Especies Alógamas y su Importancia en la Mejora Genética

Las especies alógamas son plantas que dependen de la polinización cruzada, es decir, necesitan polen de otras plantas para reproducirse. Los principales vectores de polen son el viento y los insectos. Este proceso genera un intercambio genético constante, lo que permite mantener un alto grado de heterocigosis en cada generación. Un aspecto clave es que, al cruzar líneas puras de plantas alógamas, incluso si estas parecen «débiles», se puede obtener un híbrido vigoroso, un fenómeno conocido como vigor híbrido o heterosis.

Ejemplos de cultivos alógamos: Maíz, sorgo, girasol.

Objetivos de la Mejora Genética en Especies Alógamas

• Aumentar la frecuencia de alelos favorables en la población.
• Mantener un alto grado de heterocigosis.
• La estrategia se basa en la selección de plantas superiores y el entrecruzamiento de estas plantas selectas.

Variedad de Población: Métodos de Selección

1. Selección Masal: Selección de individuos o familias que exhiben las características deseadas. Incluye varios métodos:

• a. Selección individual: Se realiza antes de la polinización. Solo se reproducen las plantas seleccionadas, eliminando las no seleccionadas.
• b. Evaluación de descendencia: Se obtienen semillas por autofecundación para evaluar la presencia de homocigotos recesivos. Esto permite identificar características inconvenientes ocultas por la heterocigosis. Esta información es auxiliar y no se usa para generar las siguientes generaciones.
• c. Selección familiar: Se eligen familias completas y se cruzan utilizando los métodos mencionados anteriormente. Un ejemplo es la selección familiar de hermanos completos, donde las familias se obtienen mediante cruzamientos entre plantas de la población.
• d. Selección recurrente: Los mejores individuos de una generación se recombinan por fecundación cruzada con individuos de otra generación.

2. Selección Indirecta

3. Mezcla de Poblaciones o Variedades: Se seleccionan varias poblaciones con características agronómicas deseables y buena producción, y se mezclan de manera equilibrada. Es crucial que las características agronómicas sean homogéneas.

4. Especies Parcialmente Alógamas

Transgenia y Biotecnología Moderna

5. Transgenia: La biotecnología moderna permite modificar la genética de las plantas mediante la inserción de genes de interés, provenientes de cualquier especie, emparentada o no. Esto permite mejorar características de forma rápida y precisa.

Líneas Puras (LP) y su Obtención

La consanguinidad se utiliza para purificar características y aprovechar el vigor híbrido, obteniendo un producto comercial homogéneo. Las LP son conjuntos de individuos homocigotos.

Origen de las LP: Pueden provenir de variedades de población, razas locales o primitivas, entre otras.

• LP de 1ª generación: Se obtienen a partir de una población.
• LP de 2ª generación: Se obtienen por cruzamientos.

Métodos de Obtención de LP

1. Autogamia sucesiva.
2. Elección de semilla única: Se selecciona un grano de cada planta en cada generación. Posteriormente, se realiza una fecundación artificial en condiciones controladas.
3. Cultivo de anteras y microsporas: Permite obtener líneas puras completamente homocigotas en un solo paso.
4. Mantenimiento de líneas puras de especies alógamas.

Evaluación y Mejora de Líneas Puras para Aptitud Combinatoria

Las LP se evalúan según:

• Características morfológicas, agronómicas, fisiológicas, patológicas, etc.
• Aptitud combinatoria: Capacidad de producir híbridos vigorosos al cruzarse con otras líneas.

Mejora de LP para Aptitud Combinatoria

1. Selección recurrente por Aptitud Combinatoria General (ACG).
2. Selección recurrente por Aptitud Combinatoria Específica (ACE).
3. Selección recurrente recíproca.

Aptitud Combinatoria General (ACG): Capacidad de una LP para formar híbridos con cualquier otra línea. Métodos:

1. Policruzamiento.
2. Top-cross.

Aptitud Combinatoria Específica (ACE): Valor híbrido resultante del cruce entre dos LP concretas. Métodos:

1. Cruzamientos dialélicos.

Híbridos Comerciales y Heterosis

Heterosis o vigor híbrido: Aumento en la expresión de ciertos caracteres después del cruzamiento entre especies, variedades o líneas puras. La heterosis es la base para la creación de híbridos comerciales.

Híbrido: Producto del cruzamiento de dos o más parentales seleccionados para maximizar la producción y la homogeneidad fenotípica en la explotación comercial. El mayor costo de un híbrido debe estar justificado por un mayor rendimiento y homogeneidad.

Obtención de Híbridos

1. Obtención y evaluación de parentales (LP con buena ACE).
2. Mantenimiento de los parentales, asegurando su identidad genética.
3. Producción de la semilla híbrida comercial.

Tipos de Híbridos

• Simple o de dos vías (AxB): Ejemplos: Maíz, Girasol, Sorgo.
• Doble o de tres vías (AxB)xC: El híbrido simple (AxB) actúa como parental femenino.
• De cuatro vías (AxB) x (CxD).

Eventos/Traits y Biotecnología Aplicada

La biotecnología moderna permite insertar genes de interés en las plantas, otorgándoles nuevas características. Esto se logra extrayendo el gen deseado, colocándolo en un vector, clonándolo e introduciéndolo en el organismo objetivo, creando un individuo transgénico.

Métodos de introducción de genes:

• Transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens (principalmente en dicotiledóneas). El plásmido de Agrobacterium contiene un fragmento de ADN-T que se integra en el cromosoma de la planta.
• Biobalística.
• Electroporación.
• Microinyección directa.
• Uso de virus vegetales.

Cultivos BT y Resistencia a Insectos

Los cultivos BT son resistentes a ciertas especies de insectos plaga. Su nombre proviene del uso de la bacteria Bacillus thuringiensis, que produce proteínas (Cry y Vip) tóxicas para insectos específicos.

• Maíz BT: Resistente al barrenador del tallo, gusano cogollero e isoca de la espiga.
• Soja BT: Resistente a la oruga de las leguminosas, falsa medidora, oruga medidora, oruga bolillera y barrenador del brote.

Refugio: Una estrategia para retrasar la aparición de resistencia en las plagas. Consiste en sembrar una porción del cultivo con plantas no BT, proporcionando una población de insectos susceptibles que se cruzarán con los resistentes, manteniendo la susceptibilidad en la población.

Tolerancia a Herbicidas y Otros Rasgos

Muchos cultivos están modificados genéticamente con el gen EPSPS cepa CP4 para tolerar el glifosato, un herbicida que inhibe la producción de aminoácidos aromáticos esenciales. El trigo con el gen hahb-4 se utiliza para la tolerancia a la sequía.

Acumulación de rasgos/Apilamiento de rasgos/Stack: Cultivos que combinan múltiples características genéticamente modificadas.