, por
ejemplo, un problema de fisiología vegetal, de diseño estadístico etc. Es
evidente que el mejorador debe estar familiarizado con las diversas
técnicas que están implicadas en el trabajo. Su responsabilidad consiste
en detectar problemas y decidir el sistema de mejora idónea, pero con el
convencimiento que eso no es condición suficiente para lograr el éxito.
Fases para la elaboración de un plan de mejora genética:
Página 2
1.
Estudio detallado del problema a resolver.
2.
Fijar el tipo de planta que se precisa.
3.
Inventario del material existente.
4.
Decisión sobre el plan de mejora a seguir.
5.
Ejecución del plan.
6.
Obtención de un nuevo cultivar.
7.
Producción de semilla.
Ejemplo de un programa de mejora genética por hibridación:
El mejoramiento genético realizado por hibridación se utiliza cuando se
desea introducir genes que condicionan caracteres como resistencia,
calidad, alto contenido proteico en la variedad criolla o variedad que
utiliza en agricultor, el proceso se puede realizar en cuatro fases:
Estado
Estado
Estado
Estado
I: Planeamiento e hibridización (Mejora)
II: Evaluación de generaciones tempranas (Selección)
III: Evaluación de líneas (Evaluación)
IV: Lanzamiento de la variedad (Liberación)
Los problemas difíciles y mayormente no resueltos del mejoramiento de
plantas caen en los primeros dos estados.
En el estado I son como sigue:
1. El alineamiento y la sincronización de los objetivos y los
procedimientos.
2. La escogencia de los parentales.
3. El apropiado uso de los recursos del germoplasma.
4. La escogencia de los métodos de mejoramiento.
5. La evaluación de la predicción de la información disponible de la
habilidad del parental y del valor de la población
de híbridos
diferentes.
6. La eficiencia de la hibridación y el número de cruzas a realizar.
En el estado II se evalúa las generaciones F2, F3 y F4, seleccionando las
familias con caracteres recombinados.
En el estado III las mejores familias promisorias en ambientes usando
diseños experimentales.
En el estado IV se instala en campos de agricultores para la validación
con variedades comerciales, se hacen días de campo y con semilla
comercial y los trípticos o manuales se lanza la variedad o cultivar.
II. Objetivos
1. Familiarizar al estudiante con las actividades que realizan dentro
de un Programa de Investigación en la UNALM mediante una visita
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guiada a la dependencia.
2. Describir la organización de un programa de mejoramiento genético
en una especie vegetal para un caso.
3. Realizar un listado de la estructura genética de los cultivares
formados por mejoramiento genético.
III. Materiales
.
.
.
Diapositivas en power point.
Exposición del tema de práctica.
Boletín informativo de un Programa de Investigación y
Proyección Social (PIPS) de la Universidad Nacional Agraria
La Molina (UNALM).
IV. Procedimiento
1. Realizar visita guiada a un programa de investigación de la UNALM.
2. Exposición de la organización de un programa de investigación de
la UNALM impartida por un personal responsable del PIPS.
V.
Cuestionario
1.
Visite la página web de un centro internacional, en ella
investigue los cultivos con la que trabaja y cuál es la
contribución al desarrollo agrícola mundial.
www.africaricecenter.org
www.bioversityinternational.org
www.ciat.cgiar.org
www.cimmyt.org
www.cipotato.org
www.icarda.org
www.icrisat.org
www.iita.org
www.irri.org
2. Liste
las
variedades
mejoradas
por
el
programa
de
mejoramiento genético de la UNALM. Cuál es la naturaleza
genotípica de esta y mencione los caracteres modificados
genéticamente.
Página 4
3. Complete el siguiente cuadro:
PIPS: …………………………………
Creación: …………………………………
Cultivos: …………………………………
ÁREAS DE INVESTIGACIÓN
Mejoramiento
Genético
Nº
Integrantes/área
Laboratorio
Página 5
Mejoramiento
Germoplasma
Agronómico
Semillero
Estudios
Especiales
VI. Bibliografía
1. Acquaah, G. 2007. Principles of plant genetic and breeding.
Blackwell Publishing Oxford U.K. 569 p.
2. Allard, R.W. 1978. Principios de la mejora genética de las
plantas. Omega, Barcelona.
3. Chopra, V.L. 2000. Plant breeding. Theory and Practice.
Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd. New Delhi, Calcutta.
490 p.
4. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
567 p
5. Poehlman. J.M. 2003. Mejoramiento genético de las cosechas.
México, D.F.
6. Robles S. Raúl. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA, S.A. de C. V. México D.F. 477 p.
7. Vallejo, C. F. y Estrada, S. E. 1992. Fundamentos genéticos
del mejoramiento vegetal. Universidad Nacional de Colombia.
Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira. 169 p.
8. http://www.actionbioscience.org/esp/genomica/soltis.html.
Soltis, P. Curadora del Laboratorio de Sistemática Molecular
y Genética Evolucionaria en la Universidad de la Florida, en
Gainesville. Plantas con Flores: Claves para la Evolución de
la Tierra y Para el Bienestar Humano.
Página 6
Práctica Nº 02
Sistemas de reproducción de las plantas
I. Introducción
La reproducción en plantas implica la formación de células
germinales y unión de gametos. El conocimiento de las formas de
reproducción de las plantas cultivadas es fundamental para la
aplicación de las técnicas y métodos de mejoramiento. Si se conoce
la forma de reproducción de una especie, se puede conocer la
composición de la población en las especies cultivadas, o sea si
están formadas por individuos homocigotos o heterocigotos; el grado
de variabilidad genética de la población; el tipo de variancia
genética; el efecto de la endocría o heterosis.
Las poblaciones autógamas se caracterizan porque los individuos son
homocigotos, las poblaciones pueden ser homogéneas o heterogéneas,
pero si han estado sujetas a selección, generalmente son homogéneas.
Mientas que en las poblaciones alógamas los individuos son
heterocigotas y la población es generalmente muy heterogénea. La
variabilidad genética es generalmente muy alta, la endocría produce
generalmente pérdida de vigor.
Perpetuación de las especies por reproducción sexual
Página 7
Clasificación de las plantas según por su sistema de reproducción
Alógamas
Autógamas
Abetos
Ajonjolí
(Abies spp.)
(Sesamun oficinale L.)
Alfala (Medicago sativa L.)
Arroz (Oryza sativa L.)
Algodón (Gossypium
barbadense L., G. spp.)
Avena (Avena sativa L.)
Calabaza (Cucurbita spp.)
Café (Coffea arábiga L.)
Cebolla (Allium cepa L.)
Maní (Arachis hipogea L.)
Coco (Coccus
Cebada (Hordeum vulgare L.)
nucifera L.)
Frijol ayocote (Phaseolus
coccineus L.)
Frijol común, judía (Phaseolus
vulgaris L.)
Girasol
L.)
Cítricos
(Helianthus annuun
(Citrus spp.)
Higuerilla (Ricinus comunis
L.)
Durazno (Prunus persica L.)
Maíz (Zea mays L.)
Arveja (Pisum sativum L.)
Manzano
Garbanzo (Cicer arietinum L.)
(Malus spp.)
Melón (Cucumis melo L.)
Lino (Linum usitatissimun L.)
Peral (Pyrus spp.)
Soya (Glycine max L.)
Sandía (Citrullus vulgaris
L.)
Tabaco (Nicotiana tabacum L.)
Zanahoria (Daucus carota L.)
Tomate (Lycopersicum esculentum
L.)
Papayo
Lenteja (Lens culinaris L.)
(Carica papaya L..)
Cacao (Theobroma cacao L.)
Trébol (Trifolium spp.)
Remolacha
L.)
Ají (Capsicum spp.)
( Beta vulgaris
Lúpulo (Humulus lupulus L.)
Pimiento (Capsicum annuun L.)
