2. Tipos de reproducción
TIPOS
A) Vegetativa: Por partes
ASEXUAL:
vegetativas no intervienen
los órganos reproductores:
P ejem: Rizomas, acodos, yemas,
esquejes, bulbos, estacas,
micropropagación: etc.
Obligada: Siempre por
apomixis
B) APOMIXIS: Participan los
órganos reproductores sin la
Facultativa: por
fecundación
Apomixis
Sexual
SEXUAL
Intervienen los órganos reproductores
Femenino (♀) y Masculino (♂)
3. Reproducción Vegetativa
Esquejes o gajos son fragmentos de plantas
Injerto: es un método de propagación
vegetativa artificial de los vegetales
en el que una porción de tejido procedente de
una planta —la variedad o injerto propiamente
dicho— se une sobre otra ya asentada
Yemas: órgano complejo de los vegetales
que se forma habitualmente en la axila de
las hojas
Micropropagación:
Los descendientes forman un CLON
CLON: es un conjunto de individuos genéticamente idénticos que descienden de
un mismo individuo por mecanismos de reproducción asexual.
5. Apomixis
Las semillas se reproducen a través de otros proceso distintos de
la meiosis normal y la fecundación.
Partenogénesis. El embrión se desarrolla directamente de un
huevo no fertilizado, que puede de haploide normal o diploide
anormal.
Apogamia. El embrión se desarrolla de núcleos haploides
diferentes a los huevos (fusión de células del saco embrionario,
como antípodas, sinérgidas, núcleos polares), es muy frecuente
en cítricos y en mango.
Aposporia. El saco embrionario se forma directamente de una
célula somática diploide, sin la reducción y formación de
esporas.
Dipolosporia. El embrión proviene directamente de la célula
madre o megaspora.
7. Apomixis: es la capacidad natural que ocurre de una cierta especie de
planta de reproducirse asexualmente a través de las semillas.
•En la apomixis, los embriones se convierten sin la contribución de un
gameto masculino.
•Las
semillas
producidas
apomícticamente
heredan
sus
genes
exclusivamente de la madre, y las plantas que crecen de estas semillas
son tan idénticas a la planta madre.
•A diferencia de las plantas con reproducción sexual que producen una
variedad
amplia
de
diversos
descendientes
formando
nuevas
combinaciones de los rasgos heredados del padre y de la madre.
•El descendiente apomíctico, hereda todos los rasgos de la madre en una
forma inalterada.
8. Apomixis
•Ocurre naturalmente en cerca de 400 especies;
•Más de cuarenta familias de plantas.
•La
apomixis
se
piensa
pudo
haberse
desarrollado
independientemente en épocas múltiples de antepasados
sexuales.
•Los mecanismos que conducen a la reproducción apomíctica
son diversos pero comparten la característica común que la
secuencia de evento normal durante la reproducción sexual.
9. Importancia de la reproducción asexual en el
fitomejoramiento
•Radica en que la descendencia no presenta variación
genética debido a que todos los individuos provienen de
divisiones mitóticas.
•Por lo tanto, los individuos son genéticamente iguales, y
originan un clon cuyas características son fenotípica y
genotípicamente idénticas.
•Un clon puede ser homocigote o heterocigote, y no
presenta variación genotípica mientras se reproduzca
asexualmente.
•En caso de que haya variación,ésta podría deberse al
ambiente, a una mutación o una ,mezcla de clones.
10. REPRODUCCIÓN SEXUAL
La reproducción sexual se efectúa mediante la formación de
células especializadas llamadas gametos:
Gameto masculino y femenino, de cuya fusión (singamia)
resulta un cigote; de este se origina posteriormente un
embrión, del cual se forma un nuevo individuo o planta.
Los gametos pueden producirse en el mismo individuo o en
otro diferente; lo gametos femeninos se producen en el
gineceo y los masculinos en el androceo.
La producción de gametos masculinos es mucho mayor que
la de gametos femeninos.
El gameto femenino se encuentra en el saco embrionario y se
le denomina oosfera o huevo, y el gameto masculino se
encuentra en el grano de polen.
11. REPRODUCCIÓN SEXUAL
Las células gaméticas llevan solamente la mitad del número
de cromosomas correspondiente a la planta en cuestión.
Cada uno de estos cromosomas es homólogo del que formó
la otra célula hija, pero no idéntico a ella, de modo que lo
gametos provenientes de una célula pueden tener una
constitución diferente o pueden ser iguales.
Para dar origen a una nueva planta, se necesita que un huevo
y un esperma se junten en la fecundación, dando origen a un
cigote.
El cigote y más tarde la planta adulta, contienen dentro de sus
células un genomio que está formado por la mitad del número
de cromosomas provenientes del gameto femenino y la otra
mitad del gameto masculino.
