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4 2 1 IntroduccinUn hbrido es el organismo vivo procedente delcruce de dos organismos de razas, especies o
subespecies distintas.
La utilidad, radica en que son ms fuertes,productivos, etc. (por la combinacin de
cualidades ofrecidas por sus padres)
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11000
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005
Variedades
Cruza
doble
Cruza
simple
b= 1.0b= 63.1
b= 110.4
Ao
Rendimiento promedio de variedades e
Hbridos de maz en los
ESTADOS UNIDOS
b=207OGM
Troyer, A.F. 2006
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19 mayo 2008
HIBRIDACINMtodo de mejoramiento en plantas, y se entiende como el
aprovechamiento de la generacin F1 proveniente delcruzamiento entre dos poblaciones P1 y P2 (poblacionespaternales). (Figura 1).
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Las poblaciones pueden ser: lneas endogmicas,variedades de polinizacin libre, variedadessintticas[1] o tambin las poblaciones F1.
[1] Sintticos son mezclagentica
de cruzas simplesposibles de lneas
seleccionadas por su ACG.
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Variedades de polinizacin libre
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A la generacin F1 la podemos llamartambinpoblacin F1, Hbrido F1 osimplemente la F
1.
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Si en la F1se lleva a caboapareamiento aleatorio se obtiene la
generacin F2, o simplemente la F2, si esteproceso continua se obtiene la F3.
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Hbrido- Se denomina el tipo de
cultivar en el cual la poblacinF1 es usada para producir elcultivo comercial.
- Los padres del F1 pueden serlneas endocriadas, clones,pero tambin pueden ser
cruzas de dos F1, o una F1 yuna lnea.
http://4.bp.blogspot.com/-OLlPrtWb7oo/UIG-kQeem7I/AAAAAAAAA7c/-Cb6_jFlQIQ/s1600/IMG_0354.JPG -
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HETEROSIS o VIGOR HIBRIDODefinicin.
El aumento en la expresin de ciertos caracteresque surgen tras el cruzamiento entre especies,variedades o lneas puras.
La heterosis es mayor en la F1
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Manifestacin de la heterosis
Se manifiesta por:. Mayor rendimiento de grano
. Precocidad
. Mayor resistencia a plagas yenfermedades
. Plantas de mayor altura
. Aumenta de algunascaractersticas internas de laplanta
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13.1. HIBRIDACIN INTERVARIETAL
Este mtodo usa cruzamientos de la
primera generacin entre variedades depolinizacin libre de maz como un mediopara obtener mayores rendimiento.
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13.1. HIBRIDACIN INTERVARIETAL
Generalmente los
hbridos intervarietalessuperan en rendimientoa los progenitores depolinizacin libre (Beal,
1880).
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Diversidad Gentica y Heterosis
Se ha determinado que la heterosis est relacionadacon la diversidad gentica; entonces
Divergencia gentica, es el grado de alejamientoparental que tienen entre s dos variedades o lneas demaz.
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Pues
- Una cruza presentar mayor heterosis cuanto menos genesiguales tengan; y ser menor cuanto ms emparentados
estn las variedades o lneas que intervienen en la cruza.
- Los cruzamientos harinoso x dentado producirn mejorrendimiento que dentado x dentado.
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- El PCM-1. Compuesto peruano, que incluyealrededor de 300 cultivares amarillos duros flint
- El PMC-2. Compuesto centroamericano, incluyealrededor de 200 cultivares amarillos duros,flint
- El PMC-3. compuesto norteamericano, incluyealrededor de 100 cultivares amarillos dentados,dent
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16/8619 mayo 2008
Cuando se realizan cruzas, se tienen:Material evaluado L1 L2 Ganancia %
1973 1974 1973 1974 x heterotica Heterosis
PMC-1 1730.9 5340.4 3843.1 5957.5 4218.0 - -PMC-2 2223.4 4695.5 4140.0 5953.7 4253.2 - -PMC-3 4248.6 - -PMC-4(1 x 2 x 3) 4540.9 - -
PMC-1 x PMC-2 4767.5 531.9 112.6(Flint x Flint)
PMC-1 x PMC-3 5316.0 1082.7 125.6(Flint x dentado)
PMC-1 x PMC-4 4680.0 300.8 106.9(Flint x mezcla 1+2+3)
PMC-2 x PMC-3 5175.5 924.5 121.8(flint x dentado)
Ganancia: Para PMC-1 x PMC-2: 4 767.5 (4218.0+4253.2)/2 = 531.9
%6.112100
6.4235
5.4767
2
2.42534218
5.4767100
2
21
1
xx
PP
F
% de Heterosis =
C d i h i
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Como se puede ver se tuvo mayor ganancia hetertica y mayorporcentaje de heterosis cuando los cruzamientos sondivergentes.
