Fitomejoramiento actualizado II

VI. METODOS DE MEJORAMIENTO GENETICO EN PLANTAS AUTOGAMAS
Hay un conjunto de técnicas y procedimientos que se tienen que realizar en forma
ordenada para crear una nueva variedad; sin embargo, el fitomejorador puede
desviarse considerablemente de acuerdo a su capacidad, iniciativa y experiencia; por
supuesto sin alejarse de los principios generales o básicos.
En plantas autógamas el porcentaje de polinización cruzada natural es tan pequeña
que puede considerarse despreciable desde el punto de vista de mejora miento
genético.
6.1 PRINCIPALES METODOS DE MEJORAMIENTO PARA CREAR NUEVAS VARIEDADES
DE ESPECIES QUE SE AUTOFECUNDAN
1. Introducción
2. Selección
3. Hibridación
1. INTRODUCCION.- Consiste en colectar o introducir material genético foráneo con
los siguientes fines:
a) Para uso inmediato como nueva variedad.- Muchas variedades o especies nuevas
han ingresado al país y han tenido una buena adaptación, por lo que han sido
inmediatamente cultivadas como variedad nueva. Ejm. Variedad Precoz de
garbanzo.
b) Para uso mediato.- cuando al introducir una nueva variedad o especie, se requiere
realizar algunas pruebas de adaptación y rendimiento, antes de seleccionar la
mejor. Algunas variedades de garbanzo, trigo, han sido aceptadas como nueva
variedad después de algunos años de pruebas.
c)
Para uso como progenitor.- En este caso, las variedades o especies nuevas
solamente tienen valor desde el punto de vista de ser portadores de algún gen de
resistencia a algún problema específico (hongos, virus, bacterias, sequía, salinidad,
etc.), entonces se les utiliza como progenitores dentro de un plan de hibridaciones
para no perder las características deseables de las variedades locales; pero
incorporando los genes de resistencia necesarios.
Para introducir material genético, se debe recurrir a los centros de origen o de
diversificación ya que según Vavilov allí se encuentra la mayor variabilidad genética de
las especies; sin embargo es mucho más práctico recurrir a los Centros Internacionales
donde se encuentran los Bancos de Germoplasma.
El CIP, el CIMMYT, CIAT, ICARDA, ICRISAT, etc., son algunos de los centros
internacionales donde se mantiene el germoplasma que el fitomejorador requiere
como materia prima para sus trabajos de mejoramiento genético y a los cuales puede
recurrir cuando sea necesario.
1
Cuando se ingresa un nuevo material genético al país, se debe cumplir con realizar la
cuarentena a fin de evitar que nuevos patógenos ingresen junto con las plantas o
semillas; lo cual está a cargo de un ente oficial.
2. SELECCIÓN.- Es uno de los procedimientos de mejoramiento más antiguo y
constituye la base de todo mejoramiento genético. Es un proceso natural o artificial
mediante el cual se separan un grupo de plantas de una población mezclada (con
variabilidad genética). La eficiencia de la selección depende de la variabilidad
genética. Para crear nuevas variedades que se autofecundan, existen dos métodos de
selección:
a) Selección masal.
b) Selección individual o de líneas puras
a) Selección masal.- Consiste en cosechar la semilla de las mejores plantas
fenotípicamente superiores por un determinado carácter, se mezcla dicha semilla,
y se siembra la siguiente generación. Ese grupo de semilla mezclada, es una
selección masal y está compuesta por genotipos más o menos similares; con cierta
variabilidad genética sobre todo en sus características cuantitativas como
rendimiento, tamaño o calidad. Ejm. Por selección masal se ha mantenido a través
de los años la variedad de “pallar criollo”, sin requerir mayores conocimientos de
mejoramiento genético. Es un método fácil, simple y económico cuyo objetivo es
mejorar el promedio general de la población mezclando genotipos superiores ya
existentes; es decir, no se crea nada.