12. n
n
Células sexuales (n)
Singamia
2n
cigote
embrión
individuo
En la reproducción sexual de individuos diploides, para que los
descendientes resulten normales, se requiere que lo gametos de
las células sexuales que intervienen en el apareamiento sean de
igual número cromosómico y de la misma especie y/ o género.
En este tipo de reproducción los gametos femeninos y masculinos
son células heterógamas, es decir, diferentes en tamaño y forma.
13. Gameto ♀ vs. ♂
En este tipo de reproducción los gametos femeninos y masculinos
son células heterógamas, es decir, diferentes en tamaño y forma.
Gameto femenino
vs
Gameto masculino
Mayor volumen
menor volumen
Mayor citoplasma
menor citoplasma
Inmóvil
Móvil
16. Clases de flores
Completas. Tienen
todas sus estructuras:
Androceo, gineceo,
corola y cáliz
Incompletas. Ausencia
de una de las estructuras.
Todos los cereales:
Trigo, Avena, Cebada,
Sorgo etc.
18. Tipos de flores
Perfectas : Órganos ♂ y ♀
en la misma flor.
Imperfectas: Sexos en
distintas flores.
Rosal,
Cítricos,
Tomate
Girasol,
cebolla,
Chile
♂
Flores estaminadas ♂
Flores pistiladas ♀
♀
Maíz,
Cucurbitáceas
19. Tipos de plantas: por el lugar donde
se forman los gametos
Monoicas: Ambos sexos en la misma
planta.
Maíz, Sorgo, Trigo, Arroz, Girasol,
Algodón, soya, Trébol rojo,
cucurbitáceas.
Dioicas: Poseen sexos en diferente
pié ó planta.
Palma datilera, espárrago, espinaca,
lúpulo, Fresa, cáñamo, sauce.
23. Tipos de planta:
por la forma en que se polinizan
Autógamas. Se polinizan así mismas: Trigo,
arroz, Frijol, etc
Alógamas. Plantas de polinización cruzada.
Maíz, girasol, alfalfa etc
Mixtas. Plantas con 50% de autopolinización y
50% de Polinización cruzada, Aguacate,
algodón, etc
24. Plantas autógamas y alógamas
La condición de Autógama y alógama de una especie,
no depende de cómo y dónde pueda formar gameto,
sino de cuáles de los gametos se unen entre sí para
formar el cigote.
La distinción entre Autógama y alógama tiene gran
importancia en Mejoramiento de plantas.
La diferencia entre estos dos grupos estriba en en la
estructura genética de las poblaciones.
Autógamas, Autofecundación, Endogamia.
Alógamas, polinización cruzada, Exogamia.
25. Plantas autógamas y alógamas
Una población puede
ser:
Fenotípicamente:
Homogénea
Heterogénea
TIPOS DE POBLACIONES
Genotípicamente:
Heterocigota
Homocigota
Híbridos.
Heterogénea-Homocigota
Líneas puras
Homogénea-Heterocigota:
Homogénea-Homocigota:
Mezcla de líneas puras
Heterogénea-Heterocigota
Variedades de polinización libre
26. Plantas Autógamas
Son aquellas que se reproducen por
autofecundación.
Consisten de una mezcla de líneas homocigotas.
La proporción de polinización cruzada natural es
de 0 a 5%.
Efectos de la autofecundación.
27. Efectos de la autofecundación
P2
AA x aa
F1
F2:
25% AA
P2
Aa
50% Aa
12.5%
F3:
37.5% AA:
43.75 AA
AA
25% aa
12.5%
25% Aa
6.25%
F4:
.
.
Fn
(Autofecundación)
6.25%
12.5 Aa
Líneas Puras
37.5% aa
43.75 aa
aa
28. Efectos de la autofecundación
Gene´n
% Hetero
100
%Homo
100
0
F2
50
50
F3
25
75
F4
12.5
87.5
F5
6.25
93.75
F6
3.125
96.875
Mendel demostró que
partiendo de un
heterocigote Aa,
la autofecundación
contínua da lugar a
una disminución a la
heterocigosis de ½
en cada generación
90
80
70
Porcentaje
F1
% Hetero
%Homo
60
50
40
30
20
10
0
F1
F2
F3
F4
Generacion de Autofecundación
F5
F6
29. Efectos de la autofecundación
La proporción de plantas homocigotas se puede estimar en cualquier
generación (m) y con “n” números de pares de genes:
%Homocigotes = (2m-1/2m)nx100;
Por ejemplo: Estimar el % de homocigotes con 10 pares de genes después
de seis generaciones de Autofecundación:
n=10, m=6
m=Generaciones de autofecundación
n=Número de pares de genes
% de homocigotos=(26-1 /26)10 x 100
=(64-1/64)10 x 100 = (63/64)10 x100 = 85.42%
Ejercicio: Estime el % de homocigosis y heterocigotos para las
generaciones: m=1, 2, 3, 4, 5, con n=10. Graficar los resultados.
