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ETAPA 2 - TALLER GENÉTICA MENDELIANA Y REPRODUCCIÓN VEGETA

PRESENTADO POR: EINER ZUÑIGA CAICEDO CODIGO: 10.316.356 GRUPO 30162_4

DIRECTOR: MANUEL FRANCISCO POLANCO PUERTA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE AGRONOMIA CEAD POPAYAN OCTUBRE 2019

2019 1) Realice una breve investigación, de una especie cultivada de importancia comercial nacional o regional, que haya sido mejoradas por fitomejorador (es) o institución colombiana, mencionando el nombre de la variedad o hibrido, año de registro o de otorgamiento del registro de obtentor por el ICA y su importancia al desarrollo socioeconómico de la región. La explotación comercial de la caña de azúcar a nivel mundial se inició con clones nobles de Saccharum officinarum y de S. sinense. En Colombia, este proceso se inició con la plantación de los clones Badila, Cristalina, Othaheiti, Castilla o Blanca, Cayana, Rayada y Uba, entre otros. Duvick (1986) considera que más del 50% del aumento en la producción actual de la caña de azúcar se debe a la introducción de cultivares mejorados. Los clones de S. officinarum se reemplazaron en forma exitosa en Colombia por variedades de mayor producción como POJ 2878 la cual, a su vez, fue reemplazada por la variedad CP 57-603, altamente productora de caña y de azúcar. En muchos casos, la sustitución de una variedad se hace para resolver problemas fitosanitarios; por ejemplo, en el Valle del Cauca, la variedad MZC 74-275, resistente al carbón y al mosaico aunque susceptible a la roya, reemplazó a la variedad CP 57- 603. En Colombia, el mejoramiento de la caña de azúcar es reciente. En la década de los 30, la investigación se concentró en ensayos agronómicos con variedades importadas. En 1938 se inició el programa de cruzamientos y selección de variedades en la estación experimental Palmira, con énfasis en hibridación de clones nobles de S officinarum y de caña silvestre (S. spontaneum). Las variedades obtenidas se identificaron con la sigla EPC (Estación Experimental Palmira Colombia). De estas existen 143 en el banco de germoplasma en CENICAÑA, entre las que se deben mencionar las variedades EPC 38 – 122, 54 – 839, 72172 y 72174 por su contribución a la resistencia al mosaico en los cruzamientos realizados recientemente. Entre 1962 y 1973, el gobierno colombiano, por intermedio del Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), continuó los esfuerzos de investigación y se obtuvieron algunas

variedades, entre las cuales sobresale la ICA 69-11. En la actualidad existen 103 de estas variedades en el Banco de Germoplasma en CENICAÑA (Cassalett y Jimenez, 1995). 2) Si se cruzan dos cultivares Puros de frijol, uno con semilla roja y el otro con semilla de color negra y se obtuvieron los siguientes resultados Poblaciones

Fenotipo de semilla (Numero) Roja Negro P1 200 P2 200 F1 4800 F2 24000 72000 a) Explique el tipo de herencia del carácter color de la semilla. Es una herencia Mendeliana de un carácter monogénico, y por lo cual sigue un patrón de segregación Mendeliana. RR

= Negro

Rr

= Rojo

Generación F1

R R

R Rr Rr

r Rr Rr

La herencia asociado al color de la semilla es genotipo RR x rr homocigotos, los cual son dominantes y recesivos donde producen gametos Rr x rr en la F1, dando un 100% Rr fenotípica en semillas de color negro. Generación F2

R R

R RR Rr

r Rr rr

Para la F2 al cruzar los gametos heterocigotos Rr x Rr se producen semillas con fenotipos negro en una proporción de 75% y fenotipos rojos con una proporción de 25% lo que es equivalente a 3:1 tres semillas negras por 1 roja. 72000 negras 75% por 24000 rojas 25%

b) Suponiendo que de cada semilla sembrada se cosechan 20 semillas, ¿Cuantas semillas negras de la generación F2 se deben sembrar para obtener 1000 semillas negras puras? Semillas de la generación F2

R R

R RR Rr

r Rr rr

Resultados F2 RR = 25% Semilla negra pura Rr = 50% rr = 25% 1 = 20 20 x 200 = 4000 RR = 25% = 1000 semillas negras puras Rr = 50% = 2000 semillas rr = 25% = 1000 semillas Para obtener 1000 semillas puras negras se necesitan sembrar 200 semillas c) Si plantas provenientes de semillas negras de la generación F2 fueran auto fecundadas ¿cuál sería el resultado genotípico y fenotípico esperado? Generación F2 R

r

R R

RR Rr

Rr rr

Semillas negras Las plantas de semillas negras (RR) de proporción (Rr) de la generación F2 se auto fecundan se obtiene. Parentales F2 Autofecundación RR x RR F3