Un procedimiento general para la creación de nuevas variedades por selección masal
es el siguiente:
-
Primer año.- Se seleccionan algunos cientos de plantas de fenotipo semejante, se
cosechan y se mezclan sus semillas.
-
Segundo año.- Se realizan pruebas preliminares de rendimiento comparando con
un testigo, el cual puede ser la variedad original. Se evalúan características
importantes.
-
Del tercero al sexto año.- Se continúan las pruebas de rendimiento y adaptación
comparando con testigos.
-
Séptimo año.- Se inicia la multiplicación de semilla para su distribución.
DESVENTAJAS:
-
Cuando se inicia la selección, no se sabe si las plantas son homocigotas o
heterocigotas por lo que puede haber segregación y se hace necesario repetir la
selección fenotípica.
-
El carácter seleccionado puede ser ambiental y no genético.
2
b) Selección Individual o de Lineas Puras.- Una línea pura es la progenie que
desciende únicamente por autofecundación de una sola planta. Una variedad de
línea pura es más uniforme que una variedad obtenida por selección masal ya que
todas las plantas de una línea pura son exactamente iguales. Un eje mplo del
procedimiento general para obtener una nueva variedad de línea pura es el
siguiente:
-
Primer año.- Se seleccionan un buen número de plantas fenotípicamente
superiores de una población mezclada.
-
Segundo año.- se siembra la progenie de cada planta en un surco individual. Se
cosechan las plantas superiores y se eliminan las inferiores. Cada progenie que
queda es una línea experimental.
-
Tercer año.- se siembran las líneas en lotes de observación con repeticiones.
Sólo se cosechan las líneas sobresalientes.
-
Del Cuarto al Séptimo año.- Se realizan pruebas de rendimiento.
-
Octavo año.- Se multiplica la mejor línea para su distribución.
La selección de líneas puras se practica en poblaciones segregantes después de la
hibridación artificial de dos variedades. La prueba de progenies es esencial en la
selección de líneas puras con el objeto de evaluar en forma precisa el comportamiento
genético de la planta seleccionada.
El tiempo de permanencia de una línea pura depende de la especie de que se trate, de
su estabilidad genética, del porcentaje de polinización cruzada natural y del cuidado
que se tenga.
Una línea pura puede dejar de serlo por: mezclas mecánicas con semilla de otras
variedades, por cruzamiento natural con otras variedades y por mutación.
DESVENTAJAS:
-
Su rango de adaptación es muy estrecho;
-
Es poco estable frente a variaciones ambientales;
-
Es muy vulnerable frente a la aparición de nuevas enfermedades.
Se propone la creación de multilíneas porque tiene mayor variabilidad genética, pero
puede tener el inconveniente de que son menos atractivas por la falta de uniformidad
que puede dificultar la certificación de los campos semilleros y generalmente tiene
menor rendimiento que la mejor línea dentro de la mezcla.
TEORIA DE LA LINEA PURA:
El botánico danés, Johannsen estableció la teoría de la línea pura en 1903,
experimentando con la variedad de frijol “Princess”:
-
Seleccionó al azar semillas grandes y pequeñas de un lote de semillas.
3
-
Sembró estas semillas y cosechó cada planta por separado.
-
Las semillas que se cosecharon en cada planta, variaron en tamaño, pero el peso
promedio de la progenie que provenía de las semillas grandes fue mayor que el
peso promedio de la progenie que provenía de las semillas pequeñas.
-
Esto indicó que la selección fue eficaz al separar las semillas por tamaño (genes
diferentes para tamaño).
-
Para probar la eficiencia de la selección, Johannsen seleccionó 19 líneas puras de
la mezcla de semillas (el frijol se autofecunda).
-
Dentro de cada línea pura, seleccionó una semilla pequeña y otra grande.
-
La progenie de las semillas grandes y pequeñas dentro de una misma línea pura,
variaron en los pesos individuales; pero el peso promedio de la progenie de
semillas grandes fue semejante al peso promedio de la progenie de semillas
pequeñas dentro de una misma línea pura.