Los hbridos intervarietales, resultan ser ms complicados quela seleccin masal, as mismo debe producirse semilla porcruzamiento cada ao.
Para PMC-1 x PMC-3: 5 316(4218.0+4248.6)/2 = 1082.7
%57.1251003.4233
5316100
2
6.42484218
5316100
2
21
1
xxx
PP
F
% de heterosis=
LINEA ENDOGAMICA
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LINEAS ENDOGAMICAS
Muchas de las plantas tiles al hombre son autgamas ,y en el caso del maz (plantas algamas) su sistema
reproductivo facilita enormemente la autofecundacinartificial, tanto en aquellas como en sta elmejoramiento gentico se lleva a cabo obteniendolneasautofecundadaso lneas purasuhomocigticas.
En plantas autgamas stas son usadasper secomovariedades mejoradas, y en el caso del maz se usanen la obtencin de hbridos y/o variedades sintticas.
Sin embargo la autofecundacin no es el nico
sistema de apareamiento regular que generaendogamia, pues existen otros mtodos como semuestra en la Figura 2.
LINEA ENDOCRIADA
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Figura 2. Formas de apare para obtener homocigosis.
Es un conjunto de individuos genticamente uniformes
que descienden de una planta.
Son obtenidos a partir de varios ciclos de
autofecundacin forzada y seleccin posterior
LINEA ENDOCRIADA
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Programa de Mejoramiento de MazCreacin de variabilidad
Var. Locales, VPL, var. comerciales
Mejoramiento de poblaciones
Recombinacin
Estabilizacin
VPLSeleccin de individuos
que se autofecundanPL
4
2
3
PROCEDIMIENTO
DE
OBTENCIN
DE
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4.2.3.. PROCEDIMIENTO DE OBTENCIN DELINEAS AUTOFECUNDADAS
a) Objetivos (Razones) de la Lneas Puras
Obtener lneas puras con aptitud combinatoria (AC)
superior.
Todas las plantas cruzadas tendrn la misma constitucin
gentica. Si los progenitores contribuyen con genes
deseables para alto
rendimiento y/o precocidad, cada planta hbrida tendr la
misma
capacidad de rendimiento y/o precocidad.
4
2
3
PROCEDIMIENTO
DE
OBTENCIN
DE
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4.2.3.. PROCEDIMIENTO DE OBTENCIN DELINEAS AUTOFECUNDADAS
Para eliminar caracteres recesivos deletreos o inferiores, los que
estn ocultos mediante las condiciones naturales (polinizacin
cruzada). Pues tales debilidades se manifiestan durante laautofecundacin, dando la oportunidad para descartar y continuar con
lneas superiores.
b) P di i t
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b) Procedimiento
Cuando tratamos el tema de mejora intrapoblacional, hemos vistoel uso de familias de autohermanos, su obtencin de stas por la
autofecundacin de plantas de la VO.
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b) Procedimiento
El smbolo que se usa para designar este proceso es y se
refiere, desde luego, a la autofecundacin de una planta.
As, una lnea autofecundada es la poblacin, en una generacin,obtenida al cabo de la autofecundacin de una sola planta encada generacin.
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El smbolo que se usa para designar a una lnea
autofecundada es S ( del ingls selfing) con unsubndice numrico que indica el nmero deautofecundaciones que ha estado sometida.
Las plantas de la VO de donde se derivan las lneasS se designan con So, significando que no tienenninguna generacin de autofecundacin.
La Figura 3 se esquematiza la obtencin de un lnea S8.
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Poblacin de plantas genticamente diferentes y capaces de
reproducirse por varias campaas agrcolas sin perder suscaractersticas
VARIEDAD
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VARIEDAD DE POLINIZACION ABIERTAVARIEDAD SINTETICA
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Variedad que ha sido manipulada genticamente para mejorar
sus caractersticas.
Se obtienen mezclando plantas (familias) seleccionadas (medios
hermanos, hermanos completos, lneas)
VARIEDAD MEJORADA
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COMO SE OBTIENE UNA VARIEDAD ?