30. De lo anterior se deduce:
Los homocigotos aumentan y los heterocigotes
disminuyen un 50% de acuerdo a m generaciones.
En la F2 ocurre el mayor numero de
combinaciones posibles.
A partir de la F2 el número de genotipos es
constante, lo que varía es el porcentaje de
individuos por genotipo.
Una población de genotipos homocigotos no
siempre es homogénea, debido a que existen dos
tipos de homocigotos los dominantes y los
recesivos.
31. Plantas Alógamas
Se reproducen por polinización cruzada.
Los gametos que se unen provienen de plantas
diferentes.
Son alógamas las plantas:
Monoicas con flores hermafroditas ó unisexuales
Dioicas
Autoestériles ó Androestériles
Autoincompatibles: Girasol
32. Plantas Alógamas
Existe intercambio genético constante.
Los gametos de una planta se unen con los
gametos de otras.
Por lo tanto se mantiene un alto grado de
heterocigosis
Son plantas alógamas:
Maíz, Girasol, Zanahoria, Centeno, Alfalfa,
Manzano, Espárrago, Melón, Calabaza, Sandía Peral,
etc.
33. Efectos de la Alogamia
Incrementa la variabilidad genética.
La proporción de homocigotes es muy bajo.
Predominan los heterocigotes (Aa).
A causa de la dominancia (A>a), muchos genes
recesivos (a) de efectos letales quedan ocultos.
Los procedimientos de selección son lentos.
34. Efectos de la Alogamia:
“Si se hace selección en contra de aa”
Del Homocigoto aa
Heterocigotes
F2:
25% AA
Aa
50% Aa
12.5%
F3:
37.5% AA:
25% Aa
6.25%
12.5 Aa
43.75 AA
3.125%
46.875%
AA
25% aa
12.5%
6.25%
F4:
.
F5:
.
Fn
(Autofecundación)
6.25% Aa
3.125% Aa
12.5% aa
3.125% 6.25% aa
3.125% aa
aa
“Tiende a eliminarse el recesivo”
Pero permanece oculto en los heterocigotos
35. Efectos de la Alogamia:
“Si se hace selección en contra del Dominante A ”
Heterocigotes
Aa
F2:
25% AA
50% Aa
F3:
Se eliminan AA y Aa
25% aa
25% aa
Se elimina en una generación los genotipos con el gene dominante “A”
36. Especies mixtas
Son mixtas:
Algodón: Tiene alto grado de autofecundación,
La polinización cruzada varía de 5-25%
En abundancia de insectos hasta el 50%
En sorgo, es del 5% y se eleva con altas
temperaturas.
38. Control Artificial de la polinización
En la ciencia, el investigador desarrolla procedimientos y
técnicas.
El fitomejorador no es la excepción.
Usa técnicas y procedimientos para la formación de variedades ó
híbridos.
Depende de la especie y el carácter a mejorar.
Una de ellas es: “Manipulación de la polinización”.
39. Procedimientos esenciales para el
control de la polinización:
Autofecundación y Cruzamiento
Su uso depende de:
Tipo de planta
Especie de que se trate
Estructura floral
Su forma de polinización; Alógama ó Autógama
Importante: Conocer los hábitos de
floración y polinización
40. Control de la polinización:
Puntos de vista del fitomejorador
Evitar la polinización cruzada. No tener híbridos indeseables.
a) Aislando el lote donde se formarán las cruzas, Por:
Distancia: de 500 a 1000m entre otros lotes del mismo cultivo.
Fechas de siembra. Adelantar ó retrazar la siembra, de tal manera que
no coincida la floración con la de otros lotes.
Barreras artificiales. Circundar el lote de cruzas con cualquier otro
material para evitar la cruza con otros materiales.
b). Usando implementos ó materiales como:
Bolsas, jaulas ó alguna otra barrera artificial que impida la dispersión de
polen.