Estos resultados indican que:
-
La población original tenía variabilidad genética y ambiental;
-
La línea pura, luego de ser aislada, no presentó variabilidad genética. La
variabilidad observada en el tamaño era solamente ambiental.
-
En una línea pura la selección es ineficaz porque no hay variabilidad genética.
3. HIBRIDACION.- Consiste en combinar las características de variedades
progenitoras en una línea pura para que se reproduzca idéntica a sí misma. En este
método, se cruzan dos variedades, se selecciona en la descendencia segregante las
plantas en las cuales se combinen los caracteres deseables de los progenitores, para
su multiplicación y prueba.
Si los segregantes de una cruza muestran superioridad a sus progenitores en
caracteres cuantitativos, cuya herencia está determinada por genes múltiples, se
llaman segregantes transgresivos.
Para mejorar especies que se autofecundan, el cruzamiento entre progenitores es por
polinización artificial, para lo cual, previamente se ha tenido que hacer emasculación
(remoción de las anteras o estambres) antes que se haya producido el derrame del
polen. Cada cultivo o especie tiene sus propias particularidades requiriéndose por lo
tanto un absoluto conocimiento de los hábitos de floración de la especie con la cual se
está trabajando.
PROCEDIMIENTOS DE SELECCIÓN DESPUES DE LA HIBRIDACION:
1. Selección genealógica
2. Selección de población masal
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1. Selección Genealógica.- Se selecciona a partir de la F 2 (primera generación de
autofecundación), las plantas con la combinación deseada y se vuelve a
seleccionar en las progenies sucesivas de cada planta seleccionada en las
generaciones subsiguientes hasta lograr pureza genética.
2. Selección de población masal.- La selección se pospone hasta la F 5 ó F 6 en que la
segregación prácticamente ha cesado y hay un alto grado de homocigosis.
Pueden pasar entre 10 a 15 años antes de lanzar una nueva variedad después de la
hibridación y selecciones respectivas.
CRUZAMIENTO MULTIPLE.- Es un sistema complejo en el que se cruzan
sistemáticamente de 8 a 16 variedades o líneas puras. La cruza múltiple se origina por
el cruce de pares de progenitores, cruzando luego pares de F1, y finalmente se cruzan
en una progenie común. Se trata de reunir en forma rápida combinaciones de genes
de distintos progenitores en una sola planta. El esquema sería el siguiente:
AxB
AB
CxD ExF
x
ABCD
CD
x
GxH
EF
x
x
GH
EFGH
ABCDEFGH
La desventaja es que pueden producirse combinaciones indeseables que se tienen que
eliminar mediante selecciones eficaces, retrazando más de lo necesario la obtención
de la cruza final.
RETROCRUZAS.- Es una cruza regresiva. Este método lo propusieron Harlan y Pope
(1922), para plantas autógamas, pero en la actualidad se usa también para plantas
alógamas. La retrocruza se puede utilizar cuando se quiere incorporar una o dos
características deseables de genes mayores a cualquier material genético.
La retrocruza se considera como un método para desarrollar líneas homocigotas. Uno
de los objetivos principales de las retrocruzas es transferir genes de resistencia a
enfermedades, provenientes de genotipos inferiores resistentes, a genotipos
superiores susceptibles.
La retrocruza se usa en la formación de líneas isogénicas o isolíneas para crear
después compuestos multilineales en autógamas. Se requiere satisfacer tres
condiciones:
a)
Selección del padre recurrente y el padre donador
b)
Conservación del carácter por transferir
c)
Suficiente número de retrocruzas.
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CRUZA REGRESIVA.- Es una hibridación recurrente, por medio de la cual se incorpora
una característica sobresaliente a otra variedad que adolece de ella; pero que tiene
otras características ventajosas. El procedimiento es simple: se cruzan las dos
variedades progenitoras (una recurrente: local, adaptada y la otra donante: con el gen
favorable, llamado también no recurrente).