Espárrago (Asparagus
officinale L.)
Pallar (Phaseolus lunatus L.)
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II.Objetivos:
1. Describir la morfología floral de las especies cultivadas.
2. Clasificar a las plantas según el sistema de polinización,
los tipos de flores y la producción de semilla por planta.
3. Revisar el número cromosómico de la especie
mecanismos reguladores de fertilidad en la especie.
y
los
III. Materiales:
. Material vegetal (botón floral, flor, fruto y semillas de
diferentes especies cultivadas)
. Lupas (10X)
. Pinza
. Tijeras, Bisturí
. Lápiz, colores
V.
Procedimiento
1. El estudiante debe realizar un examen minucioso de
muestras de flores de plantas alimenticias asignadas.
las
2. Describir las partes del botón floral, la flor, el fruto y
la semilla de cada muestra y diferenciar los verticilos
florales en cada caso.
3. Dibujar las estructuras de la flor.
4. Determine el diagrama floral de las especies examinadas.
5. Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la
práctica.
VI.
Bibliografía
1. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición, Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
567 p.
2. Poehlman, J. M. y Sleeper, D. A. 2003. Mejoramiento genético
de las cosechas. Editorial Limusa, S. A. grupo Noriega
Editores. México, 511 pág.
3. Richards, J. 1996. Breeding systems in flowering plants
and the control
(3): 283-293.
4. Richards,
A.J.
of variability
1997.
Plant
Página 9
Folia Geobotánica 31
Breeding Systems.
Garland
Science
544 pag.
Página
10
Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica.
Nombre
Mecanismos
Tipo de planta
Tipo de flores
Semillas
científico
Nº de
Flores
Flores en
reguladores
Familia
por
de la
Cromosomas Autógama Alógama Masculina Femenina Hermafrodita solitarias infloresc.
de la
fruto
especie
fertilidad
Página
11
Práctica Nº 03
Reproducción asexual
I. Introducción
Reproducción asexual: proceso de multiplicación en el que no hay
unión de gametos y toda la “progenie” de una planta reproducida
asexualmente constituye un clon.
La principal consecuencia de la reproducción asexual es que no hay
segregación, o sea todos los individuos progenie de una planta que
se reproduce asexualmente son genéticamente iguales y el conjunto se
denomina clon. Todas las plantas que forman un clon son idénticas en
herencia y tienen las características de la planta original.
II. Objetivos
1. Conocer y describir los órganos vegetativos especializados:
Rizomas, Tubérculos, Bulbos, etc.
2. Conocer y describir los órganos vegetativos no
especializados: Esquejes, Rama, Yema, etc.
3. Analizar las ventajas y desventajas de la reproducción
asexual.
Página
12
III. Materiales
. Material vegetal (rizoma, tubérculo, bulbo, esquejes, etc.
de diferentes especies cultivadas)
. Lupas (10X)
. Pinza
. Tijeras
. Lápiz, colores
. Bisturí
. Ambiente de propagación
. Plantas madre productor de patrones y de yemas
. Ambiente de micropropagación
IV. Procedimiento
1. Realice un examen minucioso de las muestras.
2. Describa las
vegetativos.
partes
internas
y
externas
de
los
órganos
3. Dibujar las estructuras de los órganos vegetativos.
4. Buscar el número de cromosomas (indicando el nivel de
ploidía), así mismo, indagar si presenta reproducción
sexual, además de la asexual y si en la reproducción sexual
es alógama o autógama.
5. Investigar
cultivada
V.
sobre el índice reproductivo de la
con la que trabajo en la práctica.
especie
Bibliografía
1. Chopra, V.L. 2000.
Plant breeding . Theory and Practice.
Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd.
New Delhi,
Calcutta. 490 p.
2. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,567
p.
3. Robles S. Raúl. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA, S.A. de C.V. México D.F. 477 p.
4. Richards, J. 1996. Breeding systems in flowering plants
and the control of variability Folia Geobotánica 31(3):
283-293.
Richards, A.J.
Science
1997. Plant Breeding Systems. Garland
544 pag.
http://redalyc.uaemex.mx/pdf/613/61312094003.pdf. - Apomixis
y su importancia en la selección y el mejoramiento de
gramíneas forrajeras tropicales. Revisión. Tec. Pecu Meex.2010;
48(1): 25.
Página
13
Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica.
Nombre
Mecanismos
Tipo de planta
Tipo de flores
Problemas de
científico
Nº de
Flores
Flores en
Semillas reguladores Formas de
Familia
degeneración
de la
cromosomas Autógama Alógama Masculina Femenina Hermaf. solitarias infloresc. por fruto
de la
propagación
varietal
especie
fertilidad
Página
14
Técnicas
de
limpieza
Práctica Nº 04
Bases de variación en la población
I. Introducción
La variabilidad genética es la fuente importante para obtener
ganancias en el programa de mejoramiento genético de los cultivos y
ésta se origina por las recombinaciones genéticas producto de la
hibridación, por las mutaciones naturales e inducidas y por la
poliploidización natural y dirigida.
La variabilidad es un hecho esencial en los seres vivientes y las
plantas que se reproducen sexualmente
pueden generar nuevas
estirpes. Por ello se dice que no existe en la naturaleza dos
organismos que sean exactamente iguales. Las diferencias pueden
tener causas genéticas o ambientales.
Los individuos pertenecientes a una misma familia o a una misma
población pueden ser genéticamente iguales, como los gemelos
idénticos, individuos de un mismo clon o una misma línea pura; sin
embargo, a pesar de ser genéticamente iguales no son exactamente
similares en apariencia, debido a causas ambientales.
La variación fenotípica total se descompone en tres efectos, los
cuales se muestran a continuación:
Vf =
Vg + Va + Vgxa
El fenotipo es la expresión de un determinado carácter en un medio
dado debido a los efectos de Vg, Va y Vgxa.
El genotipo es la expresión o carga genética del individuo (es
intrínseco),
El ambiente influye con efectos diversos en los caracteres de las
plantas.
II. Objetivos
1. Describir el fenotipo de las poblaciones de
cultivadas visitadas en el campus de la UNALM.
especies
2. Definir los componentes de la variación fenotípica.
3. Conocer las causas de la variación fenotípica: variación
hereditaria y variación ambiental.
4. Conocer la importancia de la variación
mejoramiento genético de plantas.
genética
en
el
III. Materiales
.
.
.
.
Guía de la práctica
Muestra de semilla o de frutos de variedades diferentes de
una especie
Campo de cultivo
Parcelas experimentales con varios genotipos
Página
15
.
Parcela comercial con un solo genotipo.
IV. Procedimiento
Visitar las parcelas de experimentación, parcelas de cultivos
diversos en la que se observe la variación fenotípica (Vf),
variación genética (Vg), variación ambiental(Va) y variación de
la interacción genotipo medioambiente (Vga) de los caracteres
de las plantas en campos de la UNALM.
V.
Cuestionario:
1. De la variación fenotípica total Vf =
Vg + Va + Vgxa, ¿Qué
componente cree usted sea de mayor utilidad para el
mejorador de plantas?
2. ¿Qué importancia tiene la variabilidad genética en el
mejoramiento de plantas?
3. ¿Cómo saber si la variación fenotípica observada se debe a
la variación ambiental o a la variación genética?
VI.
Bibliografía
1. Allard, R.W. 1978. Principios de la mejora genética de las
plantas. Omega, Barcelona.
2. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición . Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
567 p
3. Poehlman. J.M. 2003. Mejoramiento genético de las cosechas.
México, D.F.
4. Robles S. Raúl. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA , S.A. de C. V. México D.F. 477
p.
5. Vallejo, C. F. y Estrada, S. E. 1992. Fundamentos genéticos
del mejoramiento vegetal. Universidad Nacional de Colombia.
Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira. 169 p.