Campaa 1: Formacin de las familias
Campaa 2 y 3: Evaluacin de las familiasCampaa 4: 1ra. Recombinacin de familias seleccionadas
Campaa 5: 2da. Recombinacin
Formacin del Ncleo de Semilla Gentica
Campaa 6 y 7: Evaluacin de la variedad experimental
Produccin de semilla bsica
Campaa 8 y 9: Parcelas de Comprobacin
Inscripcin en Registro Nacional de Cultivares
Liberacin de la variedad
Produccin de semilla certificada
Campaa 10: AGRICULTOR
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POBLACION BASESELECCION DE PLANTAS
MAZORCASCOSECHADASDE
PLANTASSELECCIONADAS
FORMACION DEFAMILIAS DEMHHC - LS
CAMPAA 1
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31/86
Qu son MEDIOS HERMANOS?
Reciben polen de todas las plantas
Plantas seleccionadas
Mazorca-hilera
FAMILIAS DE MEDIOS HERM
Planta MADRE conocida
Planta PADRE desconocida
MH 1
MH 2
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Qu son HERMANOS COMPLETOS?
Plantaseleccionada
FAMILIA DE HERMANOS COMPLET
Planta MADRE conocida
Planta PADRE conocida
Plantaseleccionada
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33/86
S0 S1 S2 S7 - S8 lneaS3 S4 S5 S6
0
98.4375
50
75
96.8
75
87.
5 93.7
5
99.21
875 99.609
375 99.80
75
Incremento de la
homocigosis (%) duranteel proceso de endocria
LINEAS ENDOGAMICAS
-
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ENSAYOS MULTILOCALES DE FAMILIAS, CON REPETICIONES
III
Loc 1Loc 2Loc 3
Loc 4Loc 5
Loc 6
AO 1
III
AO 2SELECCION DE LAS
MEJORES 812FAMILIAS
CAMPAAS 2 y 3
Loc 1
Loc 3Loc 4
Loc 5Loc 6
Loc 2
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35/86CAMPAA 4
1ra RECOMBINACION
F
A
M
1
F
A
M
2
F
A
M
3
F
A
M
4
F
A
M
5
F
A
M
6
CRUZAS 1 x 2 1 x 3 1 x 4 1 x 5 1 x 6
2 x 3 2 x 4 2 x 5 2 x 63 x 4 3 x 5 3 x 6
4 x 5 4 x 6
5 x 6
-
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PREPARACION DEL MATERIAL PARASEMBRAR LOTE DE 2da RECOMBINACION
Caractersticas del lote:
Largo del surco : 5 m
Nmero de surcos: 40
Distancia entre golpes: 20 cm
Nmero de golpes por surco: 26
Nmero de semillas por golpe: 2
Nmero de semillas por surco: 52
Nmero de semillas total: 2080
Nmero de semillas por cruza: ~140
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2da RECOMBINACION
MEZCLA DEPOLEN20
surcos
20
surcos
5
m
CAMPAA 5
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ENSAYOS MULTILOCALES DE VARIEDADES, CONREPETICIONES
III
Loc 1Loc 2
Loc 3Loc 4
Loc 5Loc 6
AO 1
III
AO 2SELECCION DE LAS
MEJORES 2 o 3
VARIEDADESEXPERIMENTALES
CAMPAAS 6 y 7
Loc 1Loc 2
Loc 3Loc 4
Loc 5Loc 6
-
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PARCELAS DE COMPROBACION
Variedades Experimentales vs Testigo comn vsVariedad local
Ensayos multilocales con 2 repeticiones
Manejo del Agricultor
rea variable: 1500 a 2500 m2
INIA pone la semillaAgricultor colaborador pone todo
Cosecha entera para el Agricultor
HIBRIDOS
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HIBRIDOS
HETEROSIS o VIGOR HIBRIDO
- Superioridad de la progenie (F1) sobrelos padres
-
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HETEROSIS o VIGOR HIBRIDO
P1 = 4.0 t/ha
P2 = 3.0 t/ha
F1 = 12.0 t/ha
SUPERIORIDAD DE LA F1 SOBRE SUS PADRES
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S0 S1 S2 S7 - S8 lneaS3 S4 S5 S6
0
98.4375
50
75
96.8
75
87.