El propósito de la cruza regresiva es recuperar el genotipo del progenitor recurrente,
excepto el nuevo gen que se está incorporando utilizando el progenitor donante. La
cruza regresiva es una forma de consanguinidad en la que las características del
progenitor recurrente se recuperan automáticamente después de varias cruzas
sucesivas. El número de cruzas regresivas puede variar de una a ocho, según lo que el
fitomejorador desee recuperar de la variedad recurrente. Podemos observar el
siguiente ejemplo:
Cruza original:
Var. Resistente a roya RR x Var. Local rr
“Donante“
1ra. Cruza regresiva
“Recurrente”
F1: Rr
x
rr
50% de genes de var. Recurrente
2da. Cruza regresiva
R1 ( Rr:rr ) x
rr
75% de genes de var. Recurrente
3ra. Cruza regresiva
R2 (Rr:rr)
x
rr
87.5% de genes de var. Recurrente
4ta. Cruza regresiva
R3 (Rr:rr)
x
rr
93.75% de genes de var. Recurrente
Se autofecunda
R4 ( Rr:rr)
96.875% genes de var. Recurrente
1RR : 2Rr : rr
De esta forma se obtiene plantas homocigotas RR (resistentes a roya, con genes de la
variedad local o recurrente)
Nota.- Solamente las plantas Rr (resistentes a roya, comprobadas por inoculación
artificial son las que se cruzan regresivamente o retrocruzan con l a variedad
local o recurrente).
VII. METODOS DE MEJORAMIENTO EN PLANTAS ALÓGAMAS
Cada especie tiene su propia particularidad, dependiendo además de su sistema de
reproducción y de su biología floral, del carácter a mejorar y de la decisión del
fitogenetista.
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Los principales métodos convencionales por medio de los cuales se crean variedades
nuevas en especies de polinización cruzada, pueden agruparse de la siguiente
manera:
1. Introducción
2. Selección
3. Creación de variedades sintéticas
4. Hibridación
1. Introducción.- Es un método de mejoramiento, mediante el cual se introducen
nuevos genotipos ya sea porque no existe en nuestra zona o país o porque no hay
suficiente variabilidad genética. En especies alógamas, las introducciones son
fuentes importantes de nuevas variedades. Se sabe que el material introducido
puede ser utilizado en forma inmediata, en forma mediata y como progenitor por
tener genes favorables deseados. En Estados Unidos se introdujo la variedad
Balboa de centeno, de Italia y se adoptó como una nueva variedad, sin
modificaciones. En Perú, se adoptó como nueva variedad al híbrido de espárrago
UC-157. Algunas cucurbitáceas como melones, sandía, etc., se someten a algunas
pruebas previas para ser adoptadas como nuevas variedades en nuestras zonas.
En otros casos, solamente se traen nuevos materiales para utilizarlos como
variedades donantes de algún gen favorable con resistencia a alguna enfermedad,
plaga o stress abiótico, en cuyo caso, se programan hibridaciones y luego la
progenie es seleccionada mediante los métodos más convenientes.
2. Selección.- A diferencia de las plantas autógamas, en las que se utiliza el método
de selección individual o de línea pura, en plantas de polinización cruzada, se
utiliza:
a) Selección en masa
b) Selección de progenies y mejoramiento por líneas
c)
Selección recurrente
a) Selección en masa.- Se basa en la selección fenotípica de plantas individuales y se
mezcla su semilla para la siguiente generación. Es el método más antiguo. Su
objetivo es incrementar la frecuencia de genotipos sobresalientes dentro de la
población. La eficiencia de la selección masal depende de: la variabilidad genética
de la población, de la precisión en que el fenotipo refleje al genotipo, de la
habilidad del fitomejorador y del tipo de carácter a seleccionar (hay ma yor
facilidad en caracteres cualitativos de herencia simple que en caracteres
cualitativos de herencia compleja). Ejm. Algunas variedades locales de maíz
mantienen su pureza varietal de esta manera.