6. http://www.actionbioscience.org/esp/genomica/soltis.html.
7. http://www.infoagro.com/agricultura_ecologica/mejora_genetic
a_plantas.
Página
16
Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica.
Campo
Experimental
Especie
Página
17
Carácter
Variación
Genética
Ambiental
G x A
Práctica Nº 05
Determinación de la variabilidad en una población
I. Introducción
La diversidad genética de una especie está constituida por todas las
variaciones genéticas, producto de la diferencia de las especies. No
debemos confundir la diversidad genética con la variabilidad
genética, que es característica de poblaciones dentro de una
especie. La variación entre poblaciones de una especie, más la
variación dentro de poblaciones es la diversidad genética total de
una especie. Todas las variaciones (características) se pueden
cuantificar. Si no hay variación genética para una característica
dentro de una población, el carácter no puede ser modificado por
selección.
Altura de planta y mazorca: Las observaciones para estos dos
caracteres se efectuarán después de haberse completado la floración
en todas las parcelas. Se evalúa tomando la altura de planta o la
altura de mazorca en promedio de 10 plantas por parcela de 10 golpes
en completa competencia elegidos al azar. La altura de planta se
registrará midiendo desde la base de la planta hasta el punto de
nacimiento de la panoja; y la altura de mazorca desde la base de la
planta hasta el nudo donde nace la mazorca superior, ambos valores
se expresan en centímetros.
II. Objetivos
Determinar la variabilidad de una población de plantas de maíz,
en base a sus caracteres cualitativos y cuantitativos.
III. Materiales
-
Población de una variedad de maíz.
Muestreo de 60 plantas de maíz tomadas al azar
Regla graduada de tres metros.
Libreta de apuntes
Caracteres cualitativos y cuantitativos.
IV. Procedimiento.
1. Tomar datos de una población de 60 plantas de maíz.
Características a evaluar:
1.1 Altura de planta
1.2 Altura de mazorca
1.3 Número de mazorcas por planta
1.4 Color del tallo
1.5 Color de la panoja
2. Para cada característica cuantitativa evaluada se obtendrá:
2.1 Tabla de frecuencias.
2.1 Histogramas de las frecuencias.
2.3 Polígono de frecuencias.
Página
18
V.
Cuestionario
1. Calcule la media, rango, desviación estándar y coeficiente de
variabilidad para los caracteres cuantitativos..
2. ¿Cuál será el número de plantas inferiores a la media menos 1
desviación
estándar para altura de planta.
3. Determine el número de plantas inferiores a la media menos 2
desviaciones estándar para altura de mazorca.
4. Hallé el número de plantas superiores a las medias más 2
desviaciones estándar para número de mazorcas por planta.
5. Establecer el número de clases para los caracteres cualitativos
(color del tallo y el color de la panoja).
6. ¿Qué importancia tiene la variabilidad genética en el
mejoramiento genético de las plantas?
VI. Bibliografía
1. Allard, R.W. 1978. Principios de la mejora genética de las
plantas. Omega, Barcelona.
2. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
567 p
3. Robles S. Raúl. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA, S.A. de C. V. México D.F. 477
p.
4. Poehlman. J.M. 2003. Mejoramiento genético de las cosechas.
México, D.F.
5. Vallejo, C. F. y Estrada, S. E. 1992. Fundamentos genéticos
del mejoramiento vegetal. Universidad Nacional de Colombia.
Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira. 169 p.
6. http://www.actionbioscience.org/esp/genomica/soltis.html.Pla
ntas con Flores: Claves para la Evolución de la Tierra y
Para el Bienestar Humano.
Página
19
Práctica N º06
Estimación de la viabilidad polínica
I.
Introducción
Las hibridaciones constituyen una vía para la generación de la
variabilidad. El éxito de las hibridaciones está determinado por la
funcionalidad de los órganos reproductivos tanto masculino (grano de
polen) como femenino (óvulo).
Los mejoradores utilizan las hibridaciones artificiales para
controlar
y
generar
caracteres
deseables
en
un
genotipo
seleccionado. Es entonces, importante asegurar que el grano de polen
este viable y que el estigma este receptivo para que haya éxito en
las hibridaciones.
Existen distintos métodos para determinar la viabilidad del polen,
de los cuales uno de ellos, el método de tinción, será el método
desarrollado en la práctica.
II.
Objetivos
1. Familiarizar con la técnica de determinación de la
viabilidad del polen.
2. Reconocer las partes del grano de polen.
3. Diferenciar morfológicamente los granos de polen de las
especies utilizadas en la práctica.
4. Determinar la viabilidad del polen por el método de
tinción.
III. Materiales
.
.
.
.
.
Material vegetal: Botones florales ó flores de cuatro o más
especies cultivadas.
Aceto carmín al 4%, Lacto- propiónico- orceína o Aceto
orceína.
Porta y cubre objetos.
Placas petri.
Microscopio electrónico.
IV. Procedimiento
Tinción de los granos de polen
.
.
.
Colectar flores abiertas en placas petri.
Colocar el grano de polen en un porta objeto, agregar una
gota de aceto carmín y poner un cubre objeto y dejar a T°
ambiente.
Realizar la evaluación contando el número de polen teñido
Página
20
.
y no teñido en unos 5 campos ópticos por cada flor, en un
microscopio a un aumento de 100X a 400X.
Se considera que los granos bien formados y teñidos son
fértiles o por lo menos son viables, y los granos deformes
y no teñidos son estériles. Se expresa en %.
IV. Cuestionario
1. Determinar el porcentaje de granos de polen viable.
2. Explicar las causas y consecuencias de su resultado.
3. Qué importancia tiene conocer la viabilidad del polen en el
mejoramiento de plantas.
4. Dibujar los granos de polen de las especies utilizadas.
V.
Bibliografía
1. Agronegocios Génesis. Catálogo de productos. Disponible en:
http://www.agrogenesis.com/cat_variedades?v=2
2. Basso, C; Jauregui, D; Melendez, L; Paréz, J.(2006).
Cantidad, viabilidad y germinabilidad de los granos de polen
de Carica papaya L. Quantity, viability and germinability of
pollen grains in Carica papaya L. Caracas: Revista de la
Facultad
de
Agronomía.
Disponible
en:
http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S037878182006000200004&script=sci_arttext.
3. Benitez, R. Prueba de purezas y viabilidad de semillas de un
grupo
de
especies
forrajeras.
Disponible
en:
http://books.google.com.pe/books?id=vVu3zrbZKacC&pg=RA1PA93IA1&dq=viabilidad+en+semillas&hl=es&ei=XE4JToTuCcK9tgfUg5SGA
Q&sa=X&oi=book_result&ct=bookthumbnail&resnum=2&ved=0CC8Q6wEwAQ#v=onepage&q=viabilidad%20
en%20semillas&f=false
4. Guarín, S; Ñustes, C; Ospina, J. (1998). Evaluación de la
fertilidad masculina en 81 genotipos de la colección
colombiana de Solanum phureja.Colombia. Revista Agronomía
Colombiana, Volumen XV - No. 1, Pág.. 49- 57. Disponible en:
http://revistas.unal.edu.co/index.php/agrocol/article/viewFi
le/21495/22486
5. Guerrero, V.(2005) Polinización y Otros Aspectos de la Misma
en Manzano. Disponible en:
http://www.ciad.mx/boletin/marabr05/articulo.pdf
6. INIA (2003). Boletín I. Lima. Disponible en:
http://www.inia.gob.pe/PUBLICACIONES/BoletinesII/bii_1.pdf
Página
21
http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=18031
6951009
Práctica Nº 07
Poblaciones en equilibrio Hardy-Weinberg
I.
Introducción
También es conocida como ley del equilibrio genético, y mediante un
conjunto de fórmulas matemáticas describen cómo una proporción de
genes permanecen sin cambios a lo largo del tiempo en una población
numerosa de individuos. Sus autores son: el matemático británico
Godfrey Harold Hardy y el médico Wilhelm Weinberg.
