Genética Cuantitativa
Variación en el Porcentaje de Sacarosa en un Clon de Caña de Azúcar
Suponga que usted ha sido encargado para evaluar el porcentaje de sacarosa en un clon de caña de azúcar, para lo cual se tomaron 100 muestras en una hectárea. Los resultados le indican que las 100 muestras difieren significativamente en el valor obtenido. ¿A qué podría atribuir usted esta situación? ¿Es aprovechable en un programa de mejoramiento genético de caña de azúcar?
La caña de azúcar es una especie de reproducción asexual en la cual se utiliza un tipo de cultivar denominado clon, y en este caso todas las muestras tomadas en la hectárea son genéticamente iguales. Debido a este conocimiento, y sabiendo que el fenotipo está en función del genotipo y de la influencia ambiental, se puede afirmar que las variaciones observadas son debidas al ambiente. Existirán en la hectárea diferencias en el suelo, de humedad, de topografía, o cualquier otra causa ambiental que influyen diferencialmente en los individuos de los cuales se tomaron las muestras, expresando así un fenotipo distinto aun teniendo el mismo genotipo. Esta variación no es aprovechable en un programa de mejoramiento genético, ya que las variaciones ambientales no son heredables.
Cálculo de Frecuencias Alélicas a partir de Frecuencias Genotípicas
p = f(A) = f(AA) + 0.50 f(Aa)
q = f(a) = f(aa) + 0.50 f(Aa)
p + q = 1
Mejoramiento Genético en Caraota: Resistencia al Virus del Mosaico Sureño
Suponga que se cuenta con un cultivar de caraota con excelente comportamiento agronómico, pero desde las últimas temporadas de siembras se ha visto muy disminuido en sus rendimientos debido a la presencia del virus del mosaico sureño. Conociendo que la resistencia a este virus es monogénica, ¿qué haría usted para superar este problema usando herramientas de mejoramiento genético en plantas?
Ya que la resistencia es una característica monogénica, el cultivar afectado puede ser mejorado mediante retrocruzas. Es necesario acudir a un banco de germoplasma y obtener un material que sea resistente al virus presente en la zona donde se está dando el problema. Una vez identificado el material, hay que realizar el cruzamiento entre dicho material y el cultivar afectado. Luego de 5 retrocruzas, la progenie que se obtiene tiene un poco más del 97% del contenido genético del cultivar original. Se toman las semillas de las plantas resistentes, asegurando que provienen de homocigotos dominantes. De esta última se deben tomar las semillas para multiplicar el genotipo agronómicamente deseable y resistente.
Estrategias de Mejoramiento Genético en Maíz, Tomate y Caña de Azúcar
Suponga que usted está encargado de un programa de mejoramiento genético en maíz (especie alógama), tomate (especie autógama) y caña de azúcar (especie de reproducción asexual). Usted cuenta con 30 genotipos altamente variables de cada una de las especies mencionadas. Explique brevemente los pasos necesarios para mejorar genéticamente el rendimiento en estas especies.
La primera consideración a tomar en cuenta es que la característica a mejorar, el rendimiento, es una característica poligénica que depende en gran medida de la influencia ambiental. El trabajo de mejoramiento genético será obtener e identificar plantas con alto rendimiento potencial.
Maíz
Siendo un cultivo alógamo, se genera variabilidad genética mediante la reproducción natural de los 30 genotipos, sembrándolos juntos. Debido a la panmixia, en la cosecha de las semillas obtenidas bajo reproducción natural estarán representadas todas las combinaciones posibles entre los 30 genotipos. Partiendo de esta población genéticamente variable, se puede iniciar un programa de selección recurrente. Las semillas cosechadas serán sembradas y la fase de evaluación se realizará sobre las plantas provenientes de estas semillas, midiendo cuál de ellas presenta mejor rendimiento. De esta forma se cumple el primer ciclo de selección. El segundo ciclo de selección se inicia sembrando el 25% de las semillas cosechadas con mejor rendimiento. Esta nueva población es evaluada y se selecciona el 25% de las mejores. Se repite este ciclo tantas veces hasta que se obtenga una población mejorada, y si su rendimiento es superior a los testigos, se puede registrar la nueva semilla.
Tomate
La variabilidad genética se logra mediante el cruzamiento de los 30 genotipos disponibles, pudiendo hacerse mediante cruzamientos simples. Se seleccionan aleatoriamente pares de genotipos y se cruzan entre sí. Los cruzamientos son manuales, ya que el tomate es naturalmente autógamo, y cada uno de los 30 genotipos debe intervenir en la misma cantidad de cruzamientos. La fase 2 se hace por reproducción natural, es decir, por autogamia.
Caña de Azúcar
En este caso no hay que llevar el material hasta la F2, pues normalmente las plantas de reproducción asexual son altamente heterocigotas. Si no hay reproducción sexual, se pueden inducir mutaciones en los 30 genotipos para obtener una población genéticamente variable.