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TALLER GENETICA MENDELIANA Y REPRODUCCION VEGETAL TRABAJO COLABORATIVO UNIDAD 2

Presentado por: JEISON ISMAEL MORALES MARTINEZ CODIGO: 1057918941

Tutor: MANUEL FRANCISCO POLANCO PUERTA

FITOMEJORAMIENTO GRUPO 30162_21

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ECAPMA CEAD GARAGOA NOVIEMBRE DE 2019

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Tabla de contenido 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. ................................................................. 3 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 ............................... 3 2.1.

Explique el tipo de herencia del carácter color de la semilla. ..................... 3

2.2. 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 ...................................................................................... 5 2.3. Si plantas provenientes de semillas negras de la generación F2 fueran autofecundadas ¿cuál sería el resultado genotípico y fenotípico esperado? .............. 5 3. Se ha encontrado que el color de las flores del frijol Caupi 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. .. 6 3.1.

Explique el tipo de Epístasis que se está presentando .............................. 6

3.2.

Cuáles son los genotipos de los padres de la F1? ..................................... 6

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. 7 5. Explica que es la variación somaclonal y como puede ser utilizada en el fitomejoramiento, de algunos ejemplos de plantas en la cual esta técnica ha tenido éxito. 8 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? ........................................................................................ 8 7. ¿Qué es la Androesterilidad, cuantos tipos de androesterilidad se presenta y cómo funciona? ................................................................................................ 10 8.

¿Qué ventajas le ofrece al productor de semillas la androesterilidad? ............. 10

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 (InfoAgro, sf). ................................................................... 10 9. ¿Qué híbridos de cultivos comerciales se producen aprovechando la androesterilidad? Presenta una tabla con ejemplos, citando el tipo de androesterilidad utilizado. ......................................................................................................... 10 Bibliografía ...................................................................................................... 11

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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. N

Especie

Variedad o hibrido

Año de registro

Fitomejorador o institución colombiana

1

Cacao

TCS 19

2017

Corpoica (Actualmente Agrosavia)

2

Cacao

TCS 13

2017

Corpoica (Actualmente Agrosavia)

3

Papa criolla

Sol andina

2018

Agrosavia

4

Caña de azucar

CC 93-7711

2018

Corpoica y Cenicaña

5

Sorgo forrajero

JJT-18

2018

Agrosavia

Fuente: (AGROSAVIA, 2019) Estas especies se utilizan en la región andina y llanos orientales, sus principales ventajas se asocian a la disminución de costos de producción, incremento de la tolerancia a condiciones climáticas adversas, resistencia a enfermedades e incremento de la productividad por área sembrada, esto repercute directamente en el incremento de las utilidades de los productores y la estabilización de la producción. 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 P1

Fenotipos de semillas (Número) Roja

Negro

200

P2

200

F1

4800

F2

24000

72000

2.1. Explique el tipo de herencia del carácter color de la semilla. El carácter color de semilla está condicionado por la probabilidad de que un gameto reciba aleatoriamente un factor, para este caso puede ser rojo o negro, esto se denomina como ley de la distribución independiente, por medio de la cual Mendel establece que los alelos de dos (o más) genes diferentes se reparten en los gametos de forma independiente el uno del otro. A continuación se muestran los caracteres requeridos

3

Semilla negra

AA

Semilla roja

aa

F1 primera generación AA

aa

A

a Aa

En la F1 las semillas son heterocigotos Aa del 100% son semillas negras Aa

Aa

Aa

Aa

F2 Segunda generación F2

A

a

A

AA

Aa

a

Aa

aa

Genotipo

Proporción

AA

1/4

Aa

2/4

aa

1/4

La proporción genotípica es de semillas negras puras de 25% de semillas heterocigotos 50% y de 25% semillas rojas puras 25% Fenotipo

Proporción

Semillas negras

3/4

Semillas rojas

1/4

4

2.2. 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. Teniendo en cuenta que por cada semilla sembrada se cosechan 20 semillas y que la proporción genotípica de semillas negras pura para la F2 es del 25%, se puede indicar lo siguiente: De cada 20 semillas sembradas, se van a obtener 5 semillas puras negras, por consiguiente se aplica regla de tres:

Para obtener 1000 semillas negras puras se deben sembrar 4000 semillas 2.3. Si plantas provenientes de semillas negras de la generación F2 fueran autofecundadas ¿cuál sería el resultado genotípico y fenotípico esperado? A A A

AA

AA

a

Aa

Aa

Genotipo

Fenotipo

AA

2/4

Aa

2/4

Fenotipo

Proporción

Semillas negras puras

2/4

Semillas negras hibridas

2/4

La proporción de fenotipo equivale a 2/4 de semillas de negras puras (50%) y 2/4 de semillas negras hibridas (50%), es decir un 100% de semillas negras

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3. Se ha encontrado que el color de las flores del frijol Caupi 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.

Generaciones P1 P2 F1 F2

3.1.