Esta ley establece la frecuencia con la que determinados alelos y
genotipos deberían aparecer en una población. Mediante un estudio de
estos cambios alélicos y genotípicos se pueden saber si una
población está cambiando genéticamente o evolucionando e incluso
predecir la presencia de anomalías en las poblaciones.
De acuerdo a esta ley, para lograr el equilibrio, una población debe
cumplir cuatro requisitos, los cuales son:
1. Los individuos deben seleccionar parejas al azar con
independencia de los fenotipos.
2. Ningún genotipo puede verse favorecido en una población.
3. No pueden introducirse alelos nuevos en la población, sean
procedentes de individuos externos o por consecuencia de una
mutación.
4. El número de individuos y genotipos en la población debe
permanecer elevado.
Sin embargo, la mayoría de las poblaciones no mantiene un equilibrio
genético, esto puede deberse a la mutación genéticas, deriva génica
(perdida de un alelo en una población al azar), a la migración o a
la disminución en el tamaño de la población. Todos estos factores
pueden darse de una manera natural, con excepción de las mutaciones,
que también se producen por exposición a sustancias químicas y a
materiales radioactivos.
La frecuencia génica se refiere a las proporciones que tienen los
diferentes alelos en el pool genético de una población que se
reproduce. La frecuencia genotípica se refiere a las proporciones de
los diferentes genotipos en la población. En los cultivos de
polinización cruzada, el pool genético es compartido por las plantas
de la población. La frecuencia relativa que tiene un gen en
particular es determinada a partir del número de individuos que
existen en la población y los genotipos de estos.
Una población de plantas está compuesta por genotipos y de acuerdo a
la planta si es autógama o alógama
los individuos que la conforman
Página
22
expresan genotipos definidos.
Según Mendel cuando el carácter es monogénico los genotipos pueden
homocigoto dominante, heterocigoto y homocigota recesivo.
Las poblaciones de plantas autógamas pueden tener los genotipos AA
ó aa mientras que las poblaciones alógamas los genotipos son Aa.
Si los genotipos presente en poblaciones alógamas
determinar cuál será la frecuencia del los gametos.
se
debe
Una población, según Hardy y Weinberg se mantiene en equilibrio si
se cumplen las asunciones siguientes: la población es grande,
la
especie es diploide, no hay selección, no hay mutación, apareamiento
es en pammixia o al azar, no hay deriva genética y no hay migración
la población se mantiene en equilibrio y las frecuencias génicas y
genotípicas se mantienen constantes. La población está constituida
por el binomio
(p + q)2
y los genotipos p2 + 2pq
+ q2
representados por las letras
P
H
y Q respectivamente. La
frecuencia de los genes
son las letras minúsculas p para el gen
dominante y q para el gen recesivo. Las frecuencias de los genotipos
P + H +Q
= 1
y los
gametos
p + q
= 1.
Cuando se realiza la selección
la frecuencia del gen se modifica
y se incrementa el valor del gen del carácter involucrado.
II. Objetivo
1. Lograr la comprensión de los principios que determinan la
frecuencia de genes y los cambios de sus frecuencias en las
poblaciones de plantas.
2. Hallar los cálculos en los ejercicios planteados.
III. Materiales
.
.
.
.
Guía de prácticas.
Ejercicios de frecuencia de genes.
Tiza y pizarra.
Campo de cultivo con sintomatologías de enfermedades y/o
diferentes tipos de crecimiento de las plantas que se
comportan como precoces, semitardías o tardías.
IV. Procedimiento
1. Resolver los problemas.
2. Registrar el número de genotipos susceptible a la
enfermedad en el campo de cultivo. Si el carácter
susceptibilidad es gobernado por un par de genes y el gen
recesivo
expresa
reacción de susceptibilidad.
Página
23
3. Calcular la frecuencia génica y genotípica del caso
anterior.
V.
Ejercicios
Desarrollo de ejercicios en aula, referente
poblaciones, cambio en la frecuencia de genes.
a
genética
de
Problema 1: El carácter color de las flores en Boca de Dragón está
gobernado por un gen con dos formas alélicas en las que hay
dominancia intermedia. De un total de 300 plantas: 60 tenían flores
rojas (A1A1), 180 flores rosadas (A1A2) y 60 flores blancas (A2A2).
En esta población:
(a) Calcule las frecuencias de los alelos A1 y A2.
(b) Calcule las frecuencias de los genotipos A1A1, A1A2 y A2A2.
(c) Compruebe si la población está en equilibrio Hardy – Weinberg.
Problema 2: Una población de plantas de arveja tiene flores moradas
y flores blancas. El carácter está controlado por un gen con dos
alelos con dominancia completa. Si el 84% de plantas tienen flores
moradas y asumiendo que la población está en equilibrio, determinar:
(a) Frecuencias alélica,
(b) Frecuencias genotípicas.
Problema 3: En una población de plantas existe un locus autosómico
diploide con tres alelos con las siguientes reacciones a la
presencia del virus: YI = Inmune, YH = Hipersensible y YS =
Susceptible. YI > (YH, YS), YH > YS. Asumir una muestra aleatoria de
2000 individuos que luego de ser tamizados segregaron de la
siguiente
manera:
424
inmunes,
588
hipersensibles
y
988
susceptibles.
(a) Calcule las frecuencias génicas.
(b) Calcule las frecuencias genotípicas y fenotípicas después del
apareamiento aleatorio.
VI. Bibliografía
1. Brauer, H..O. 1973. Fitogenética aplicada.Limusa, s.a.
Mexico, D.F.Publications.
2. Brigss, F.N. and P.F. Knowles. 1967. Introduction to plant
breeding, reinhold publishing corporation.
3. Brauer H., oscar. Fitogenética aplicada: los conocimientos
de la herencia vegetal, al servicio de la humanidad. Mexico.
Limusa
4. Falconer,
D.C.
1974.
Introducción
a
la
genética
cuantitativa. Continental, México.
Página
24
5. Marquez, S. F. 1985. Genotecnia vegetal: Métodos, teoría y
resultados. Editor. México, Tomo I y II.
6. Pohelman, J. M. & Sleper, D.A. 1995. Breeding Field Crops.
Four Edition. Iowa State University Pres/Ames. 494 pág.
7. http://mx.encarta.msn.com/encyclopedia_1121507050/HardyWeinberg.html.
Práctica Nº 08
Biotecnología vegetal
I.
Introducción
las plantas son el cultivo de anteras, el rescate de embriones
La biotecnología agrícola se refiere a la manipulación genética de
organismos
para
propósitos
específicos
al
nivel
molecular,
directamente involucrando el ADN. La tecnología revolucionaria
de
ADN recombinante (rDNA) con el cual los investigadores son capaces
de transferir genes
de cualquier organismo a otro ofrece una
oportunidad para solucionar problemas del desarrollo agrícola.
Los cultivares actuales han alcanzado altos niveles de rendimiento
por medio de sistemas refinados de mejoramiento genético por
hibridación y selección que ponen juntas combinaciones multigénicas
para el rendimiento de toda la planta. Estos métodos de mejoramiento
continuarán siendo la fuente básica de los cultivares de alto
rendimiento, si bien este carácter puede ser enriquecido aun más por
transformación mediante los nuevos procedimientos biotecnológicos,
en esta dirección, la genética molecular propone llevar al
fitomejoramiento a un nivel de refinamiento aun mayor.