41. Aislamiento (Ver diapositiva de aislamiento)
Distancia: por ejemplo MAÍZ es muy efectivo
Considerar los vientos dominantes
No funciona en cultivos cuya polinización es por insectos
Polen
Lote
Lote de
comercial 500 a 800m Trabajo
Lote
comercial
500 a 800m
Polen
500 a 800m
Lote
Polen
comercial
42. Aislamiento - Distancia
El polen de los surcos
bordo diluye la
contaminación
El uso efectivo de los
surcos bordo macho es
crítico en la
producción de semilla
de híbridos
45. Aislamiento
La dirección del polen contaminante
y los vientos predominantes tienen influencia
en la cantidad de contaminación
La condición del medioambiente durante la
polinización
La pureza genética deseada
46. Distancias mínimas de aislamiento
para diferentes categorías y tipos de
maíz
Categoría
Original
Básica
Registrada
Certificada
VPL*
500m
400m
300m
200m
Híbridos
400m
300m
200m
Líneas
600m
500m
Fuente: SNICS-SAGARPA-Col.dePosgr., 2003
* VPL= Variedades de polinización libre
Ojo: consultar, Semilla original, básica, registrada y certificada.
47. Aislamiento en Tiempo
Por fecha de siembra. Con la finalidad de
evitar coincidencias entre las floraciones, la
siembra del lote de producción de semilla
debe efectuarse (antes o después) con
relación a cualquier otra siembra de maíz
localizada dentro de la distancia minima
establecida como crítica.
48. Aislamiento en Tiempo
La siembra debe programarse de tal manera que la
emisión de estigmas en el lote para producción de
semilla, no coincida con la liberación de polen en el
campo de maíz contaminante.
El inicio de la floración del progenitor femenino en
el lote de interés debe ocurrir cuando haya
culminado la liberación de polen en el lote
contaminante; o bien,
Que la liberación de polen en el lote contaminante
inicie al menos 15 días después de que haya
terminado la emisión de estigmas en el lote para la
producción de semilla.
49. Aislamiento - Tiempo
Es mucho más conveniente cuando hay
riego disponible o en áreas con lluvias
todo el año
Considerar periodo vegetativo
30 días mínimo de diferencia entre las
fechas de siembra
Es probable que no se permita por los
estándares de certificación
50. Aislamiento - Sincronización
Los productores de semilla
híbrida experimentados
opinan que el mejor
aislamiento es cuando el
progenitor macho
comienza a liberar polen,
justo antes de la
emergencia de los estigmas
en el progenitor femenino
51. Métodos para efectuar correcciones por
aislamiento deficiente
Método 1. Destrucción o desespigamiento del
maíz contaminante, antes de la aparición de los
estigmas en los materiales en multiplicación.
Método 2. Destrucción de los jilotes que tuvieron
estigmas expuestos durante el periodo de
polinización del maíz contaminante.
52. Métodos para efectuar correción
por mal aislamiento (cont.)
Método 3. Destrucción de las plantas que
produjeron semilla y que estuvieron aisladas
inadecuadamente de la fuente de
contaminación.
Método 4. Cubrimiento de jilotes y uso de la
polinización controlada.
53. Aislamiento - Resumen
Métodos principales:
Distancia
Tiempo
Sincronía entre
progenitores macho
y hembra
Factores adicionales:
Surcos bordo
Tamaño de campo
Barreras naturales
Viento
56. Técnicas de Emasculación y
Polinización Artificial
Problema fundamental:
Colocar el polen funcional
sobre los estigmas receptivos
en el momento oportuno.
En un programa de mejora
debe protegerse de:
Autofecundaciones y
Cruzas indeseables
De Autofecundaciones:
Emasculando ó eliminando el
polen;
De Cruzas: Uso de bolsas,
glacines, jaulas, para aislarlos de
polen extraño.
♀
♂
Polen
57. Equipo Usado en Autógamas:
Materiales:
Pinzas,
Tijeras, Pincel,
Glacines, etiquetas,
Clips, Lupa, Lentes
De aumento, lápiz
Etc.
58. Equipo Usado en Alógamas:
Materiales:
Tijeras, Bolsas,
Glacines,
etiquetas,
Clips, Lupa,
Lentes
De aumento,
lápiz,
Engrapadora,
Pincel Etc.
59. Emasculación:
Remoción de los
órganos masculinos
(anteras) de la flor de la
planta que se utilizará
como hembra.
Es muy importante en
las especies con flores
hermafroditas.
Existen diferentes
formas de emascular
60. Procedimientos de emasculación
1. Remoción de anteras: La mas común,
2. Destrucción de polen por medio de:
Calor: H2O caliente (45° a 48°C) por 10 min en sorgo, arroz
y plantas forrajeras.
Frío: H2O a 0°C (Trigo, arroz)
Alcohol Etílico al 57% por 10 min en alfalfa.
3. Sin emasculación: Plantas autoestériles e incompatibles.
4. Esterilidad masculina: Plantas que No producen polen.
5. Agentes Químicos: Gameticidas, hormonas, ácidos etc.
6. Biotecnología. Esterilidad Constitutiva Pioneer (ECP)