R R

R RR RR

R RR RR

El resultado fenotípico es: 100 % homocigotos dominantes semilla negra pura. Las plantas de la semilla pura con alelos RR del color negro dominante, mantienen su gen dominante del color Negro, continúa en la F3 siendo semillas puras. Parentales F2 Autofecundación Rr x Rr

R (r)

R RR RR

(r) RR RR

El resultado genotípico es: 25% (RR) Homocigotas dominantes (semilla negra pura) 75% (Rr) Heterocigotos (semilla negra) El resultado fenotípico es el 100% de semillas negras 3) Se ha encontrado que el color de las flores del frijol Caupí es gobernado por dos genes el cual uno es epistatico, por lo tanto al cruzar plantas con flores Violetas

oscuras, con plantas de flores blancas, se han obtenido en la F1 plantas, con color de flores violetas oscuras. En el cuadro se presenta los resultados de los cruzamientos.

Fenotipos (número) Generaciones

Flores

P1

oscuras 20

F1 F2

500 10750

violetas

Flores blanca

Flores

violetas

claras

20 4860

3620

a) Explique el tipo de Epístasis que se está presentando La epistasis se presenta cuando el genotipo recesivo de un locus, es capaz de inhibir la expresión fenotípica de los alelos de otro locus. Los alelos de locus W (W y w), solo se expresan cuando en el otro locus está presente el alelo dominante Z. Al igual que en las epistasis dominante, cualquiera de los dos loci pueden generar este tipo de interacción. De acuerdo a (vallejo cabrera, F. A, Espitia Camacho, M. estrada Salazar, E & RAMIREZ, h. (2010)). El control genético del carácter puede ser explicado a través de la acción de un alelo dominante W el cual es necesario para la producción del color, y el genotipo recesivo ww impide su formación. En el otro loci el alelo dominante Z es responsable por la coloración violeta oscura y su alelo recesivo z, determina la coloración violeta clara. En el desarrollo de esta actividad se determina la Epistasis dominante por alelo del locus W el cual es necesario para la formación del color y el genotipo recesivo ww impide su formación. en el otro locus el alelo dominante Z es responsable por la coloración violeta oscura y su alelo recesivo z, determina la coloración violeta clara. b) ¿Cuáles son los genotipos de los padres de la F1? Los genotipos de los padres son: Ww x Zz cuatro gametos heterocigotos

W w

Z WZ wZ

z Wz wz

Segregación fenotípica:

Z

WZ

W

(z)

Wz

(w)

Z

wZ

(z)

(wz)

c) ¿Cuáles son las proporciones fenotípicas y genotípicas de la F2?

WZ Wz (wZ) (ww)

WZ WWZZ WWZz WwZZ WwZz

Wz WWZz WWzz WwZz Wwzz

(wZ) WwZZ WwZz (wwZZ) (wwZz)

(ww) WwZz Wwzz wwZz (wwzz)

Proporciones obtenidas en la F2 9/16 son flores violeta oscuras = 10750 4/16 son flores blancas = 4860 3/16 son flores violeta claras = 3620 Proporción fenotípica: 9 / 4 / 3

4. Realizar un cuadro comparativo en el que explique las diferencias y similitudes entre las diferentes formas de reproducción asexual y sus variantes, dando ejemplos. Formas propagación Esquejes

de

Similitudes

Diferencias

Muchas

especies La propagación por El árbol de sauce se

vegetales

(árboles, esquejes, también se puede producir a

arbustos) Estolones

Ejemplos

reproducidos

son puede a hojas.

partir de segmentos

hacer

por través de esquejes, así como también la begonia

de

tallos,

después Injertos

estos En la propagación

de

un por

estolones

tiempo empiezan a nudos desarrollar raíces.

los Los pastos como el

que

se gramón y el trébol

encuentran en las blanco raíces

se

adventicias reproducen a través

dan origen a otras de estolones plantas erguidas. La mayoría de los En

el

injerto

diferente

es frutales se pueden

porque obtener por la vía

logra una unión de del injerto. los flujos de savia bruta y elaborada entre

el

tallo

receptor y el injerto. El tallo forma una cicatrización. Tallos que crecen Son Rizomas

tallos

no Ejemplos típicos de

bajo la superficie de estructuras carnosas tubérculos son las la tierra.

y su crecimiento no papas y las batatas.