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b) Selección de Progenies y Mejoramiento por Líneas.- La selección de progenies es
conocida también como surco por planta, consiste en seleccionar plantas madres,
cuya cosecha se mantiene por separado y en forma individual, de modo que cada
planta origina un surco en la siguiente generación, de tal manera que se p ueden
comparar las progenies de acuerdo a la variabilidad (heterocigocidad) que
muestren. En este método, se pueden realizar una o dos generaciones de
autofecundación para fijar caracteres como resistencia a enfermedades,
precocidad, etc.; sin embargo, se sabe que estas autofecundaciones tienden a
disminuir el vigor en las especies alógamas, por lo cual se debe permitir la
polinización cruzada a fin de recuperar el vigor de las plantas. También se puede
permitir la polinización cruzada entre un grupo de líneas que se han
autofecundado para fijar determinados caracteres, manteniendo su aislamiento
de otro grupo de líneas.
c)
Selección Recurrente.- Consiste en seleccionar en una población, plantas
sobresalientes respecto a un carácter deseado, (generalmente cuant itativos).
Estas plantas se autofecundan y su semilla se utiliza para producir progenies en
surco por planta. Estas progenies se cruzan en todas las formas posibles. Las
semillas híbridas de estas cruzas se mezclan y se produce una población (1er. Ciclo
de selección recurrente). En esta población se seleccionan las plantas con el
carácter deseado y nuevamente se siembra la progenie en surco por planta, se
cruzan nuevamente y la semilla híbrida se mezcla de nuevo para producir una
población (2do. Ciclo de selección recurrente) y se repite esto hasta comprobar
que en la población se ha fijado el carácter deseado, sin pérdida de variabilidad
genética.
3.- Formación o Creación de Variedades sintéticas.- La formación de variedades
sintéticas se basa en la combinación de líneas que han sido sobresalientes cuando
se les ha cruzado previamente; es decir, las combinaciones híbridas sobresalientes
se pueden mezclar para formar una variedad sintética. Recordemos que para
formar variedades sintéticas, cuando se cruzan líneas, se tiene en cuenta la
Habilidad Combinatoria General (HCG).
4.- Hibridación.- Consiste en la combinación de caracteres deseables por cruzamiento
entre variedades o especies. En plantas alógamas, se utilizan dos procedimientos
básicos de hibridación:
a) Cruzamientos intervarietales e interespecíficos
b) Utilización del vigor híbrido.
a) Cruzamientos intervarietales e interespecíficos.- Se refiere a los cruzamientos que
se realizan entre variedades dentro de una misma especie o entre especies dentro
de un mismo género, de plantas con polinización cruzada, aunque cada planta
puede ser por sí misma un híbrido, por lo cual se presentará segregación dentro
8
de la generación F1. Después de la hibridación, los procedimientos de selección
serán distintos de los que se aplican a las especies que se autopolinizan. Las
plantas híbridas que fenotípicamente reúnan los caracteres deseados deberán
someterse a una o más generaciones de autofecundación para fijar dichos
caracteres y posteriormente se realizarán los cruzamientos d irigidos para
restaurar el vigor perdido durante las autofecundaciones.
b) Utilización del Vigor Híbrido.- El aumento en vigor, crecimiento, tamaño,
rendimiento o actividad de una progenie híbrida (F1) con respecto a sus
progenitores se denomina vigor híbrido o heterosis. El vigor híbrido se utilizó por
primera vez en la producción de maíz híbrido, pero actualmente se hace lo mismo
en el sorgo, cebolla, tomate, y muchos otros cultivos comunes y hortícolas. El uso
del vigor híbrido requiere de tres pasos:
1.
Producción de líneas homocigotas, autofecundadas (uniformes).
2.
Cruzamiento entre estas líneas para producir las cruzas simples o híbridos
simples uniformes y productivos
3.
Cruzamiento entre cruzas simples para producir los híbridos dobles
uniformes y muy productivos.
