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Tipos de reproducción de las plantas
 

Tipos de reproducción de las plantas

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  • Tengo la seguridad de que el tema es iportante, y servirá para compartirlo con estudiantes de agonomía y principalmente de aquells que se dedicarán a la producción de plantas.
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    Tipos de reproducción de las plantas Tipos de reproducción de las plantas Presentation Transcript

    • REPRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS CULTIVADAS UAAAN-UL FITOMEJORAMIENTO
    • 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 (♂)
    • 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.
    • Reproducción Vegetativa Micropropagación:
    • 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.
    • Apomixis APOGAMIA APOSPORIA PARTENOGÉNESIS 2n (n) Célula SOMÁTICA Embrión 2n (2n) DIPLOSPORIA Célula madre (n) 2n Embrión 2n
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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
    • Estructura floral
    • Flor completa, Hermafrodita
    • 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.
    • Cereales de grano pequeño
    • 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
    • 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.
    • Monoicas Flores Perfectas ó Hermafroditas Flores imperfectas o Unisexuales
    • Monoica: Cucurbitáceas Femenina Masculina Femenina Pepino
    • DIOICAS Planta dioica, Carica papaya, Masculino Palma datilera Phoenix canariensis Femenino Asparagus officinalis
    • 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
    • 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.
    • 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
    • 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.
    • 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
    • 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
    • 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.
    • 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.
    • 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 
    • 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.
    • 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.
    • 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
    • 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”
    • 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.
    • Técnicas y Sistemas para el control de la polinización Control Artificial de la polinización
    • 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”.
    • 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
    • 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.
    • 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
    • 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
    • Aislamiento  Las barreras naturales (especialmente los árboles) pueden reducir la contaminación de polen extraño ó contaminante
    • Aislamiento  El riesgo de contaminación es generalmente menor entre más grande sea el campo de producción
    • 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
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • 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
    • 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
    • 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.
    • 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.
    • Aislamiento - Resumen Métodos principales:  Distancia  Tiempo  Sincronía entre progenitores macho y hembra Factores adicionales:  Surcos bordo  Tamaño de campo  Barreras naturales  Viento
    • Polinización en trigo •Monoica •Autógama •Flores Hermafroditas
    • Bolsas y Glacines   Bolsa para cubrir espiga. Glacines para cubrir jilotes.
    • 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
    • Equipo Usado en Autógamas: Materiales: Pinzas, Tijeras, Pincel, Glacines, etiquetas, Clips, Lupa, Lentes De aumento, lápiz Etc.
    • Equipo Usado en Alógamas: Materiales: Tijeras, Bolsas, Glacines, etiquetas, Clips, Lupa, Lentes De aumento, lápiz, Engrapadora, Pincel Etc.
    • 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
    • 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)
    • En alógamas: Maíz Polinizando Colectando polen
    • En alógamas: Girasol  Bolsas, pinzas, lentes de aumento
    • En alógamas: Girasol Emasculación: Retiro de anteras con pinzas. Planta monoica Flores Hermafroditas
    • Emasculación en Autógamas: Despunte de espigas para eliminar las anteras
    • Espigas emasculadas
    • Protección de espiga emasculada Glacines
    • Polinización
    • Emasculación en Girasol Eliminación de anteras con pinzas
    • Polinización