Flores Violetas Oscuras 20

Fenotipos (número) Flores Blanca

Flores Violetas Claras

20 500 10750

4860

3620

Explique el tipo de Epístasis que se está presentando

Se presenta epistasis recesiva donde el gen recesivo A no deja expresar el ger Bo b, es decir que los alelos de este gen no dejan expresar fenotípicamente el otro gen.

3.2.

Cuáles son los genotipos de los padres de la F1?

Flores violetas oscuras Flores blancas

aaBb

AAbb

Flores violetas claras AaBB 3.3.

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

Genotipo AB Ab Ab Ab

AB AABB AABb AaBB AaBb

Ab AABb AAbb AaBb Aabb

aB AaBB AaBb aaBB aaBb

Ab AaBb Aabb AaBb Aabb

Las proporciones genotípicas para la F2 serán: 

AABB 1/16



AaBB 2/16



AaBb 4/16



Aabb 2/16

6



aaBB 1/16



aaBb 2/16



aabb 1/16

Las proporciones fenotípicas para la F2 serán:   

Flores violetas oscuras 9/16 Flores blancas 4/16 Flores violetas claras 9/16

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.

Tipo de reproducción asexual Apomixis (Partenogénesis Apogamia Aposporia Diplosoporia)

Diferencias

similitudes

ejemplo

Intervienen órganos sexuales No hay fecundación

Cítricos Mango

Injerto

se unen partes vegetativas de dos o más individuos de especies similares o diferentes.

Cultivo in vitro o micropropagación

Tejidos cultivados en condiciones controladas. Se generan plantas genéticamente iguales. Trozos de tallos no lignificados o ramas que tienen la capacidad de regenerarse y formar nuevos individuos

Se producen descendencias uniformes. Se generan plantas genéticamente iguales a la planta madre Se produce una nueva especie con mejores características físicas o de resistencia. Se generan plantas genéticamente iguales.

Capaces de generar plantas idénticas a la madre

Frutales ornamentales

Esqueje

Estolones

Frutales Cacao Cítricos

Eucalipto Mandioca

y

fresa

7

Rizomas

Tubérculos

Se generan plantas que solo conservan los organos subterráneos y pierden las partes aéreas. Son tallos modificados Posee yemas en la superficie con la capacidad de rebrotar.

Se generan raíces y brotes a partir de sus nudos. Existencia de una yema para que haya rebrote Se generan nuevas ramas y raíces adventicias.

Malezas

papa

Fuente: (Universidad Nacional del Nordeste, 2015) 5. Explica que es la variación somaclonal y como puede ser utilizada en el fitomejoramiento, de algunos ejemplos de plantas en la cual esta técnica ha tenido éxito.

La variación genética o epigenética que se genera durante el cultivo in vitro de plantas que provenga de células somáticas, así como en plantas regeneradas de los mismos (Yah, 2011). Se llama variación somaclonal a los cambios ocurridos en las plantas regeneradas y que son transmitidos a la progenie. Asimismo cabe citar la ocurrencia in vitro de cambios reversibles que pueden la expresión de determinados genes (Levitus, Echenique, Rubinstein, Hopp, & Mroginski, 2010).

En Fito mejoramiento se utiliza como una herramienta para inducir a la variabilidad genética para obtener características específicas como resistencia a enfermedades, apariencia de la planta, flores, frutos, entre otros (Yah, 2011). Esta técnica permite a través de mutaciones, enriquecer el cultivo con determinadas características mejoradas, además permite manipular fácilmente los individuos y evaluarlos como parte de un programa de mejoramiento (Tabares, Pachón, & Roca , sf).

Se han presentado variaciones somaclonales en especies forrajeras del genero Stylonthes (Tabares, Pachón, & Roca , sf). Yah en el 2011 menciona que han sido objeto de variación somaclonal los cultivos de ajo, arroz, chile dulce, palma de aceite y fresa. Sin embargo en el caso del cultivo de plátano, la variación somaclonal no es deseable ya que se pierde la estabilidad genética del material.

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

8

sobre el grado a de alogamia o autogamia de una planta, ¿Cómo haría Usted para determinar dicha condición en la planta? Especie

Nombre científico

Autogamia

Alogamia

Maíz (Garcia, sf)

Zea mays

5%

Generalmente alógama

Sorgo (Garcia, sf)

Sorghum bicolor

Se puede autofecundar

6%

Cebada (Mujica, 2018)

Hordeum vulgare

100%

Avena (Mujica, 2018)

Avena sativa

100%

Arroz (Mujica, 2018)

Oriza sativa

100%

Tabaco (Mujica, 2018) Algodón (Vallejo & Estrada, 2002)

100% Gossypium barbadense

Café (Vallejo & Estrada, 2002)

Prevalentemente autogama

(5-20% de cruzamiento natural)

Prevalentemente autogama

(5-20% de cruzamiento natural)

Cacao (Vallejo & Estrada, 2002)

