Examen de Práctica de Fitomejoramiento

1. Importancia de la Morfología y Biología Floral en Plantas

Conocer la morfología y biología floral de las plantas es fundamental en los trabajos de mejoramiento genético, ya que facilita la comprensión de la estructura y función de cada flor, optimizando así las intervenciones. La flor, al ser el órgano más especializado y esencial para la perpetuación de las especies, requiere un conocimiento profundo de su morfología y biología para entender su evolución, sus mecanismos reproductivos y los factores que la afectan. Esto permite manipular eficientemente las especies cultivadas y mejorar la producción.

Dos consideraciones clave son:

• Cuando se desea introducir genes de una variedad a otra mediante la transferencia de polen, es crucial evitar la autopolinización. Para ello, se realiza la emasculación. Si no se conoce el número exacto de estambres, se corre el riesgo de dejar alguno, lo que podría arruinar el trabajo de mejoramiento.
• Para llevar a cabo una polinización dirigida, es indispensable saber cuándo los estambres comienzan a producir polen y cuándo los estigmas están receptivos, asegurando así la viabilidad del cruzamiento.

2. Componentes de un Descriptor para Especies Vegetales

Un descriptor para una especie vegetal que se está recolectando debe contener los siguientes datos:

• Datos de pasaporte: Información de identificación de la entrada y datos recolectados por los descriptores.
• Datos de caracterización: Registro de caracteres altamente heredables, visibles a simple vista y que se expresan de manera consistente.
• Datos de evaluación preliminar: Registro de cinco caracteres adicionales considerados deseables según el consenso de los usuarios de un cultivo en particular.
• Datos de evaluación posterior: Registro de un número adicional de caracteres útiles para la mejora de los cultivos.

El estado del descriptor se refiere a cada una de las variantes por las que se califica la caracterización.

3. La Revolución Verde: Origen y Características

La Revolución Verde tomó su denominación debido al significativo incremento en la producción agrícola que se experimentó en México a partir del año 1943. Este fenómeno fue consecuencia del empleo de técnicas de producción modernas, es decir, la aplicación de la selección genética y la explotación intensiva de los cultivos, facilitada por el uso de riego y la utilización masiva de fertilizantes, pesticidas y herbicidas.

Un hito importante ocurrió en 1940, cuando se cruzó por primera vez una variedad de trigo Durum con el trigo rojo suave. Posteriormente, se realizaron otros cruzamientos que resultaron en la obtención de líneas con un alto rendimiento productivo (1946-1950).

4. Proyecto de Mejora Genética para una Especie de Maíz

Para mejorar una especie de maíz, es necesario considerar los siguientes puntos y seguir una metodología estructurada:

Consideraciones para la Mejora de una Especie

Características de la Planta:

• Vigor de la planta
• Diámetro de la planta
• Diámetro del tallo principal
• Patrón de ramificación
• Distribución de ramas
• Producción de ramas
• Estructura floral

Características de las Hojas:

• Longitud del pecíolo
• Largo de la hoja
• Diámetro de la hoja
• Forma del ápice de la hoja
• Forma de la base de la hoja
• Índice de área foliar

Características de la Flor:

• Posición de la inflorescencia
• Color del pétalo
• Número de flores por inflorescencia
• Longitud del pétalo
• Longitud de la flor

Características del Fruto:

• Forma del fruto
• Forma de la base del fruto
• Peso del fruto individual
• Forma del ápice del fruto
• Color del fruto maduro
• Características de la semilla
• Largo de la semilla
• Diámetro de la semilla
• Forma de la semilla
• Color de la semilla

Materiales Necesarios:

• Bolsa de papel (kraft)
• Bolsa de glassine o papel encerado
• Lápiz, engrapador, clip

Metodología:

• Se cubre la mazorca con la bolsa de glassine (para evitar la contaminación con polen extraño) antes de que emerja la barba. La bolsa debe estar bien ajustada al tallo en la mazorca superior.
• Se cubre la panoja con la bolsa de papel (kraft).

Condiciones para la polinización cruzada controlada: el tercio superior de la panoja debe estar liberando polen y la barba de la mazorca debe tener entre 3 y 4 cm de longitud.

5. Autogamia y Alogamia en Especies Florales: ¿Existen al 100%?

No, no todas las especies de flores son 100% autógamas o alógamas. En las plantas autógamas, el porcentaje de cruzamiento natural puede ser mínimo, pero rara vez es cero; suele fluctuar entre 20 y 70%. Ejemplos de plantas predominantemente autógamas que pueden presentar cierto grado de alogamia incluyen el sorgo, el algodón, la cebada y el garbanzo.