Los marcadores
que los mejoradores utilizan en su labor son los
marcadores morfológicos, los marcadores bioquímicos y los marcadores
moleculares. Los marcadores moleculares que se utilizan son: RFLPs
(Polimorfismo longitudinal de los fragmentos de restricción),RAPDs
(ADN
polimórfico
amplificado
al
azar),
AFLPs
(Polimorfismos
longitudinales de fragmentos amplificados), SSRs (secuencias simples
repetidas - microsatélites) entre otros, que se utiliza para conocer
el nivel de polimorfismo en las accesiones de germoplasma, estudios
de diversidad genética. El marcador también se utiliza en la
selección asistida en el proceso del mejoramiento genético.
Entre las aplicaciones de la biotecnología al mejoramiento genético
se tienen otras herramientas biotecnológicas como el cultivo de
anteras para la obtención de dobles haploide y el rescate de
embriones cuando se realizan hibridaciones interespecíficas entre
acervos genéticos más distantes secundarios y terciarios. También es
muy utilizado el cultivo de meristemas para la obtención de plantas
libres de virus y
por la multiplicación rápida
se puede generar
mayor “semilla” para la instalación de los cultivos comerciales con
un alto potencial de rendimiento.
Página
25
II. Objetivos:
1. Familiarizar al estudiante con las técnicas biotecnológicos.
2. Conocer la importancia de la biotecnología vegetal en el
mejoramiento genético de plantas.
3. Listar las investigaciones que realiza el Instituto de
Biotecnología de la UNALM y con que propósitos.
4. Conocer la utilización del marcador RAPDs y AFLP en
obtención de un marcador molecular.
III. Materiales
.
.
.
.
Laboratorio
Equipos del
Reactivos y
Fotografías
del Instituto de Biotecnología-UNALM.
laboratorio.
muestras de tejido vegetal.
de geles.
IV. Procedimiento
1. Visitar las instalaciones del Instituto de Biotecnología de
la UNALM.
2. Identificar las actividades que se desarrollar cuando se
utiliza el marcador AFLP para evaluar el germoplasma de yn a
especie cultivada.:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
V.
Extracción DNA
Calidad de DNA
PCR
Pre amplificación
Amplificación
Electroforesis
Análisis de Polimorfismo
Cuestionario
1. ¿Cuáles son las aplicaciones de la biotecnología en la
mejora genética?
2. ¿Señale las ventajas y desventajas del mejoramiento genético
convencional y el mejoramiento genético moderno que usa como
herramienta la biotecnología?
VI. Bibliografía:
1.
Ferreira, M. & D. Grattapaglia., 1998. Introducción al uso
de marcadores moleculares en el análisis genético, W Ed.
Brasilia: EMBRAPA-CENARGEN.220p.
2.
Fisher, R.A. 1984. A quantitative theory of genetic
recombination and chiasma formation. Biometrics. 4, 1-13.
3.
Roca, W. y Mroginski 1991. Cultivo de tejidos en la
aagricultura.
Fundamentos
y
aplicaciones.
Centro
Internacional de Agricultura Tropical Publicación Nº 151,
969 p.
Página
26
Práctica Nº 09
Mutaciones
I. Introducción
Desde los años 1960 se han liberado en todo el mundo mas de 2250
variedades derivadas directamente como mutantes o a partir de cruzas
con mutantes. En muchas variedades derivadas por mutación, las
características cambiadas han resultado en un efecto sinérgico,
mejorando la calidad y el valor agronómico. Muchos mutantes han
tenido un impacto a nivel internacional por el incremento del
rendimiento y la calidad en cultivos propagados por semilla.
Las mutaciones naturales se presentan en bajas tasas y el incremento
de mutantes se puede realizar mediante el uso de mutágenos tanto
físicos como químicos. Entre los agentes físicos destacan los rayos
x, rayos gamma, cobalto radiactivo, radioisótopos, las radiaciones
cósmicas, radiaciones ultravioleta, neutrones, partículas
alfa y
beta, etc. y, entre los agentes químicos está el gas mostaza, la
colchicina, el etil metil sulfonato y la azida de sodio.
La agencia internacional de energía atómica (IAEA) ubicada en Roma,
reporta
numerosas
variedades
mejorados
en
cultivos
anuales,
frutales, nuevas variaciones en especies ornamentales entre otros y,
en el país el Instituto peruano de energía nuclear (IPEN) tiene los
equipos para la inducción de mutaciones con agentes físicos.
II. Objetivos
1. Hallar la frecuencia de mutaciones de cambio de pigmentación
en las hojas (mutaciones clorofílicas) en plántulas.
2. Diferenciar los diferentes tipos de mutaciones clorofílicas
usando la clasificación de Gustafson (1941).
III. Materiales
.Población de mutantes de cebada derivadas de irradiación.
.Lápiz.
.Libreta de apuntes.
.Calculadora.
Página
27
IV. Procedimiento
1. Establecer los tipos de mutantes.
2. Evaluar el campo contando el numero de mutantes clorofílicos
del total de plantas de la población.
3. Estimar la frecuencia de mutaciones clorofílicas.
4. Comparar la frecuencia de mutantes inducidas versus los
mutantes naturales.
Tipos de mutaciones:
Tipo de mutación
Característica
I. Albina
No se forma clorofila ni carotenos
Prevalencia de carotenos o ausencia de
II. Xantha
clorofila
Diferentes colores en la base y unta de las
III. Alboviridis
hojas
3.1 Alboxantha
Base amarilla, punta blanca muy común
Base blanca o ligeramente coloreada. Punta
3.2 Xanthalba
amarilla o amarillo verdoso. Puede alcanzar
madurez
3.3 Alboviridis Base verde, punta blanca
Grupo heterogéneo, característico amarillo
IV. Viridis
verdoso o verde claro
Verde claro uniforme que gradualmente cambia a
4.1 Virescens
verde oscuro. Generalmente el color adquiere
el tono norma. Mutación a menudo viable
Generalmente color amarillo verdoso que puede
4.2 Chlorina
permanecer durante el ciclo de la planta u
oscurecerse. Viable
Los pigmentos verdes originales se destruyen,
4.3 Lutescens
las hojas se marchitan y se tornan amarillas
Igual que lutescens pero más pronunciado. Los
4.4 Albescens
colores originales cambian a blanco o blanco
amarillo
Destrucción transversal de los pigmentos.
Líneas transversales son generalmente marrones
V. Tigrina
o amarillas, delgadas y comprimidas. Muy
características en cebadas
Líneas longitudinales de color blanco o
VI. Striata
amarillo
Destrucción de clorofila y /o caroteno en
VII. Maculata
forma de manchas distribuidas sobre las hojas
VIII. Mutac.
Informe descriptivo de las observaciones
Indefinidas
efectuadas
IX. Mutac. en el
plasma
Página
28
Eguiluz De la barra, A. 2011. Comunicación personal.
Página
29
Evaluación de frecuencia de mutantes.
Nº
Población
Mutante
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
V.
Tipo de Mutación
Albina
Xantha
Alboviridis
Viridis
Tigrina Striata Maculata
Total
Mutantes
Total de
plantas por
población
Bibliografía
1. Cubero, J. L. 2003. Introduccion a la mejora genetica vegetal. Ediciones Mundi-Prensa Madrid. P.
567pp.
2. Dich, R. 1985. Fitotecnia general. Madrid, España. 24 p.
3. Williams, W. 1965.
España
Principios de genética
http://www.iaea.org/
Página
30
y mejora de las plantas. Editorial ACRIBIA, Zaragoza,
http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull521/Spanish/52105810405_es.pdf
Página
31
Práctica Nº 10
Recursos Genéticos Vegetales
I. Introducción
Los recursos genéticos o germoplasma vegetal es el material genético
fuente que los fitomejoradores utilizan para producir nuevas
variedades cautivadas o cultivares.
Se entiende por recursos genéticos como la variabilidad genética
(genes) almacenada en los cromosomas y en otras estructuras que
contiene ADN. Estas características pueden ser: resistencia a
factores estresantes bióticos o abióticos, precocidad, la presencia
o ausencia de una sustancia química, o cualquier otro factor de
rendimiento o calidad, es decir que sea de utilidad actual o
potencial y que sea trasmisible genéticamente.
El germoplasma se conserva en los bancos de genes o en el mismo
ambiente donde prosperan. Las actividades que se llevan a cabo para
disponer y manejar los recursos genéticos son: Prospección,
colección, evaluación (caracterización según los descriptores que se
dispone para la especie), conservación, documentación y utilización
de los recursos genéticos que son fuente de caracteres importantes
para los programas de mejoramiento genético del cultivo.
II. Objetivos
1. Describir las características generales y la importancia de
los Bancos de Germoplasma de la UNALM.
2. Revisar la literatura sobre el origen, preservación y uso de
los recursos genéticos.
3. Relacionar áreas agroecológicas con la diversidad genética
vegetal.
III. Materiales
.
.
.
.
.
.
Diapositivas
Afiches de diversidad genética de una especie
Descriptores
Banco de genes
Campo de regeneración de germoplasma
Muestras de tubérculos de papas
IV. Procedimiento
1. Visitar los bancos de germoplasma de la UNALM para conocer
las características, la importancia, las accesiones que
conservan y las actividades que vienen realizando.
2. Revisar un descriptor de planta alógama.
3. Listar
las
características
que
se
evalúan
en
la
caracterización avanzada del germoplasma (los descriptores).
V.
Cuestionario:
Página
32
1. Indicar el origen y/o diversificación de las especies abajo
listadas. Las evidencias para asignar a una especie como su
centro
de
origen
pueden
ser:
taxonómicas,
botánicocitológicas,
culturales,
históricas,
arqueológicas,
lingüísticas,
presencia
de
especies
relacionadas,
y
presencia de gran diversidad intraespecífica. Indique según
sea el caso.
Solanum acaule
Solanum phureja
Zea mays L.
Coffea arabica
Coffea canephora
Phaseolus vulgaris
Oriza sativa
Arracacia xantorriza
Gossypium hirsutum
Gossypium barbadense
Triticum aestivum L.
Bixa orellana
Saccharum officinarum
2.
Completar en el cuadro
cuatro banco de genes
adjunto
las
características
de
VI. Bibliografía
1. Ferreira, M. & D. Grattapaglia., 1998. Introducción al uso
de marcadores moleculares en el análisis genético, W Ed.
Brasilia: EMBRAPA-CENARGEN.220p.
2. Sevilla, P.
vegetales.
R.
y
Holle,
O.M.
1993.
Recursos
genéticos
3. Universidad Nacional Agraria La Molina. 2005. Conservación
in situ de la agrobiodiversidad y sus parientes silvestres.
Escuela de Post-Grado, Maestría de Ecología Aplicada.
Editores: De la Barra A. D., Deza B.M., García V. A., Lazo
A.S. y Parra R. F. 161 p.
http://www.ciat.cgiar.org/biblioteca/biblioteca_es/revistas_
electronicas.htm
Página
33
Características de
Institución
Especie que
se conserva
Tipo de
semilla
cuatro banco de genes
Humedad de
la semilla
Tipo de
envase
Cantidad de
semilla
Temp.
(ºC)
Humedad
relativa
(%)
Página
34
Práctica Nº 11
Técnicas de polinización controlada en autógamas
I. Introducción
Las especies autógamas están formadas por plantas que en forma natural se
autopolinizan. Cuando se hace mejoramiento genético en esta especie es
necesario efectuar cruzamiento artificial controlado con el fin de obtener
progenie que combinen características deseables de los progenitores.
II.
Objetivo
1. Familiarizar
autógamas.
III.
al
estudiante
con
la
técnica
de
hibridaciones
en
Materiales
. Plantas de frijol, pallar, arvejas, o cereales de dos variedades
diferentes.
. Pinzas de disección de punta aguda.
. Recortes de papel servilleta de 6 X 15 mm.
. Un frasco con algodón húmedo.
. Plumón marcador indeleble.
. Etiquetas.
. Lápiz.
IV.
Procedimiento
Para realizar el cruzamiento artificial en frijol en primer lugar se
debe emascular el progenitor que se va a tomar como hembra (a) y luego
tomar el polen del progenitor masculino para aplicarlo sobre el
progenitor femenino (b).
(a) Emasculación del progenitor femenino:
 Eliminar las anteras del progenitor femenino antes de que se
efectuara la autopolinización. Para esto deben seleccionarse botones
que vayan a abrir el día siguiente.
 Debe tomarse el botón floral elegido con los dedos índice y pulgar
de la mano izquierda, luego con la mano derecha se toma la pinza que
cerrada se coloca con ligera presión sobre la sutura ventral del
botón; al abrir la pinza se abre el estandarte; este se rompe
ligeramente en el ápice para efectuar un doblez hacia afuera de la
parte izquierda del estandarte.
 Después de lo anterior, quedan descubiertas las alas, que deben
cortarse presionando en su base con la pinza.
 Una vez descubierto la quilla, la cual posee en el ápice un pequeño
orificio a través del cual se toma uno de los pétalos con la punta
de la pinza, jalando cuidadosamente hasta eliminar toda la quilla
sin dañar el estigma ni romper las anteras.
 Al descubrir el gineceo y androceo, deben eliminarse las anteras,
cortando por su base con la pinza.
 Si se observa que las anteras han derramado polen, debe desecharse
este botón y tomar otro.
(b) Polinización:
 Después que se emasculó el progenitor femenino, se efectúa la
polinización. Para esto se cortan flores del progenitor masculino
que hayan abierto al mismo día, la cual se conoce porque la flor
Página
35
muestra un aspecto turgente y color vivo. Las flores cortadas se
colocan en un vaso manteniéndose en un lugar fresco.
 Para obtener el polen, se toma una flor con la mano izquierda
fijándola por el estandarte; con los dedos de la mano derecha, se
presiona las alas hacia abajo observándose que el estigma emerge por
el ápice de la quilla. Se sostiene en esta posición con la mano
izquierda y con la derecha se toma la pinza y se corta presionando
el estigma con un segmento de estilo. El estigma lleva adheridos
granos de polen que van a ser utilizados para la polinización.
 El estigma del progenitor masculino se frota sobre el estigma del
botón emasculado del progenitor
femenino. Una vez efectuada la
polinización es necesario cubrir el botón con un trozo de papel
servilleta al cual se le aplica una gota de agua para que se
adhiera.
 Finalmente se coloca la etiqueta
sobre el pedicelo del botón. Se
comprueba el éxito de la polinización observando las plantas que se
polinizaron unos diez días después.
V.
Cuestionario:
1. Esquematice el procedimiento que usted utilizó en la práctica.
2. Describa la metodología de hibridación de por lo menos
especies autógamas cultivadas.
V.
dos
Bibliografía
1. Acquaah, G. 2007. Principles of Plant Genetics and Breeding.
Blackwell Publishing. USA 569 pp.
2. Allard, R.W. 1999. Principles of Plant Breeding. Jhon Willey
& Sons, Inc N. Y.
254 pp.
3. Allard, R.W., 1980. Principios de la Mejora Genética de las
Plantas, IV Edc. Edit.
Omega, Barcelona, 498 p.
4. Baudoin, J.P. 1985. Amélioration Générale des Plantes.
Faculté Universitaire de Science Agronomiques de Gembloux,
Bélgica. 155P.
5. Brauer H., O. Fitogenética aplicada: los conocimientos de la
herencia vegetal, al servicio de la humanidad. Mexico.
Limusa
6. Marquez, S. F. 1985. Genotecnia vegetal: Métodos, teoría y
resultados. Editor. México, Tomo I y II.
7. Pohelman, J. M. & Sleper, D.A. 1995. Breeding Field Crops.
Four Edition. Iowa State University Pres/Ames. 494 pág.
8. Voysest, V. O. 2000. Mejoramiento Genético del frijol
(Phaseolus vulgaris l.): legado de variedades de América
Latina
1970 – 1999. Centro Internacional de Agricultura
Tropical. Cali. Colombia. 195p.
Página
36
Práctica Nº 12
Técnicas de polinización controlada en alógamas
I. Introducción
El maíz es un cultivo de polinización cruzada natural y debido a su
polinización no controlada, suele decirse que es de polinización
libre. La planta de maíz posee estructuras florales monoicas: las
flores estaminadas se forman en la panoja y las pistiladas en un
brote axilar aproximadamente a la mitad del tallo. La polinización
se lleva a cabo al transferir polen viable o fértil de las flores
estaminadas de la panoja a los larguísimos estigmas, los órganos
receptores de polen de las flores pistiladas.
II. Objetivo
1. Familiarizar al estudiante con la técnica de polinización
controlada en alógamas.
III. Materiales
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Campo de cultivo de maíz: Estado de floración
Bolsa de glacine
Bolsa de papel kraft
Engrapador
Grapas
Clips
Lápiz
Cuchilla
Libro de campo
IV. Procedimiento
1. Realizar el proceso de polinización controlada en maíz que
consta de tres etapas: Jiloteo, Colección del polen y
Polinización
Jiloteo: consiste en cubrir la mazorca inmadura con una bolsa
de glacine antes de que los estigmas emerjan, para evitar la
fecundación con polen “desconocido”. Para ello, la planta
elegida como
progenitor
femenino,
debe
cumplir
las
condiciones
siguientes:
Tener
las
características
del
ideotipo
de
planta
establecido.
Mazorcas inmaduras con estigmas no emergidas.
Colección de polen: consiste en colectar polen solo de la
planta elegida como progenitor masculino. Se debe encerrar y
Página
37
proteger la panoja con el papel kraft, 24 horas después se
realiza la colecta de polen y polinización inmediata. Para
ello, la planta elegida como progenitor masculino, debe cumplir
las condiciones siguientes:
Tener
las
características
del
ideotipo
de
planta
establecido.
La panoja debe haber iniciado la dehiscencia de polen por
lo menos en la borla o en 1/3 de la panoja.
Polinización:
consiste
panoja de la planta
en
♂
la
transferencia
de
polen
a los estigmas de la planta
de
la
♀.
Una vez polinizado los estigmas, se debe cubrir la mazorca
con el
papel glacine y sobre ella con el papel kraft,
además colocar en la identificación de la polinización:
nombre de los progenitores, fecha de polinización, nombre
del especialista y tipo de cruzamiento o polinización.
V.
Cuestionario:
1. Esquematice el procedimiento que usted utilizo en la
práctica.
2. Describa la metodología de hibridación de por lo menos dos
especies alógamas cultivadas.
VI. Bibliografía
1. Acquaah, G. 2007. Principles of plant genetic and breeding.
Blackwell Publishing Oxford U.K. 569 p.
2. Allard, R.W. 1978. Principios de la mejora genética de las
plantas. Omega, Barcelona.
3. Chopra, V.L. 2000.
Plant breeding . Theory and Practice.
Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd. New Delhi, Calcutta.
490 p.
4. Cubero, J.I. 2003. Introducción a la mejora genética
vegetal. Segunda edición . Ediciones Mundi-Prensa. Madrid,
567 p
5. Falconer,
D.C.
1974.
Introducción
cuantitativa. Continental, México.
a
la
genética
6. Poehlman. J.M. 2003. Mejoramiento genético de las cosechas.
México, D.F.
7. Robles S. R. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA , S.A. de C. V. México D.F. 477
p.
8. Vallejo, C. F. y Estrada, S. E. 1992. Fundamentos genéticos
del mejoramiento vegetal. Universidad Nacional de Colombia.
Facultad de Ciencias Agropecuarias Palmira. 169 p.
Página
38
Práctica Nº13
Métodos de mejoramiento genético: Selección
Mejoramiento genético del frijol común (Phaseolus vulgaris L.)
I. Introducción
En el país la principal leguminosa cultivada es el frijol común,
siendo la costa donde los rendimientos de grano seco son superiores
(más de 1,600 kg/ha), seguido de la sierra y finalmente la selva y
el rendimiento promedio es de 900kg/ha.
Los sistemas de cultivo varían desde el monocultivo, asociado y
en policultivo. Los granos secos, considerados como menestras se
comercializan como frijoles canarios o amarillos, bayos, blancos
o alubias, rojos, guindas blanco pequeño o panamito y frijoles
moteados como la ñuña pavita o el caballero de la sierra con
manchas rojizas alrededor del hilio. También se tienen frijoles
color mostaza, o con estrías o jaspes alrededor de la testa o
cáscara. Los granos de frijol
de mayor precio en el mercado
nacional es el frijol canario sobre el cual se realizará un
método de mejora en la presente práctica y continuará en las
campañas siguientes.
Los limitantes de la producción de frijol en el país son:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Bajo rendimiento de grano seco.
Falta de variedades mejoradas
Escasa producción de semilla de calidad
Susceptibilidad a plagas
Susceptibilidad a enfermedades
Largo período vegetativo
Siembra en suelos marginales
Cultivo generalmente bajo secano
Manejo agronómico deficiente
Por otro lado, las plantas de frijol son de hábito de crecimiento
determinado o indeterminado y, por ello se pueden observar hasta
cuatro tipos de planta que se lista a continuación:
Tipo
Tipo
I:
II:
Tipo III:
Tipo IV:
Planta
Planta
II
II
Planta
Planta
de
de
A:
B:
de
de
crecimiento determinado
crecimiento indeterminado arbustivo
Con tallo muy sobresaliente o elevado
Con tallo ramas basales muy desarrolladas
crecimiento indeterminado rastrero
crecimiento indeterminado trepador
Los métodos de mejora usados en el frijol son: Introducción,
hibridación, selección genealógica, selección masal, retrocruza o
backcrosses,
mutaciones
así
como
la
selección
asistida
con
marcadores moleculares para resistencia al virus del mosaico dorado.
Página
39
El Programa de Investigación y Proyección Social de Leguminosas de
Grano y Oleaginosas de la Universidad Nacional Agraria La Molina ha
evaluado numerosas líneas de frijol canario bajo las denominaciones
CIFAC 92017, CIFAC 92018
para condiciones de otoño invierno. A
partir de éstos se tiene está población.
En la presente práctica, cada estudiante deberá trabajar con un
genotipo definido y evaluará las plantas que reúnan los criterios de
selección.
II. Objetivo
1. Seleccionar cinco plantas de frijol canario CIFAC
90017 de
hábito de crecimiento determinado, buena sanidad y con buen
número de vainas por planta y precocidad en función del estado
de desarrollo más avanzado (fin de formación de vainas e
inicio del llenado de grano).
III. Materiales
.
.
.
.
.
Población de frijol tipo I y tipo II
Bolsas
Lápiz
Libro de campo
Descriptores de frijol
Criterios de selección: La Variedad de Canario CIFAC 90017 fue
sembrado el 19 de abril del 2011.
Considerando que el ideotipo de la planta de frijol para las
condiciones de costa y sierra baja es una planta precoz con
hábito de crecimiento determinado, de buen rendimiento y granos
de color amarillo semibrillante de tamaño mediano y con buena
sanidad.
Hábito de crecimiento (determinado)
Tipo de planta (I), el tallo termina en una inflorescencia o
vaina.
Precocidad (estado de desarrollo más avanzado)
Número de vainas/planta o vainas en formación
Mayor número de vainas por planta (mayor de 18 vainas)
Sanidad de la planta
Tamaño de vaina (mediana a grande)
Forma de vaina (recta o ligeramente curvada)
Color de vaina: pajizo
Color de grano amarillo
IV.
