Mejora vegetal
La mejora vegetal, el fitomejoramiento o mejoramiento vegetal es la técnica para diseñar la genética de las plantas en beneficio de la humanidad.[1] Existen varias aproximaciones al mejoramiento genético: la más simple, consiste en seleccionar las plantas más vigorosas a fin de que actúen de parentales durante cruces dirigidos, lo que en principio transmitirá ese vigor a la progenie; no obstante, existen técnicas moleculares más avanzadas que ayudan a esta selección (véase cultivar o cultigén).
La mejora (o mejoramiento) vegetal es una disciplina de miles de años de antigüedad, cercana al origen de la civilización. Hoy en día, la practican granjeros y jardineros, así como mejoradores vegetales empleados por instituciones del gobierno, universidades e industrias del sector.
Su objetivo, el desarrollo de variedades de mayor productividad, resistencia a patógenos, resistencia a estrés o de líneas adaptadas a condiciones locales.
Fitomejoramiento clásico
Una de las principales técnicas de fitomejoramiento es la selección, el proceso de propagar selectivamente plantas con características deseables y eliminar o "sacrificar" aquellas con características menos deseables.[2]
Otra técnica es el mestizaje deliberado (cruzamiento) de individuos parientes cercanos o lejanos para producir nuevas variedades o líneas de cultivos con propiedades deseables. Las plantas se cruzan para introducir rasgos / genes de una variedad o línea en un nuevo trasfondo genético. Por ejemplo, un moho resistente a guisante puede ser cruzado con un alto rendimiento, pero susceptible de guisante, el objetivo del ser cruz para introducir resistencia al moho sin perder las características de alto rendimiento. La progenie del cruce se cruzaría luego con el progenitor de alto rendimiento para garantizar que la progenie fuera más parecida al progenitor de alto rendimiento (retrocruzamiento). La progenie de ese cruce se analizaría luego para determinar el rendimiento (selección, como se describió anteriormente) y la resistencia al moho y las plantas resistentes de alto rendimiento se desarrollarían más. Las plantas también pueden cruzarse con ellas mismas para producir variedades consanguíneas para la reproducción. Los polinizadores pueden ser excluidos mediante el uso de bolsas de polinización .
La reproducción clásica se basa en gran medida en la recombinación homóloga entre cromosomas para generar diversidad genética. El fitomejorador clásico también puede hacer uso de varias técnicas in vitro como la fusión de protoplastos, el rescate de embriones o la mutagénesis (ver más abajo) para generar diversidad y producir plantas híbridas que no existirían en la naturaleza.
Los rasgos que los criadores han intentado incorporar a las plantas de cultivo incluyen:
- Calidad mejorada, como mayor nutrición, mejor sabor o mayor belleza
- Mayor rendimiento del cultivo.
- Mayor tolerancia a las presiones ambientales ( salinidad, temperaturas extremas, sequía )
- Resistencia a virus, hongos y bacterias.
- Mayor tolerancia a las plagas de insectos.
- Mayor tolerancia a herbicidas.
- Mayor período de almacenamiento para la cosecha recolectada
Antes de la Segunda Guerra Mundial
Las empresas comerciales exitosas de fitomejoramiento se fundaron a fines del siglo XIX. Gartons Agricultural Plant Breeders en Inglaterra fue establecido en la década de 1890 por John Garton, quien fue uno de los primeros en comercializar nuevas variedades de cultivos agrícolas creados mediante polinización cruzada.[3] La primera introducción de la empresa fue Abundance Oat, una de las primeras variedades de cereales agrícolas obtenidas a partir de un cruce controlado, introducida en el comercio en 1892.[4][5]
A principios del siglo XX, los fitomejoradores se dieron cuenta de que los hallazgos de Mendel sobre la naturaleza no aleatoria de la herencia se podían aplicar a las poblaciones de plántulas producidas mediante polinizaciones deliberadas para predecir las frecuencias de diferentes tipos. Los híbridos de trigo se obtuvieron para aumentar la producción agrícola de Italia durante la llamada " Batalla por el grano " (1925-1940). La heterosis fue explicada por George Harrison Shull. Describe la tendencia de la progenie de un cruce específico a superar a ambos padres. La detección de la utilidad de la heterosis para el fitomejoramiento ha llevado al desarrollo de líneas endogámicas que revelan una ventaja de rendimiento heterótico cuando se cruzan. El maíz fue la primera especie en la que se utilizó ampliamente la heterosis para producir híbridos.
También se desarrollaron métodos estadísticos para analizar la acción de los genes y distinguir la variación hereditaria de la variación causada por el medio ambiente. En 1933, Marcus Morton Rhoades describió otra importante técnica de mejoramiento, la esterilidad masculina citoplásmica (CMS), desarrollada en el maíz. El CMS es un rasgo heredado de la madre que hace que la planta produzca polen estéril. Esto permite la producción de híbridos sin la necesidad de un desespillado intensivo en mano de obra.
Estas primeras técnicas de reproducción dieron como resultado un gran aumento del rendimiento en los Estados Unidos a principios del siglo XX. No se produjeron aumentos de rendimiento similares en otros lugares hasta después de la Segunda Guerra Mundial , la Revolución Verde aumentó la producción de cultivos en el mundo en desarrollo en la década de 1960.
Después de la Segunda Guerra Mundial
Después de la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron una serie de técnicas que permitieron a los fitomejoradores hibridar especies relacionadas lejanamente e inducir artificialmente la diversidad genética.
Cuando se cruzan especies lejanas, los fitomejoradores utilizan una serie de técnicas de cultivo de tejidos vegetales para producir progenie a partir de un apareamiento que de otro modo sería infructuoso. Los híbridos interespecíficos e intergenéricos se producen a partir de un cruce de especies o géneros relacionados que normalmente no se reproducen sexualmente entre sí. Estos cruces se conocen como cruces anchos. Por ejemplo, el cereal triticale es un híbrido de trigo y centeno. Las células de las plantas derivadas de la primera generación creada a partir del cruce contenían un número desigual de cromosomas y, como resultado, eran estériles. El inhibidor de la división celular colchicinase utilizó para duplicar el número de cromosomas en la célula y así permitir la producción de una línea fértil.
La imposibilidad de producir un híbrido puede deberse a incompatibilidad antes o después de la fertilización. Si la fertilización es posible entre dos especies o géneros, el embrión híbrido puede abortar antes de la maduración. Si esto ocurre, el embrión resultante de un cruce interespecífico o intergenérico a veces puede ser rescatado y cultivado para producir una planta completa. Este método se conoce como Embryo Rescue. Esta técnica se ha utilizado para producir nuevo arroz para África, un cruce interespecífico de arroz asiático (Oryza sativa) y arroz africano (Oryza glaberrima).
Los híbridos también se pueden producir mediante una técnica llamada fusión de protoplastos. En este caso, los protoplastos se fusionan, generalmente en un campo eléctrico. Los recombinantes viables se pueden regenerar en cultivo.
Los mutágenos químicos como EMS y DMS, la radiación y los transposones se utilizan para generar mutantes con rasgos deseables para ser cruzados con otros cultivares, un proceso conocido como Mejoramiento por Mutación. Los fitomejoradores clásicos también generan diversidad genética dentro de una especie al explotar un proceso llamado variación somaclonal, que ocurre en plantas producidas a partir de cultivos de tejidos, particularmente plantas derivadas de callos. También se puede utilizar la poliploidía inducida y la adición o eliminación de cromosomas mediante una técnica llamada ingeniería cromosómica.
Investigación agrícola sobre plantas de papa
Cuando se ha introducido un rasgo deseable en una especie, se realizan varios cruces con el padre favorito para hacer que la nueva planta sea lo más similar posible al padre favorito. Volviendo al ejemplo del cruce del guisante resistente al moho con un guisante de alto rendimiento pero susceptible, para hacer que la progenie resistente al moho del cruce se parezca más al padre de alto rendimiento, la descendencia se cruzará con ese padre durante varias generaciones (Ver retrocruzamiento). Este proceso elimina la mayor parte de la contribución genética del padre resistente al moho. El cultivo clásico es, por tanto, un proceso cíclico.
Con las técnicas de reproducción clásicas, el obtentor no sabe exactamente qué genes se han introducido en los nuevos cultivares. Por lo tanto, algunos científicos sostienen que las plantas producidas mediante métodos de reproducción clásicos deberían someterse al mismo régimen de pruebas de seguridad que las plantas modificadas genéticamente . Ha habido casos en los que las plantas obtenidas mediante técnicas clásicas no han sido aptas para el consumo humano, por ejemplo, el veneno de solanina aumentó involuntariamente a niveles inaceptables en ciertas variedades de papa mediante el fitomejoramiento. Las nuevas variedades de papa a menudo se analizan en busca de niveles de solanina antes de llegar al mercado.
Incluso con lo último en mejoramiento convencional asistido por biotecnología, la incorporación de un rasgo requiere un promedio de siete generaciones para cultivos propagados por clonación, nueve para autofertilización y diecisiete para polinización cruzada.[6][7]
Véase también
Referencias
- ↑ Poehlman JM, Sleper DA (1995). «Chapter 3». Breeding Field Crops (4th edición). Iowa: Iowa State Press. ISBN 0-8138-2427-3.
- ↑ Deppe, Carol (2000). Breed Your Own Vegetable Varieties. Chelsea Green Publishing. |page=237-244
- ↑ «Plant breeding». Archivado desde el original el 21 de octubre de 2013. Parámetro desconocido
|url-status=ignorado (ayuda) - ↑ Spring Seed Catalogue 1899, Gartons Limited
- ↑ Noel Kingsbury (2009). Hybrid: The History and Science of Plant Breeding. University of Chicago Press. p. 140. ISBN 9780226437057.
- ↑ Norero, Daniel (20 de junio de 2018). «Unfairly demonized GMO crops can help fight malnutrition». Alliance for Science. Consultado el 12 de septiembre de 2021.
- ↑ Error de Lua en Módulo:Citas en la línea 855: Unrecognized ID mode.
Enlaces externos
- FAO - GIPB - Iniciativa de colaboración mundial para el fortalecimiento de la capacidad de fitomejoramiento Archivado el 12 de agosto de 2007 en Wayback Machine.
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Datos: Q788558
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