Mejoramiento Genético Mejoramiento Genético Vegetal Vegetal

para la resistencia para la resistencia a las Enfermedades a las Enfermedades

El mejoramiento de la resistencia a las El mejoramiento de la resistencia a las enfermedades data de principios del siglo XX, enfermedades data de principios del siglo XX, sin embargo mucho antes el hombre había sin embargo mucho antes el hombre había observado y reportado un comportamiento observado y reportado un comportamiento diferente de las plantas a las enfermedades.diferente de las plantas a las enfermedades.

Dos hechos importantes marcaron el desarrollo Dos hechos importantes marcaron el desarrollo del mejoramiento para la resistencia a del mejoramiento para la resistencia a enfermedades; uno la aceptación de la enfermedades; uno la aceptación de la naturaleza parasítica de las enfermedades y el naturaleza parasítica de las enfermedades y el desarrollo de la genética como ciencia.desarrollo de la genética como ciencia.

El trabajo de la resistencia genética en la El trabajo de la resistencia genética en la interacción huésped patógeno enmarca bases interacción huésped patógeno enmarca bases genéticas, fitopatológicas, fisiológicas, genéticas, fitopatológicas, fisiológicas, bioquímicas y moleculares.bioquímicas y moleculares.

La resistencia a las enfermedades, considerada La resistencia a las enfermedades, considerada desde el punto de vista genético puede ser desde el punto de vista genético puede ser de tipo monogénicas o poligénica, la de tipo monogénicas o poligénica, la monogénicas está determinada por un solo monogénicas está determinada por un solo gen, se identifica de forma individual por gen, se identifica de forma individual por letras o números, se puede determinar si es letras o números, se puede determinar si es dominante o recesiva, es fácilmente dominante o recesiva, es fácilmente apreciable en poblaciones segregantes. apreciable en poblaciones segregantes.

Cuando la resistencia es poligénica está Cuando la resistencia es poligénica está determinada por varios genes y éstos no tienen determinada por varios genes y éstos no tienen un efecto lo suficientemente grande para ser un efecto lo suficientemente grande para ser identificados y localizados y su efecto se identificados y localizados y su efecto se expresa al combinarse como un todo.expresa al combinarse como un todo.

De acuerdo al modo en que se expresa la De acuerdo al modo en que se expresa la resistencia ésta puede ser resistencia vertical resistencia ésta puede ser resistencia vertical cuando es efectiva ante algunos patotipos del cuando es efectiva ante algunos patotipos del patógeno y la resistencia horizontal si se patógeno y la resistencia horizontal si se comporta por igual frente a todos los patotipos comporta por igual frente a todos los patotipos del patógeno.del patógeno.

La escasa duración de la resistencia vertical en La escasa duración de la resistencia vertical en algunas interacciones ha llevado a los algunas interacciones ha llevado a los mejoradotes a la búsqueda de la resistencia mejoradotes a la búsqueda de la resistencia poligénica.poligénica.

La resistencia horizontal se caracteriza por su La resistencia horizontal se caracteriza por su estabilidad, la cual está dada también por la estabilidad, la cual está dada también por la estabilidad de los patotipos del patógeno. La estabilidad de los patotipos del patógeno. La selección estabilizadora favorece los patotipos selección estabilizadora favorece los patotipos de agresividad media y actúa contra las de agresividad media y actúa contra las variantes extremas. variantes extremas.

Los efectos más significativos de la resistencia vertical Los efectos más significativos de la resistencia vertical son el retraso del inicio de la epidemia producto de la son el retraso del inicio de la epidemia producto de la reducción de la cantidad efectiva de inóculo inicial , reducción de la cantidad efectiva de inóculo inicial , la protección incompleta que ofrece a la enfermedad la protección incompleta que ofrece a la enfermedad ya que opera contra algunos patotipos verticales pero ya que opera contra algunos patotipos verticales pero no contra todos, generalmente es heredada por genes no contra todos, generalmente es heredada por genes mayores y a menudo es de tipo cualitativa , muestra mayores y a menudo es de tipo cualitativa , muestra en un ANOVA interacción diferencial entre patotipos en un ANOVA interacción diferencial entre patotipos y patodemos y se expresa a través del mecanismo de y patodemos y se expresa a través del mecanismo de hipersensibilidad.hipersensibilidad.

Mejoramiento por Pedigrí y Mejoramiento Mejoramiento por Pedigrí y Mejoramiento PoblacionalPoblacional

Tal vez fue inevitable que las dos escuelas de genética produjeran dos Tal vez fue inevitable que las dos escuelas de genética produjeran dos métodos completamente diferentes de mejoramiento. Los miembros de la métodos completamente diferentes de mejoramiento. Los miembros de la escuela mendeliana, se recordará, trabajaban con caracteres monogénicos escuela mendeliana, se recordará, trabajaban con caracteres monogénicos que podían estar presentes o ausentes, y desarrollaron métodos de que podían estar presentes o ausentes, y desarrollaron métodos de fitomejoramiento conocidos como mejoramiento o selección individual fitomejoramiento conocidos como mejoramiento o selección individual (por "pedigrí"), que involucran técnicas de (por "pedigrí"), que involucran técnicas de transferencia transferencia transferencia de transferencia de de de genes genes individuales..individuales..

Los biometristas, por otro lado, que lidiaban con Los biometristas, por otro lado, que lidiaban con caracteres poligénicos que varían en forma continua, caracteres poligénicos que varían en forma continua, observaron todos los grados de diferencia entre los observaron todos los grados de diferencia entre los extremos de una distribución normal, y desarrollaron extremos de una distribución normal, y desarrollaron los métodos de fitomejoramiento que hoy conocemos los métodos de fitomejoramiento que hoy conocemos como selección en masa, que involucran como selección en masa, que involucran cambios en cambios en las frecuencias delas frecuencias de poligenespoligenes

El problema que normalmente encaraban los miembros de la El problema que normalmente encaraban los miembros de la

escuela mendeliana era que un caracter monogénico, el que escuela mendeliana era que un caracter monogénico, el que ellos quisiesen utilizar en una planta cultivada, podría existir ellos quisiesen utilizar en una planta cultivada, podría existir en las agronómicamente inútiles plantas silvestres; y la en las agronómicamente inútiles plantas silvestres; y la dificultad estribaba en transferirlo de la planta silvestre hacia la dificultad estribaba en transferirlo de la planta silvestre hacia la cultivada. Tómese en cuenta que un gene sólo es una partícula cultivada. Tómese en cuenta que un gene sólo es una partícula de la molécula de ADN y que estamos lejos de poder verla, de la molécula de ADN y que estamos lejos de poder verla, incluso con el más poderoso microscopio electrónico. En incluso con el más poderoso microscopio electrónico. En consecuencia, era impensable contar con la capacidad de consecuencia, era impensable contar con la capacidad de arrancarlo de la planta silvestre, con un microdisector, y arrancarlo de la planta silvestre, con un microdisector, y meterlo en la otra planta. Sin embargo los mendelianos meterlo en la otra planta. Sin embargo los mendelianos resolvieron este problema en una forma ingeniosa y a la vez resolvieron este problema en una forma ingeniosa y a la vez elegante.elegante.

Supongamos que el carácter monogénico fuese la Supongamos que el carácter monogénico fuese la resistencia al "tizón" (Las enfermedades vegetales resistencia al "tizón" (Las enfermedades vegetales usualmente tienen nombres muy pintorescos como usualmente tienen nombres muy pintorescos como tizón, mildiú, roya, marchitamiento, carbón, mancha, tizón, mildiú, roya, marchitamiento, carbón, mancha, verrucosis, rayado, ampolla, amarillamiento, quema). verrucosis, rayado, ampolla, amarillamiento, quema). La planta silvestre que porta ese gene es La planta silvestre que porta ese gene es evidentemente inmune al tizón; pero por desgracia su evidentemente inmune al tizón; pero por desgracia su rendimiento es tan pobre que nadie se interesaría por rendimiento es tan pobre que nadie se interesaría por ella. La planta cultivada tiene rendimientos enormes, ella. La planta cultivada tiene rendimientos enormes, de un excelente producto, pero por desgracia es muy de un excelente producto, pero por desgracia es muy susceptible al tizón y sólo bajo aspersiones rutinarias susceptible al tizón y sólo bajo aspersiones rutinarias de fungicida puede ser cultivada. La producción y de fungicida puede ser cultivada. La producción y calidad de la cosecha se deben ambas a caracteres calidad de la cosecha se deben ambas a caracteres multigénicos, mientras que la resistencia al tizón es multigénicos, mientras que la resistencia al tizón es monogénicas.monogénicas.

Lo primero que hicieron los mendelianos fue hibridar Lo primero que hicieron los mendelianos fue hibridar a la planta silvestre con la cultivada. En cuanto a sus a la planta silvestre con la cultivada. En cuanto a sus caracteres variables cuantitativos o poligénicos, la caracteres variables cuantitativos o poligénicos, la progenie resultó, en su mayoría, en medio de los dos progenie resultó, en su mayoría, en medio de los dos padres, por lo que la producción y calidad se cayeron padres, por lo que la producción y calidad se cayeron a la mitad; no estuvo del todo mal pero tampoco fue a la mitad; no estuvo del todo mal pero tampoco fue muy bueno. Parte de esa progenie portaba el muy bueno. Parte de esa progenie portaba el monogene de resistencia y parte no, por lo tanto monogene de resistencia y parte no, por lo tanto segregó individuos que eran resistentes o segregó individuos que eran resistentes o susceptibles.susceptibles.

La técnica de fitomejoramiento de los biometristas es totalmente La técnica de fitomejoramiento de los biometristas es totalmente diferente. En principio es solamente un refinamiento de los diferente. En principio es solamente un refinamiento de los métodos que han estado utilizando los agricultores desde los métodos que han estado utilizando los agricultores desde los albores de la agricultura. Como el término lo implica, los albores de la agricultura. Como el término lo implica, los biometristas trabajan con poblaciones de plantas, y estas biometristas trabajan con poblaciones de plantas, y estas poblaciones son usualmente grandes. Seleccionan de la poblaciones son usualmente grandes. Seleccionan de la población total a una pequeña minoría de las mejores plantas; población total a una pequeña minoría de las mejores plantas; éstas se someten a fecundaciones cruzadas al azar, entre sí, y éstas se someten a fecundaciones cruzadas al azar, entre sí, y así se obtienen los padres de la siguiente generación. Cada así se obtienen los padres de la siguiente generación. Cada generación deviene un poco mejor que la precedente, y este generación deviene un poco mejor que la precedente, y este proceso de mejoramientos cuantitativos pequeños, a través de proceso de mejoramientos cuantitativos pequeños, a través de la selección recurrente en masa, puede continuar hasta que ya la selección recurrente en masa, puede continuar hasta que ya no sea posible avanzar más.no sea posible avanzar más.

Un ejemplo clásico de fitomejoramiento poblacional se dio Un ejemplo clásico de fitomejoramiento poblacional se dio con la remolacha forrajera que se cultiva para alimentar al con la remolacha forrajera que se cultiva para alimentar al ganado, cuya "raíz" contiene alrededor de 4% de azúcar. ganado, cuya "raíz" contiene alrededor de 4% de azúcar. Durante las guerras napoleónicas el bloqueo británico privó a Durante las guerras napoleónicas el bloqueo británico privó a casi toda la Europa continental de azúcar, que en esos tiempos casi toda la Europa continental de azúcar, que en esos tiempos se extraía exclusivamente de la caña de azúcar, principalmente se extraía exclusivamente de la caña de azúcar, principalmente en las Indias Occidentales; la escasez aceleró el uso de la en las Indias Occidentales; la escasez aceleró el uso de la remolacha para la extracción de azúcar. El contenido sacaroso remolacha para la extracción de azúcar. El contenido sacaroso de la remolacha es una variable cuantitativa controlada por de la remolacha es una variable cuantitativa controlada por poligenes. Por métodos de selección poblacional el contenido poligenes. Por métodos de selección poblacional el contenido de azúcar de la remolacha se elevó eventualmente al 16% y el de azúcar de la remolacha se elevó eventualmente al 16% y el rendimiento neto de raíces también subió muy rendimiento neto de raíces también subió muy considerablemente. El resultado fue un cultivo enteramente considerablemente. El resultado fue un cultivo enteramente nuevo llamado remolacha azucarera.nuevo llamado remolacha azucarera.

Consideremos ahora el tipo de polinización, que marca una de Consideremos ahora el tipo de polinización, que marca una de las diferencias prácticas más importantes entre la selección las diferencias prácticas más importantes entre la selección individual y la selección masal. Todas las plantas con flores individual y la selección masal. Todas las plantas con flores caen en dos grandes categorías según su método de caen en dos grandes categorías según su método de polinización natural. Las conocidas como polinización natural. Las conocidas como alógamas alógamas son son plantas de fecundación cruzada en las que el progenitor plantas de fecundación cruzada en las que el progenitor femenino y productor de la semilla, normalmente es femenino y productor de la semilla, normalmente es fecundado con polen proveniente de otra planta. Las plantas fecundado con polen proveniente de otra planta. Las plantas llamadas llamadas autógamas autógamas son plantas autofecundadas en las que la son plantas autofecundadas en las que la parte femenina de la flor puede ser fecundada con polen de la parte femenina de la flor puede ser fecundada con polen de la misma planta, y usualmente de la misma flor. La fecundación misma planta, y usualmente de la misma flor. La fecundación cruzada puede ocurrir entre las autógamas, y de hecho ocurre cruzada puede ocurrir entre las autógamas, y de hecho ocurre normalmente, pero se da a frecuencias muy bajas.normalmente, pero se da a frecuencias muy bajas.

Infección: Aloinfección y AutoinfecciónInfección: Aloinfección y Autoinfección

Las dos clases de infección son la Las dos clases de infección son la aloinfección aloinfección y la y la autoinfecciónautoinfección. La aloinfección equivale a la polinización . La aloinfección equivale a la polinización cruzada, y significa que un hospedante es infectado por un cruzada, y significa que un hospedante es infectado por un parásito individual proveniente de otro hospedante parásito individual proveniente de otro hospedante diferente; o proveniente de un estado dormante, también diferente; o proveniente de un estado dormante, también independiente. Por lo tanto el parásito tuvo que independiente. Por lo tanto el parásito tuvo que viajar viajar hacia su nuevo hospedero. Contrariamente, autoinfección hacia su nuevo hospedero. Contrariamente, autoinfección equivale a autopolinización, y esto significa que el equivale a autopolinización, y esto significa que el hospedante es infectado por el individuo parásito que el hospedante es infectado por el individuo parásito que el mismo hospedante generó en forma interna o externa; por mismo hospedante generó en forma interna o externa; por lo tanto este parásito no tuvo necesidad de viajar.lo tanto este parásito no tuvo necesidad de viajar.