5 93.7
5
99.21
875 99.609
375 99.80
75
Incremento de lahomocigosis (%) duranteel proceso de endocria
LINEAS ENDOGAMICAS
P1 P2
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F1(S0) Aa
F2 (S1) AA Aa aa 1/2
F3 (S2) AA (AA Aa aa) aa 1/4
F4 (S3) AA 1/8AA (AA Aa aa) 1/8aa aa 1/8
F5 (S4) AA 1/8AA 1/16AA 1/8(AA Aa aa) 1/16aa 1/8aa aa 1/16
F6 (S5) AA 1/8AA 1/16AA 1/32AA 1/16(AA Aa aa)1/32aa 1/16aa 1/8aa aa 1/32
F7 AA 1/8AA 1/16AA 1/32AA 1/64AA 1/32(AA Aa aa) 1/64aa 1/32aa 1/16aa 1/8aa aa 1/64
Amarillos homocigotas amarillo heterocigotas verdes homocigotas
A CADA NIVEL DE ENDOGAMIA SE REDUCE A LA MITAD LA
FRECUENCIA DE LOS HETEROCIGOTAS
P1(amarillo)
P2(verde)
HBRIDOS NO CONVENCIONALES
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HBRIDOS NO CONVENCIONALES:
Superioridad
Tipos: (% > testigo)
INTER VARIETALES (variedad x variedad) 15 - 20
INTER-FAMILIARES (familia x familia) 20 - 30
MESTIZOS DOBLES (A x B) x variedad 21 - 30
MESTIZOS (lnea x variedad) 33 - 40
padres: al menos uno, no es lnea
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HBRIDOS CONVENCIONALES
- ambos progenitores son endocriados
Tipos:CRUZA SIMPLE P1 x P2
CRUZA SIMPLE MODIFICADA (P1 x P1) x P2
CRUZA SIMPLE DOBLE MODIFICADA (P1 x P1) X (P2 x P2)
CRUZA TRIPLE (P1 x P2) x P3
CRUZA TRIPLE MODIFICADA (P1 x P2) x (P3 x P3)
CRUZA DOBLE (P1 x P2) x (P3 x P4)
Autofecundacin
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S1
AutofecundacinActo de fecundar los organos femeninos de una planta con su
propio Polen (autopolinizar).
S0
Cruza Fraternal
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Cruza FraternalCruza entre plantas de una misma lnea, variedad, etc. cruzaentre individuos hermanos utilizada para incrementar semillade progenitores.
E d l Ob i d
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S0
S1
S2
S3
Esquema de la Obtencin de unaLnea Autofecundada S3
Cruzamientos
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x
AB F1 Hbrido Simple
A B
Cruzamientos
Cruza Triple
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x
AB x C
Cruza simpleAB
Lnea C
Cruza TripleHibrido Triple Es el cruzamiento resultante entre un Hibridosimple (F1 de una cruza simple) con una tercera lnea.
Cruza Doble
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x
ABCD
CruzaAB
CruzaCD
C u ob e
HbridoDoble Es la F1 resultante entre el cruzamiento de doshbridos simples.
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HBRIDOS CONVENCIONALES: COMPORTAMIENTO
superioridad
Hbrido % sobre mejor V.P.A.
Cruza doble 20 26
Cruza triple 26 33
Cruza simple 40 - 53
Superioridad porcentual en rendimiento de maz
grano de los hbridos sobre las variedades
150
130
120
100
0
90
180
Hbrido Simple Hbrido Triple Hbrido Doble Varie dad
porcen
ta
je
Reduccin porcentual promedio en rendimiento
-
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Reduccin porcentual promedio en rendimiento
de maz grano, al usar semilla "de segunda"
100 100 100100
85
60
0
40
80
120
variedad Hbrido Doble Hbrido Simple
porcen
ta
je
semilla de bolsa semilla de segunda
-
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COMPARANDO
Rendimiento mayor menor
Uniformidad si no
Costo de semilla mayor menor
Costo produccin mayor menor
Semilla propia si no
Estabilidad igual
Calidad de grano igual
Sanidad buena regular
Hbridos Variedades
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55/86
POR QUE ES CARA LA SEMILLA DE MAIZ HIBRIDO?
Lnea A
A x B(A x B) C
Campos aislados
Lnea BLnea C
Lnea A Lnea B
A x B
A x B
(AxB)(CxD)
C x D
Lnea DLnea CLnea BLnea A
HIBRIDOSS IMP
LES TR
I PLE
S
D O B L E S
3
7
5
DespanojadoDespanojado
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PRODUCTIVIDAD COMPARATIVADE HIBRIDOS CONVENCIONALES
Variedades
Hbrido doble
Hbrido triple
Hbrido simple
2.0
4.0
7.0
14.0
t/ha
-
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Figura 3. Esquema de la obtencin de una lnea autofecundada S8,
note que solamente una planta se autofecunda en cada generacin.
Las plantas seleccionadas deben ser sanas vigorosas de buena
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Las plantas seleccionadas deben ser sanas, vigorosas de buenaubicacin de mazorca y de buen aspecto.
En cada una de las dos variedades seleccionadas, a la floracin
efectuar 300, 500 a 800 autofecundaciones
Cubrir por la maana a los jilotes (flor femenina: estigmas en suinicio) con una bolsa de glassine para evitar el cruce con polenextrao que provocar la mezcla.