El principio fundamental de este método de mejoramiento es el conocimiento de
que las líneas autofecundadas son estables y uniformes entre la séptima y octava
autofecundación, aunque pierden vigor, fijan los caracteres deseados. El híbrido
simple que se forma por la combinación de líneas autofecundadas es productivo y
vigoroso y el híbrido doble lo es mucho más.
VARIEDADES SINTÉTICAS EN MAÍZ
Por lo general, las variedades sintéticas se forman por medio de cruzamientos al
azar de cinco o más líneas autofecundadas previamente seleccionadas con base a
su habilidad combinatoria general (HCG). La semilla de dichas líneas se mezcla en
cantidades iguales, se siembra en un terreno aislado, se deja polinizar libremente
y después la variedad se propaga como cualquier variedad criolla.
Si se hace una buena selección de las líneas autofecundadas que intervienen en la
formación del sintético, el rendimiento de éste puede ser definitivamente mayor
que el de las variedades criollas.
La variedad sintética puede propagarse por tiempo indefinido de igual forma que
una variedad de polinización libre y la semilla obtenida se puede utilizar para la
próxima siembra.
Una variedad sintética es mucho más variable que un híbrido, por lo que se puede
adaptar a una mayor diversidad de ambientes. Las variedades sintéticas son
heterogéneas porque se forman de genotipos heterocigotas.
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Al igual que los híbridos y las variedades criollas, las variedades sintéticas dan su
mayor rendimiento sólo cuando se cultivan bajo condiciones de suelo y clima a las
que están mejor adaptadas.
Primera
generación
Población amplia б² G
(variedad criolla)
Segunda
generación
Líneas S1
X
Probador
Tercera
generación
Evaluación de mestizos
Cuarta
generación
Recombinación de
líneas seleccionadas
Se autofecundan un cierto
número
de
plantas
sobresalientes
Formación de mestizos
Selección de las mejores cinco
o seis líneas
Sembrar
con
semilla
remanente en un terreno
aislado las cinco o seis líneas
seleccionadas para recombinar
Variedades sintéticas
Esquema:
Formación de variedades sintéticas en maíz.
VIII. METODOS DE MEJORAMIENTO EN ESPECIES DE MULTIPLICACION VEGETATIVA O
PROPAGACIÓN ASEXUAL
La propagación asexual se utiliza en las especies que producen semillas en forma muy
deficiente o que solamente producen semillas bajo condiciones muy especiales como
la caña de azúcar, la papa, algunas gramíneas (pastos), etc. y los procedimientos para
el mejoramiento de este tipo de plantas son:
a) Selección clonal
b) Hibridación
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a) Selección clonal.- La selección clonal puede llevarse a cabo en poblaciones
mezcladas de especies de propagación asexual y consiste en escoger
fenotípicamente dentro de dicha población, clones sobresalientes. Una vez que se
ha seleccionado el mejor fenotipo que debe representar el mejor genotipo, la
multiplicación vegetativa mantiene dicho genotipo sin ninguna variación, hasta
que se produzcan quimeras o mutaciones, que generalmente no son beneficiosas.
b) Hibridación.- En este grupo de plantas, se utiliza la reproducción sexual para crear
variabilidad genética, combinando caracteres deseables. Las progenies híbridas
creadas, se usan como fuente para la selección de los mejores clones.
Posteriormente pueden probarse dichos clones por rendimiento y otras
características importantes. El mejor clon seleccionado mantiene su pureza
genética mediante la propagación vegetativa. Si en la cruza realizada se ha
producido combinaciones indeseables, se puede recurrir a las cruzas regresivas
para recuperar las características favorables y después propagar vegetativamente.