Para el caso de las alógamas, la respuesta es sí, pueden tener un porcentaje de cruzamiento natural muy alto, desde 70-80% hasta el 100%. Ejemplos de plantas alógamas son el lúpulo, la jojoba, el cáñamo, la espinaca, el álamo, el maíz, la remolacha, el centeno y el girasol.

6. Factores que Influyen en la Autogamia y Alogamia

La autogamia y la alogamia en una especie no son únicamente producto de su morfología floral, sino que también están influenciadas por la intervención de agentes externos y la interacción entre ellos. Aunque no en todos los casos, estos factores están interrelacionados.

Por ejemplo, las plantas de cacao presentan autoincompatibilidad, lo que hace necesaria la polinización por mecanismos externos como el viento o insectos, en este caso, la mosquita Forcipomyia.

7. Polinización por Viento e Insectos en Cultivos Comerciales

En aquellas especies que requieren polinización cruzada, la fertilización depende de factores externos como las condiciones ambientales y la actividad de los insectos. En condiciones desfavorables, la producción de semilla puede ser muy baja.

La presencia del viento y de insectos es indispensable en el caso de plantas con un alto grado de incompatibilidad (un aspecto de gran importancia en los cultivos comerciales), que es la incapacidad de autofecundarse. En estos casos, la intervención de agentes polinizadores externos es crucial.

Normalmente, al menos en las plantas cultivadas, el polen se transfiere de flor a flor por medio del viento, de los insectos o de ambos. Cada especie está adaptada a uno u otro medio de polinización. Generalmente, las plantas polinizadas por insectos tienen flores atractivas, ya sea por su aroma, color o tamaño, mientras que las polinizadas por el viento suelen tener flores pequeñas y poco llamativas.

8. Relevancia de la Morfología y Biología Floral para el Fitomejorador

Siendo la flor la parte más importante de las plantas por ser el órgano más especializado y a través del cual se perpetúan las especies, se hace necesario conocer su morfología y biología para entender cómo ha evolucionado, cuáles son los mecanismos de su reproducción y qué factores la afectan. Esto permite manipular las especies cultivadas y hacer más eficiente la producción.

9. Procedimiento de Selección Recurrente en Alógamas: HCG vs. HCE

El procedimiento general de selección recurrente en especies alógamas implica los siguientes pasos:

1. Sembrar la población sujeta a mejoramiento de forma equivalente.
2. Dar un manejo normal al cultivo.
3. Eliminar la panoja antes de que se inicie la floración masculina.
4. Luego, se puede aplicar lo que Garner propone: seleccionar y estratificar.

10. Selección Recurrente por Habilidad Combinatoria General (HCG)

En este método, se selecciona un cierto número de plantas de la población original. Posteriormente, cada una de estas plantas se autofecunda y luego se aparea con un probador de amplia base genética, con el fin de identificar las plantas con buena habilidad combinatoria general (HCG). Después, se siembran las variedades obtenidas por autofecundación de las plantas seleccionadas para efectuar las combinaciones posibles.

11. Selección Recurrente por Habilidad Combinatoria Específica (HCE)

Este es un método que aprovecha los efectos génicos no aditivos y utiliza como probador un individuo de estrecha base genética. Aquí se cruza con un probador que es un híbrido simple. El resto del procedimiento es similar al de la selección recurrente por habilidad combinatoria general (HCG).

12. Mecanismos que Facilitan la Autopolinización

Los mecanismos que facilitan la autopolinización incluyen:

1. Cleistogamia: Cuando la flor permanece cerrada durante la época de polinización.
2. Los granos de polen se liberan antes de que la flor se abra.
3. Los estigmas o estambres están protegidos por órganos florales incluso después de que las flores se abran.
4. Los estigmas se alargan a través de la columna estaminífera poco después de que las anteras se abran.
5. La inflorescencia se abre, pero no las flores individuales. Ejemplo: la lechuga.

13. Mecanismos que Facilitan la Polinización Cruzada

Los mecanismos que facilitan la polinización cruzada son:

1. Dioicas: Plantas con flores unisexuales en individuos separados, lo que asegura un 100% de polinización cruzada.
2. Monoicas: Plantas con flores masculinas y femeninas separadas en el mismo individuo.
3. Protandria: Los órganos masculinos maduran antes que los femeninos.
4. Protoginia: Los órganos femeninos maduran antes que los masculinos.
5. Heterostilia: Diferencias en la longitud de los estilos y los filamentos entre flores de la misma especie.
6. Autoincompatibilidad: Fenómeno por el cual las plantas con óvulos y polen normales no pueden producir semillas (es decir, no se produce la fecundación) cuando se autopolinizan.