Procedimiento
1. En la parcela de frijol canario CIFAC 92017 cada estudiante
debe
seleccionar
cinco
plantas
de
frijol
canario
correctamente identificado con la etiqueta que incluye los
siguientes datos:
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40
Nombre de la Variedad: Canario CIFAC 92017.
Nº de Selección
Apellido del seleccionador
Campaña y lugar donde se ejecuta la Selección.
Planta
H. de
seleccionada crecimiento
Tipo de
planta
Nº
vainas/
planta
Sanidad de
la planta
Precoz
Vigor de
la planta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Hábito de crecimiento: Determinado.
Tipo de planta: I (tallo termina en flor inflorescencia, II.
Vainas en formación: mayor de 18 vainas por planta.
Sanidad de planta: libre de daño de insectos y patógenos.
Precocidad: estado de desarrollo más avanzado (fin de formación de
vainas e inicio del llenado de grano).
Vigor de la planta: 1=muy bueno, 2=bueno, 3=regular y 4=pobre.
Página
41
V. Bibliografía
1. Adams, M.W. 1982. Plant Architecture and
yield breeding.
Iowa State Journal of Research. 56(3): 225 – 254.
2. Allard, R. W and Bradshaw, A.D. 1964. Implications
of
genotype-enviromental
interactions
in
applied
plant
breeding. Crop. Sci. 4: 503 – 507.
3.
Camarena, M. F; Chura, CH. J. y Blas, S.R. 2008.
Mejoramiento genético y Biotecnológico de plantas. Primera
Edición. Universidad Nacional Agraria La Molina - Consejo
Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica.
233 pp.
4.
Compton, W.A. 1965. Conceptos básicos de la genética
estadística. Publ. Facultad de Ciencias de la Universidad
Agraria La Molina.
5.
Cubero, J. L. 2003. Introduccion a la mejora
vegetal. Ediciones Mundi-Prensa Madrid. P. 567pp.
genetica
6. Dich, R. 1985. Fitotecnia general. Madrid, España.
7. ELLIOT, F.C. 1967. Mejoramiento de plantas. Citogenética,
Cecsa, Mexico, España.
8. Falconer,
D.C.
1974.
Introducción
cuantitativa. Continental, México
a
la
genética
9. Voysest, V. O. 2000. Mejoramiento Genético del frijol
(Phaseolus vulgaris l.): legado de variedades de América
Latina
1970 – 1999. Centro Internacional de Agricultura
Tropical. Cali. Colombia. 195p.
Página
42
Práctica Nº14
Planeamiento de experimentos
I. Introducción
La estadística es indispensable en la mejora genética vegetal. El
mejorador conduce el material genético en el campo bajo condiciones
medioambientales variables que tienden a enmascarar efectos reales.
Luego, con las evaluaciones que realiza el mejorador a menudo maneja
grandes cantidades de datos que necesita sean resumidos para
facilitar
una correcta decisión. El software de los equipos de
cómputo de toda clase está disponible para uso en el mejoramiento
genético de las plantas. El primer paso crítico es conocer que
procedimiento estadístico usar para resolver un problema específico.
Asimismo, el mejorador trabaja con muestras y debe inferir acerca
del comportamiento de la población.
Para los análisis de sus datos puede usar las medidas de tendencia
central, las medidas de dispersión, las medidas de asociación, etc.
Al instalar, manejar y cosechar un experimento, se obtiene registros
de evaluaciones y esta información debe ser clasificada e
identificada con el fin de efectuar los análisis. El diseño
experimental es la forma de recolectar la información para llegar a
la aceptación o al rechazo de la hipótesis. El análisis de varianza
es la base de los diseños experimentales y permite la comparación
entre tratamientos por medio del cálculo de las desviaciones con
respecto al promedio y de la repartición de estas desviaciones entre
las diferentes fuentes de variación del experimento.
II. Objetivo
1. Conocer los procedimientos de experimentación
2. Preparar la semilla para el ensayo experimental
3. Identificar, randomizar los tratamientos
4. Establecer el experimento en el campo
5. Conocer el procedimiento para el análisis de variancia e
interpretar los resultados.
III. Materiales
Para la preparación e instalación del experimento:
Semillas de 6 genotipos de arvejas.
Cordel marcador
Cal
Sobres de papel Nº 3
Bolsas de papel kraft
Engrapador, Grapas
Lápiz
Tabla de aleatorización
Diseño experimental
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43
Lampas
Características evaluadas en el experimento:
Días a floración
Vainas por planta
Granos por vaina
Peso de 100 granos
Rendimiento de grano
IV. Procedimiento
El ensayo será conducido bajo el diseño de bloques completos al
azar con 6 tratamientos y 4 repeticiones o bloques. La parcela
experimental consistirá de 4 surcos de 4.5 metros de largo
espaciados a 80 cm., con una distancia de siembra entre golpes
de 30 cm., depositando 4 semillas por golpe.
La aleatorización de los tratamientos será como se muestra en
el cuadro siguiente:
Experimento:
Localidad:
Entrada
1
2
3
4
5
6
Genotipo
(Trat.)
QUANTUM
USUI
TARMA
AFILA
UTRILLO
MARROWFAT
Arvejas
La Molina - 2011
BLOQUES
I
103
106
102
104
101
105
II
201
204
203
205
202
206
III
304
302
301
305
303
306
IV
405
406
401
402
404
403
Análisis estadístico:
El análisis de varianza para cada carácter en estudio estará basado
en el siguiente modelo aditivo lineal:
Yjk = µ + Bk + Gj + ℮jk
F. de variación
G. L.
E[C.M.]
Bloques
r-1
σ 2e
+ g σ 2 B
Genotipos (Tratamientos)
g-1
σ 2e
+ rΣG2/glG
Error experimental
(r-1)(g-1)
σ 2e
V.
Cuestionario
1. ¿Qué es una parcela?
Página
44
2. ¿Cómo define el tamaño de la parcela?
3. ¿Por qué se randomizan los tratamientos?
4. ¿Qué diseños experimentales conoce? Cuantos tratamientos
puede evaluar en cada diseño?
5. Haga el esquema de la
instalación de un experimento?
VI. Bibliografía
1. Acquaah, G. 2007. Principles of Plant Genetics and Breeding.
Blackwell Publishing. USA 569 pp.
2. Allard, R.W. 1999. Principles of Plant Breeding. Jhon Willey
& Sons, Inc N. Y.
254 pp.
3. Allard, R.W., 1980. Principios de la Mejora Genética de las
Plantas, IV Edc. Edit.
Omega, Barcelona, 498 p.
4. Baudoin, J.P. 1985. Amélioration Générale des Plantes.
Faculté Universitaire de Science Agronomiques de Gembloux,
Bélgica. 155P.
5. Borem, A. 1998. Melhoramento de plantas. Editora UFV. 2º
edición. Viçosa. 453 p.
6. Brauer, H..O. 1973. Fitogenética aplicada.Limusa, s.a.
Mexico, D.F.Publications.
7. Brigss, F.N. and P.F. Knowles. 1967. Introduction to plant
breeding, Reinhold Publishing Corporation.
8. Brauer H., O. Fitogenética aplicada: los conocimientos de la
herencia vegetal, al servicio de la humanidad. Mexico.
Limusa
9. Compton, W.A. 1965. Conceptos básicos de la genética
estadística. Publ. Facultad de Ciencias de la Universidad
Agraria La Molina.
10. Marquez, S. F. 1985. Genotecnia vegetal: Métodos, teoría y
resultados. Editor. México, Tomo I y II.
11. Pohelman, J. M. & Sleper, D.A. 1995. Breeding Field Crops.
Four Edition. Iowa State University Pres/Ames. 494 pág.
12. Robles, S. R. 1986. Genética elemental y Fitomejoramiento
práctico. Editorial LIMUSA, S.A. de C. V. México D.F. 477
Página
45
p.
Página
46