IX. OTROS METODOS DE MEJORAMIENTO
Además de la introducción, selección e hibridación que son los métodos de
mejoramiento tradicionales o convencionales, se puede contar con otros métodos o
herramientas que el mejoramiento genético utiliza para cambiar la herencia de las
plantas en menor tiempo o bajop otras condiciones controladas, entre los cuales se
puede mencionar:
a) Mutación
b) Poliploidía
c)
Biotecnología
a) Mutación.- Desde que el hombre comprobó que la mutación natural o espontánea
ha sido y es causa importante de la evolución de las especies, ha recurrido a las
mutaciones artificiales o inducidas mediante agentes mutagénicos para crear
variabilidad genética en especies que no son de la zona o región o que han
disminuido significativamente su base genética. Las irradiaciones se han venido
utilizando con mucha frecuencia en el mejoramiento de plantas, como cebada,
trigo, frijol, etc., y son los rayos gamma los que actualmente vienen obteniendo
resultados satisfactorios en especies alimenticias. Después de una irradiación, se
genera variabilidad genética y luego se tiene que seguir el método de selección más
adecuado, teniendo en cuenta si se trata de plantas de autopolinización o de
polinización cruzada.
b) Poliploidía.- El conocimiento de que existen poliploides naturales que presentan
características superiores a los genotipos diploides normales, ha motivado a los
fitogenetistas a utilizar un alcaloide como la colchicina para inducir poliploidía; es
decir, para crear poliploides: triploides (3n), tetraploides (4n), pentaploides (5n),
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etc., los cuales presentan un mayor tamaño, mayor vigor y mayor productividad,
posiblemente debido al incremento del tamaño de las células. No todas las especies
pueden lograr tener éxito al formar poliploides, ya que algunas presentan fenotipos
inferiores.
c) Biotecnología.- Es el manejo, modificación genética y propagación de organismos
vivos mediante el uso de tecnologías nuevas, como el cultivo de tejidos y la
ingeniería genética, que dan como resultado la obtención de organismos nuevos o
mejorados y productos que pueden utilizarse de varias formas. Por ejemplo pueden
cultivarse anteras de una planta en medio nutritivo y producir plantas haploides
que después pueden manipularse para obtener plantas dihaploides homocigotas y
mediante el cultivo de los tejidos, obtenerse millones de plantas idénticas en tan
solo unos meses. Esto nos da una mínima idea de la herramienta que actualmente
tienen los fitogenetistas en sus manos para modificar en menor tiempo la herencia
de las plantas, en favor de la humanidad.
X. LA BIOTECNOLOGIA COMO HERRAMIENTA EN EL MEJORAMIENTO GENETICO DE LAS
PLANTAS
Durante siglos, la humanidad ha introducido mejoras en las plantas que cultiva a
través de la selección y mejora de vegetales, la hibridación y la polinización controlada
de las plantas. Estas mejoras se lograban por medio del cruce de una planta o flor con
otra, con la esperanza de producir una planta con cualidades particulares, como una
flor más grande o un fruto más dulce. Los procedimientos que aún se utilizan intentan
lograr tales resultados en las plantas combinando todas las características de una
planta con las de otra.
Pero, con el aumento de los conocimientos sobre la vida vegetal, los científicos han
encontrado maneras de acelerar este proceso y hacerlo más preciso y fiable. Ahora es
posible identificar exactamente cuáles son los genes responsables de cada atributo o
carácter y utilizando esta información, los científicos pueden hacer cambios pequeños
y específicos en una planta sin afectarla en otras maneras.
La disponibilidad de sistemas eficientes de transformación en especies cultivadas ha
permitido la aplicación de estas técnicas al mejoramiento. Actualmente, más de 50
especies de plantas cultivadas entre dicotiledóneas importantes y monocotiledóneas
como el arroz, maíz y trigo, pueden ser transformadas por ingeniería genética.
Los progresos han sido rápidos y ciertos genes que controlan estos caracteres ya han
sido introducidos con éxito en bastantes especies cultivadas. Líneas manipuladas
genéticamente de soya, algodón, arroz, colza, remolacha azucarera, tomate y alfalfa
han entrado en el mercado a partir del año 1993. La investigación en la manipulación
genética de otros caracteres como tolerancia al estrés, eficiencia fotosintética,
asimilación de nitrógeno y composición de proteínas de semilla está menos avanzada,
debido a las dificultades intrínsecas de los sistemas fisiológicos y genéticos implicados.