Tubérculos

es a partir de la Guardan reserva de formación de capas Muchas alimento,

para

el de

células

posterior desarrollo acumulación, de la planta

plantas

por aromáticas como el sino jengibre,

horizontal

menta,

orégano, estragón y romero

se

Se forman en el reproducen a través extremo de tallos de rizomas. subterráneos delgados, deben

ser

propagadas plantando un trozo de

tubérculo

que

tenga una yema u "ojo"

del

surgirán

cual nuevas

raíces y tallos

5. Explica que es la variación soma clonal y como puede ser utilizada en el fitomejoramiento, de algunos ejemplos de plantas en la cual esta técnica ha tenido éxito. Entre las plantas que se regeneran a partir de cultivos de células, por lo general se observan variaciones genéticas. Dichas variaciones aparecen de manera natural en los cultivos de células a una frecuencia relativamente alta, lo que hace innecesario el tratamiento con un mutágeno. Los informes indican que la variabilidad inducida por el cultivo de tejidos se observa en plantas regeneradas de caña de azúcar, tabaco, arroz, cebada, avena, alfalfa, maíz, trigo, soya y otras especies. En vista de que las variaciones se originan en células de origen somático, la variación recibe el nombre de variación somaclonal (Poehlman y Sleper. 2003)

6. Realiza un listado de 10 plantas con sus nombres científicos indicando el grado de autogamia o alogamia que presentan. Si no se tiene información sobre el grado a de alogamia o autogamia de una planta, ¿Cómo haría Usted para determinar dicha condición en la planta?

La autogamia puede variar en muchos casos por condiciones ambientales extremas o anormales a la óptima de la especie pudiendo encontrarse grandes porcentajes de fecundación cruzada como ocurre en algodón (50-20% por insectos), sorgo (10-20%), tomate (20%). Éstas (*) se clasifican como preferentemente autógamas. Plantas cultivadas autogamas Trigo Sorgo Arveja Lechuga Tomate Arroz Cebada Mani Garvanzo Tabaco

Triticum Sorghum Pisum sativum Lactuca sativa Solanum lycopersicum Oryza sativa Hordeum vulgare Arachis hypogaea Cicer arietinum Nicotiana tabacum

7. ¿Qué es la Androesterilidad, cuantos tipos de androesterilidad se presenta y cómo funciona?

En Botánica,

la androsterilidad es

plantas hermafroditas o bisexuales son

la incapaces

condición de

por

la

cual

producir anteras, polen o

las

gametos

12

masculinos funcionales. Virtualmente, todas las especies de plantas, domesticadas y

silvestres, han mostrado individuos androestériles y esa condición es heredable. La androesterilidad aparece en las plantas esporádicamente tanto en especies alógamas como en autógamas, como consecuencia de genes mutantes (generalmente recesivos), factores citoplásmicos o por un efecto combinados de ambos. La androesterilidad puede manifestarse como aborto del polen, que las anteras no abran para liberar los granos de polen que se hallan en su interior, el aborto de las anteras, que las anteras se transformen en pistilos (anteras pistiloides), entre otros muchos casos. La androesterilidad es muy útil e interesante para el mejoramiento de plantas, porque proporciona un medio muy eficaz para

simplificar la formación de híbridos, y elimina así el proceso tan laborioso de la emasculación manual. En las líneas androestériles las flores no producen anteras funcionales y, por lo tanto, no puede haber autopolinización; serán polinizadas solamente por la línea o líneas que se usen como progenitor masculino.3 Joseph Gottlieb Kölreuter fue el primero en observar, para 1763, este fenómeno en plantas. Sin embargo, la primera referencia que se tiene acerca de la utilización de la androesterilidad para la producción de semilla híbrida, fue hecha por Jones y Davis en 1944, cuando descubrieron la androesterilidad genética citoplásmica en la cebolla.4 En la actualidad, la androesterilidad se utiliza para eliminar la emasculación artificial en la producción de semilla híbrida a escala comercial y en el mejoramiento vegetal.56

8. ¿Qué ventajas le ofrece al productor de semillas la androesterilidad?

9. ¿Cómo podría implementarse un programa de mejoramiento genético, incorporando la androesterilidad citoplasmática en una especie como tabaco?, explique

10.¿Qué híbridos de cultivos comerciales se producen aprovechando la androesterilidad? Presenta una tabla con ejemplos, citando el tipo de androesterilidad utilizado.

BIBLIOGRAFIA

Cassalett, C; Jimenez, H (1995) Mejoramiento genético. En Cenicaña. El cultivo de la caña en la zona azucarera. Articulo informativo CENICAÑA. Cali Colombia. Pág. 63 – 81

Carrillo, A; Enríquez, J; Nieto, C; Jiménez, L (2010) Apomixis y su importancia en la selección y mejora de gramíneas forrajeras tropicales. Revisión. Artículo científico. Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias. México. Pág. 21 - 42 Poehlman, J, Sleper, A. 2003. Mejoramiento genético de las cosechas. Editorial Limusa S.A.

de

C.V.

Consultado

en

línea

http://apuntesbiotecnologiageneral.blogspot.com/2015/05/variacion-somaclonalvariabilidad.html Bustamante, F. (2009). Apomixis: Un nuevo recurso en la propagación de plantas para la producción

masiva

de

semillas

mejoradas.

Consultado

http://www.lamolina.edu.pe/hortalizas/Ense%C3%B1anza/Clases %20PROPA/SPP.APOMIXIS.09.pdf

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línea: