mejoramiento en brócoli

DOCUMENTO DE FITOMEJORAMIENTO

 TEMA: Métodos de fitomejoramiento en brócoli(Brassica oleracea italica)

OBJETIVO:  EL más relevante es el de proponer  métodos de fácil entendimiento para el mejoramiento de brócoli no solo en la zona sino que en la región.

RESUMEN:

El brécol, bróculi o brócoli (Brassica oleracea italica), del latín brachium (brazo), es una planta de la familia de las Brasicáceas, antes llamadas Crucíferas.

Clasificación científica
Reino:	Plantae
División:	Fanerógama Magnoliophyta
Clase:	Dicotiledónea Magnoliopsida
Orden:	Brassicales
Familia:	Brassicaceae
Género:	Brassica L. 1753
Especie:	B. oleracea
Nombre binomial
Brassica oleracea
Nombre trinomial
Brassica oleracea italica Plenck 1794

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Mejoramiento Vegetal

El fenotipo de un cultivo depende del genotipo, que determina el “potencial” de la especie cultivada, y del ambiente dado por suelo (nutrientes y sustrato), luz, temperatura, humedad, competidores (malezas) y enfermedades (virus, bacterias, hongos, insectos, etc.). Para mejorar el desarrollo de una especie en cultivo se tiene que manejar el ambiente para que la planta exprese toda su potencialidad, pero para mejorar esta potencialidad la única alternativa es manipular la composición genética, en un proceso que se denomina mejoramiento vegetal.

Existen tres tipos de mejoramiento vegetal: el mejoramiento convencional, que se realiza mediante cruzamiento y selección intra e inter específica y es el que el ser humano ha utilizado desde la antigüedad para modificar los distintos productos de la naturaleza; el mejoramiento que se efectúa por mutación inducida y selección, y el mejoramiento mediante la biotecnología moderna, que pretende mejorar la calidad de una planta o alimento a través de la manipulación directa de los genes del código genético. El resultado final, sea por el mecanismo convencional o por biotecnología, es un organismo que nunca antes existió en la naturaleza.

Como ejemplo, producto del mejoramiento por selección natural, el repollo salvaje, que se encuentra en la naturaleza desde mucho antes de Cristo, originó a la col verde y luego al repollo y al colirábano, que todavía se usa en sectores de Alemania y Austria. Después el repollo dio origen a la coliflor y a la brusela, y la coliflor al brócoli, todo a partir de un mismo producto vegetal. De esto se encargó la naturaleza, con cierta manipulación humana en las últimas etapas, seleccionando las cepas más sabrosas y comestibles.

OTRO METODO DE MEJORAMIENTO ES:

A fines de los años 20, los investigadores descubrieron que podían aumentar considerablemente el número de estas variaciones o mutaciones exponiendo las plantas a los rayos X. El "mejoramiento por mutación" se aceleró después de la Segunda Guerra MUndial, cuando se dispuso ampliamente de las técnicas de la era nuclear. Las plantas fueron expuestas a rayos gamma, protones, neutrones, partículas alfa y partículas beta para ver si estos elementos inducían mutaciones útiles. También se usaron sustancias químicas, como la azida sódica y el sulfonato de metano etílico para causar mutaciones.

Mejoramiento en cultivo de Papaya

Selección Masal

Este método se usa en zonas donde el cultivo esté muy atrasado, no se disponga de material mejorado y la variedad regional presente buena variabilidad que permita obtener una población superior por selección. Se puede seleccionar una variedad hembra o tomar solo material hermafrodita.

Los pasos a seguir en este método son los siguientes:

·        Seleccionar de 10 a 20 árboles hembras o hermafroditas fértiles en los cultivos de la zona

·        Se toma 1 o 2 frutos de cada árbol y se le extrae la semilla.

·    Esta semilla una vez seca y tratada se envasa en un frasco de vidrio o plástico, con la identificación en un tiquete.

·        La identificación debe llevar un número, la fecha de recolección del fruto, lugar (en la zona y nombre de la finca), sexo de la planta seleccionada y observaciones generales, especialmente en lo referente a resistencia a virosis.

·        Mezclar 100 semillas, de cada selección con las demás, con el fin de garantizar por lo menos que tengamos 50 árboles hembras de cada selección en la mezcla.

·        Con esta mezcla se siembra un lote de aproximadamente 500 a 1000 árboles, para observar la nueva población.

·        En esta nueva población se aplica una presión de selección más rigurosa y se seleccionan de 5 a 10 árboles, de los cuales también se mezclan sus semillas (dejando una reserva) para la siembra del próximo ciclo de selección.

·        Este proceso se continúa hasta el ciclo 5, en el cual se considera que ya el material ha reunido los mejores genotipos y se pasa a realizar un ensayo de rendimiento comparándolo con la variedad original. Si nuestro material supera en rendimiento, precocidad y calidad al original, lo denominaremos como una nueva variedad.

Debido a la polinización cruzada, esta nueva variedad tiende a mezclarse con la original y volver a estabilizar su frecuencia genotípica, ya que los cruzamientos posteriores serian al azar a causa de la libre polinización. Para evitar ésto, se debe tener el cuidado de producir la semilla que se utilice en las próximas siembras, haciendo polinizaciones  controladas dentro del lote, entre hermafroditas con hembras o hembras con machos, pero que provengan de la misma generación.

La otra forma de manejar el material seleccionado es sembrar un surco por planta. Se siembran de 20 a 50 árboles de cada selección por surco. Se seleccionan entre y dentro de surcos. Aquellos surcos que no presenten árboles con buenas características se deben eliminar.

Si un surco se muestra homogéneo, la semilla obtenida de los árboles seleccionados

se mezclarán para la siembra del próximo ciclo, si no, se debe hacer otro surco con cada uno de los árboles seleccionados.

Después de llegar a obtener la generación F4 se hace un ensayo de rendimiento con las mejores selecciones incluyendo la variedad original.

La mejor selección se utilizará como una nueva variedad para esa zona y la producción de semilla se hará sembrando lotes aislados o realizando polinizaciones controladas entre hermanos para evitar contaminación con polen extraño.

Con el fin de poseer un material mejorado, pero con base genética amplia que permita nuevas combinaciones genéticas, se hará en un lote aislado una mezcla de las 5 líneas mejores y se dejarán a libre polinización por 2 generaciones para conseguir la síntesis de genotipo y estabilizar la nueva variedad.

Esta nueva variedad se compara con la original y las introducciones para ver su capacidad en cuanto a rendimiento, calidad y resistencia a enfermedades.

ESTUDIO DE CASO DEL CULTIVO DE PIÑA (Ananas comosus)

La piña es originaria de América del Sur, del centro y sureste de Brasil, y Noreste de Argentina y Paraguay. Ha sido seleccionada desarrollada y domesticada desde tiempo prehistóricos. En la actualidad los frutos de piña y sus derivados tienen gran importancia económica en las regiones tropicales y subtropicales del mundo,

En el Ecuador el  cantón Santo Domingo de los Colorados, es una zona importante en la producción de piña, cuya extensión sembrada es el 23% del total nacional existente.

Datos oficiales del INEC (2002), obtenidos del Tercer Censo Nacional, detallan que el Ecuador, tuvo un total de 40532 hectáreas cultivadas con piña, destacándose la Provincia de Pichincha con 1040 hectáreas de cultivo, de la cual Santo Domingo forma parte.

El Ecuador en al año 2003 tuvo una producción de 89.504 toneladas, de las cuales 51.000 toneladas se exportaron en fresco, lo que lo ubica en el puesto 25 como productor, y 13 como exportador (De La Cruz Medina, 2004).

A pesar de ser una zona importante en la producción de piña, el Cantón Santo Domingo, por su ubicación geográfica, tiene ciertas circunstancias climáticas como la temperatura variante (termoperiocidad), que tienen a bajar por debajo de lo óptimo, repercutiendo sobre la fisiología de las plantas de piña.

La propagación de la piña es asexual y para su establecimiento se utilizan los brotes vegetativos que la misma planta emite en forma natural. Con el fin de depurar y conservar la pureza genética de las variedades utilizadas, es necesario desechar todo el material propagativo procedente de plantas enfermas y con malformaciones de origen genético como: corona múltiple; hojas muy espinosas y frutos fasciados. Plantas “macho”, las cuales alcanzan un desarrollo vegetativo exuberante, difícilmente fructifican y si lo logran su fruto es muy pequeño. La uniformidad genética, sanitaria y del peso del material de propagación, es uno de los factores que incrementan la productividad en las plantaciones piñeras.

Las estrategias de mejoramiento en piña se basan en selección clonal y en métodos de recombinación sexual para la obtención de híbridos. En la selección clonal se reconocen tres niveles de mejoramiento: Eliminación de plantas defectuosas en campo, selección y multiplicación de plantas élite (mutaciones) y prueba de clones resultantes con selección final sobre varios ciclos de cultivo. Aunque existen algunas desventajas (demora y dificultad en la propagación de los clones seleccionados) la selección clonal es importante en las areas de cultivo para evitar la degeneración de la variedad; asi como para mantener la productividad y calidad de la misma.

Recientemente, la investigación biotecnológica se concentra en el mejoramiento genético con el propósito de controlar la floración de las plantas, incrementar la certidumbre y el control sobre los procesos de inducción floral y así reducir los costos derivados de la carburación. Para inhibir la floración se ha clonado un gen capaz de suprimir los sentidos mediante la regulación del periodo de producción de etileno.

MEJORAMIENTO DEL CACAO

Métodos de Mejora Genética

 en Cacao (Theobroma cacao L.)

En el Ecuador, el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) tiene vital importancia en el orden económico, social y ambiental. Es un producto de exportación y materia prima para las industrias locales de fabricación de chocolates y sus derivados, siendo un cultivo generador de fuentes de empleo, divisas y de naturaleza conservacionista.

La producción de cacao es dispersa a lo largo de 16 provincias del Ecuador. Se trata de monocultivos y cultivos asociados con otras especies. La mayor concentración de la base agrícola se encuentra en las provincias de: Los Ríos (7000 ha), Guayas (3800 ha), Manabí (2300 ha), Esmeraldas (1800 ha), El Oro (1000 ha), Amazonía (500 ha).  

La distribución comercial de variedades clonales de cacao actualmente está limitada por la dificultad de establecer procesos masivos de multiplicación de plantas a bajo costo. La producción y distribución de semillas híbridas representan una opción válida para superar el problema antes mencionado, razón por la cual el Programa Nacional de Cacao y Café, de la Estación Experimental Tropical Pichilingue del INIAP, inició un renovado esfuerzo para crear, avaluar y seleccionar nuevas progenies híbridas de cacao, buscando combinar los atributos de productividad, tolerancia a enfermedades y sabor Arriba.

MÉTODOS DE MEJORAMIENTO

El cacao es una planta alógama, favorecida por la estructura misma de la flor y por sistemas de incompatibilidad presentes en las diferentes poblaciones. Por esta razón es de esperar una gran variabilidad de caracteres en una población de árboles provenientes de semillas. Esta alta variabilidad de caracteres en una población confiere una ventaja para los trabajos de selección por cuanto el diferencial de selección es mayor, permitiendo aislar genotipos superiores y cambiar la frecuencia de ciertos genes mediante trabajos de selección e hibridación.

En cacao es posible propagar vegetativamente una planta deseable y conservar así los genotipos superiores a los que se le denomina “clones”. También es posible utilizar los genes de estos para usarlos en cruzamientos para transmitir los caracteres buscados.

Los métodos de mejoramiento utilizados en cacao son:

a)      Selección de plantas superiores con cualquier carácter de importancia, como resistencia a enfermedades o insectos, rendimiento, calidad, etc., y luego propagación vegetativa, y

b)     Utilización del material superior en programas de hibridación con fines de combinar los caracteres deseables.

Los pasos a seguir para un proceso de hibridación son:

El método de hibridación en cuanto a su utilización es primordial ya que será para obtener algunos individuos superiores para propagar como nuevas selecciones y como material que se usaría en los programas posteriores de mejoramiento.

Estudio del mejoramiento genético en Quinua (Chenopodium quinoa)

Es un cultivo que se produce en los Andes de Argentina, Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador y Perú además de los Estados Unidos, siendo Bolivia el primer productor mundial seguido del Perú y de los Estados Unidos. Se le denomina pseudocereal porque no pertenece a la familia de las gramíneas en que están los cereales "tradicionales", pero debido a su alto contenido de almidón su uso es el de un cereal.

En Ecuador unas 1700 ha se dedican a la producción de quinua, sembrándolas en asocio con habas, papas y otras plantas.

La quinua es un alimento rico ya que posee los 10 aminoácidos esenciales para el humano, esto hace que la quinua sea un alimento muy completo y de fácil digestión.

En la actualidad los métodos de mejoramiento en la quinua están enfocados a la producción de plantas precoces con una panoja larga, un mayor diámetro de la panoja y un grano de mayor tamaño.

Todas estas características se encuentran presentes en los cultivares nativos, para poder lograr estos objetivos uno de los métodos por los cuales se puede realizar es el método de hibridación puesto que nos permite observar las características del material que buscamos de mejor manera.

Este método se lo puede utilizar para introducir algunas características a la planta que le confieran otro tipo de información genética.

Se seleccionan las mejores plantas que van a ser polinizadas hasta que se confiera la característica que el fitomejorador desea aplicarle.

La hibridación como método de mejoramiento consiste en la combinación de caracteres favorables presentes en variedades o accesiones diferentes con la finalidad de combinarlos en el híbrido y posteriormente a partir de la F2 aplicar los métodos apropiados de selección para concentrar los caracteres favorables dispersos entre las accesiones en unas pocas líneas y o variedades.

La hibridación implica la definición previa de las prioridades en el programa del mejoramiento genético de la quinua, el conocimiento del material genético o las características del germoplasma disponible para el mejoramiento y el conocimiento de los métodos apropiados de hibridación. Esto implica la caracterización agromorfológica del material genético, identificación de las fuentes de genes favorables, la forma de herencia de caracteres de interés fitotécnico y la biología reproductiva.

Con el uso de este método podremos obtener híbridos con mayores rendimientos, resistencia a enfermedades, y demás caracteres que buscamos en las plantas mejoradas.

El trabajo de mejoramiento nos puede tomar unos 6 años hasta lograr obtener una planta que pueda expresar los caracteres deseados, en la cual ya exista un cierto porcentaje de homocigosis  y que no sean cambiantes los caracteres añadidos a la planta mejorada