12
Por ejemplo, puede extraerse óvulos excedentes de vacas de alta producción de leche,
fecundarse in vitro utilizando espermatozoides de machos de alto valor e implantarse
en vacas comunes poco productivas que después parirán crías de calidad excelente,
que serían buenas productoras de leche; puede insertarse el gen de la insulina
humana en una bacteria no patógena que después se reproduce y origina cantidades
ilimitadas de insulina que puede ser utilizada por personas que sufren de diabetes. O
bien pueden cultivarse las anteras de una planta en medio nutritivo y producir plantas
haploides que después pueden manipularse para obtener plantas dihaploides
homocigotas y mediante el cultivo de los tejidos obtener millones de plantas idénticas
en tan solo unos meses.
La Biotecnología Vegetal se basa en un conocimiento profundo de la biología
molecular (de las plantas), en el uso de varias técnicas de cultivo de tejidos vegetales y
en la capacidad de identificar, aislar y transferir genes específicos de un tipo de
organismo (vegetal) a otra planta u otro organismo. Asimismo, la Biotecnología
Vegetal permite la rápida clonación de las plantas, acelera y amplía los límites del
fitomejoramiento y permite obtener productos vegetales industriales especializados
bajo las condiciones del cultivo de tejidos.
La biotecnología vegetal es una extensión de la tradición de modificar las plantas, con
una diferencia muy importante: la biotecnología vegetal permite la transferencia de
una mayor variedad de información genética de una manera más precisa y controlada.
Al contrario de la manera tradicional de modificar las plantas que incluía el cruce
incontrolado de cientos o miles de genes, la biotecnología vegetal permite la
transferencia selectiva de un gen o unos pocos genes deseables. Con su mayor
precisión, esta técnica permite que los mejoradores puedan desarrollar variedades con
caracteres específicos deseables y sin incorporar aquellos que no lo son.
Muchos de estos caracteres desarrollados en las nuevas variedades defienden a las
plantas de insectos, enfermedades y malas hierbas que pueden devastar el cultivo.
Otros incorporan mejoras de calidad, tales como frutas y legumbres más sabrosas;
ventajas para su procesado (por ejemplo tomates con un contenido mayor de sólidos);
y aumento del valor nutritivo (semillas oleaginosas que producen aceites con un
contenido menor de grasas saturadas).
El desarrollo más crucial para la biotecnología fue el descubrimiento de que una
secuencia de DNA (gen) insertado en una bacteria induce la producción de la proteína
adecuada. Esto amplió las posibilidades de la recombinación y la transferencia de
genes, con implicaciones a largo plazo para la agricultura a través de la manipulación
genética de microorganismos, plantas y animales.
MECANISMOS QUE REGULAN LA APROBACIÓN Y SEGURIDAD DE LOS CULTIVOS
MEJORADOS GENÉTICAMENTE.
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La novedad de estos avances y las posibilidades que abren han hecho que las
administraciones de todo el mundo articulen sus legislaciones bajo el criterio de
precaución, que significa que cada una de estas mejoras debe ser evaluada “caso por
caso”, y como si se tratara de un nuevo medicamento se autorice o rechace ante la
más mínima duda sobre su seguridad. Así, las variedades actualmente autorizadas lo
han hecho de acuerdo con las pautas recomendadas por comités de expertos como los
de la FAO, OMS y otras instituciones de reconocido prestigio.
En el periodo de aprobación, se evalúan tanto las características que corresponden a
la mejora introducida (gen, proteína a la que da lugar, etc.) como el cultivo mejorado
en sí (comportamiento agronómico, impacto sobre especies no objetivo, etc.) y tanto
desde el punto de vista medioambiental, como en lo que respecta a su seguridad de
uso para alimentación humana o para fabricación de forrajes.
Actualmente, se está exigiendo que los productos transgénicos o los derivados de
transgénicos, brinden la suficiente información en sus etiquetas, de modo tal que el
usuario tenga libertad de elegir su consumo o su rechazo.
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