70 a 100% de cruzamiento natural

Girasol (Vallejo & Estrada, 2002)

70 a 100% de cruzamiento natural

Trigo (Mujica, 2018)

Triticum sp

14% fecundación cruzada con condiciones ambientales ideales

Para determinar la condición de autogamia: Se usa un “carácter marcador” que es un carácter cualitativo que depende de un solo par de genes, en lo posible con dominancia completa para facilitar el proceso de cuantificación (Vallejo & Estrada, 2002). Para determinar si una especie es autogama o alógama (Vallejo & Estrada, 2002) proponen:  Realizar un examen de la estructura de las flores: plantas dioicas son alogamas.  Si la planta no produce semillas en condiciones de aislamiento es alógama, si produce semillas puede ser autogama o autofertil.  Cuando se presenta perdida de vigor o depresión por endogamia, entonces la especie es alógama.

9

7. ¿Qué es la Androesterilidad, cuantos tipos de androesterilidad se presenta y cómo funciona? (Vallejo & Estrada (2002), explican que la Androesterilidad ocurre cuando los gametos masculinos no son funcionales debido al efecto de genes mutantes. Cuando se detecta la planta estéril esta se cruza con una planta fértil, que puede ser heterocigota u homocigota, para poder conservar el gen recesivo de la androesterilidad. Existen diversos tipos de androesterilidad: 





8.

Androesterilidad citoplasmática: ocurre cuando hay plantas con un tipo de citoplasma especial que es androesteril, pero que puede producir semillas cuando están presentes las plantas polinizadoras adecuadas. Androesterilidad genético-citoplasmatica: ocurre cuando hay interacción entre un gen recesivo y un factor citoplasmático. Difiere de la citoplasmática en que la descendencia de la planta androesteril no es necesariamente androesteril, puede ser fértil, cuando se usan determinadas plantas como polinizadoras. Andoresterilidad genética: depende de los genes nucleares

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

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 (InfoAgro, sf).

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

Tipo de androesterilidad

Cebolla de bulbo (Allium cepa)

genético-citoplasmatica

Maiz

Citoplasmática

Zanahoria

Genética

Algodón

genética

Variedades de Trigo

Citoplasmática

Adaptado de: (Alvarado, Rodríguez, Sequeira, & Zapata, 1997)

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Bibliografía AGROSAVIA. (2019). Productos y servicios. Recuperado el 26 de 10 de 2019, de Oferta Tecnológica: https://www.agrosavia.co/productos-yservicios/oferta-tecnol%C3%B3gica Alvarado, G., Rodríguez, G., Sequeira, N., & Zapata, P. (1997). Uso de la esterilidad masculina para el mejoramiento vegetal. Recuperado el 02 de 11 de 2019, de http://usi.earth.ac.cr/glas/sp/90017325.pdf Garcia, J. (sf). Mejoramiento de especies alógamas. Recuperado el 01 de 11 de 2019, de http://www.fcaude.edu.uy/upload/Materiales/Unidad_7,_Mejoramiento_de_especies_al ogamas,_Parte_2(v2012)-0099-0330.pdf InfoAgro. (sf). Mejoramiento genético en plantas. Recuperado el 02 de 11 de 2019, de https://www.infoagro.com/agricultura_ecologica/mejora_genetica_plant as.htm Levitus, G., Echenique, V., Rubinstein, C., Hopp, E., & Mroginski, L. (2010). Biotecnología y Mejoramiento Vegetal II. Recuperado el 04 de 11 de 2019, de https://www.researchgate.net/publication/304459309_II_Capitulo_5_Va riacion_somaclonal Mujica. (2018). Metodos basicos de mejoramiento genetico de plantas. Recuperado el 01 de 11 de 2019, de http://aulavirtual.agro.unlp.edu.ar/pluginfile.php/38791/mod_resource/ content/1/clase%206%202018.pdf Tabares, E., Pachón, J., & Roca , W. (sf). Variacion somaclonal y su aplicacion al mejoramiento de cultivos. Recuperado el 02 de 11 de 2019, de http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Cultivo%20de%20Teji dos%20en%20la%20Agricultura/capitulo14.pdf Universidad Nacional del Nordeste. (2015). Morfologia de plantas vasculares. Recuperado el 31 de 10 de 2019, de Reproduccion asexual o multiplicacion vegetativa: http://www.biologia.edu.ar/botanica/print/Tema22multiplicacionvegetativa.pdf Vallejo , F., & Estrada, E. (2002). Mejoramiento genético de plantas. Recuperado el 03 de 11 de 2019, de http://bdigital.unal.edu.co/46265/3/9588095115_Part01.PDF Yah, J. (2011). Estudio de la variación somaclonal en la morfogénesis de Bletia purpurea. Tesis para obtener el grado academico de Maestro en ciencas

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de la floriultura. Yucatan: Centro de investigacion y asistencia en tecnologia y diseño del estado de Jalisco.

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