Recoger el polen al dasiguiente con una bolsa y se
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59/86
siguiente con una bolsa y seaplicar a los estigmas,habindose realizado as laautofecundacin en las
plantas So. El producto deesa autofecundacin es unamazorca que dar una plantaS1.
De 800 mazorcas, nosquedaremos con alrededor de600 mazorcas.
Ms endocra, habr msestabilidad en las S7 S8
generacin, por que hayhomocigosis total. Sinembargo habr reduccin devigor y de productividad.
Cada lnea S1 es unafamilia de HC.
Siembra
Lenas
S
1 para
formar
Lneas
S
2
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Siembra Lenas S1 para formar Lneas S2
C l t d l A t f d i
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61/86
Colecta de polen y Autofecundacin
C l t d l A t f d i
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62/86
Colecta de polen y Autofecundacin
-
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63/86
Lneas S
2
para
formar
Lneas
S
3
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Dr. Vctor Vsquez Arce 19 mayo 2008
Lneas S2para formar LneasS3
Pasos para Obtener Lneas Puras 1) Jiloteo
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19 mayo 2008
2) Colecta de polen
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3
) Autofecundacin y engrampado de bolsa
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3) Autofecundacin y engrampado de bolsa
E l i d L S
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Dr. Vctor Vsquez Arce 19 mayo 2008
Evaluacin de Lneas S3
Cosecha
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19 mayo 2008
Cosechade
Lneas S3
Consecuencias de la endocria
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Genotipos So S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
% Heterocigotas 100 50 25 12.5 6.25 3.12 1.56 0.78 0.39
% Homocigotas 0 50 75 87.5 93.75 96.88 99.44 99.22 99.61
En estados Unidos de Norteamrica, las lneas son de
20, 30 o ms autofecundaciones.En Mxico, las lneas no es de muchasautofecundaciones de 1 a 4.
En el Per se usa de hasta S7 a S8.
En la Figura 3, solamente se muestra laautofecundacin de una sola planta, pero ello no quiere
decir que no puede autofecundarse mas de una planta.
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La evaluacion de las lineas se efectuan con el fin de determinar la aptitudcombinatoria general y especificva.
1. Aptitud Combinatoria General (ACG).o Sprage y Tatun (1942) fue el primero en usar el
termino de ACG y ACE.
o Definen a la ACG, como el comportamientopromedio de una lnea en combinaciones hbridas.
o ACE, casos en los cuales ciertas combinaciones
lo hacen mejor (o peor) de lo que podra
esperarse en base al comportamiento promedio
de las lneasA) Para determinar la ACG
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)Genticamente el trmino aptitud combinatoria (AC)significa la capacidad que tiene un individuo o una
poblacin de combinarse con otros, dicha capacidad esmedida por medio de su progenie.
Las pruebas de ACG se realizan para evaluar el
comportamiento de las lneas en combinaciones
hbridas.
La evaluacin de las lneas pueden hacersemediante:
Lneas per se
Pruebas temprana
Cruzas de prueba.
L
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Lneasper se.
La evaluacin de lneasper se consiste en calificar elcomportamiento de ellas por su potencial propio antesdel cruzamiento.
Se lleva a cabo en ensayos de rendimiento de lneas per
se, en 2 o 3 localidades como mmo a fin de seleccionarlneas por su mejor comportamiento como tal.
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La lnea sirve tambin para formar sintticos,
pero generalmente se usa para formar hbridosde cruzas simples:
S1j X S1k.
El probador tiene como funcin probar la capacidad de lalnea.
Se puede usar como probador a la VO o tambin unprobador no emparentado o una lnea endogmica
Pruebas tempranas
.
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Las pruebas tempranas consisten en
cruzamientos de las lneas S1 con un
material adecuado (probador).
La Lneas S1j x Probador (Pi)
Mestizos (o Top cross)
Posteriormente los mestizos se prueban
y se seleccionan las lneas que le
dieron origen para continuar con el
proceso de autofecundacin.
Cruzas de Prueba
.
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Por su capacidad de cruzamiento mediante top crosses(Lnea x Variedad)
Formacin de top cross Evaluacin de top-cross
Las cruzas de prueba son similares a las pruebastempranas, pero realizadas al final de la formacin de laslneas.
Formacin de Top
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cross
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Formacin de Top cross
Mediante la metodologia de mazorca hilera
240 mazorcas sembrar en cossing - block
Usamos lotes de cruzamiento, despanojando las lneas y
dejando la variedad no parental como progenitormasculino, en la razn 2:1 (Figura 4).
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Figura 4. Formacin de top- cross
La cosecha de las lneas seran los Top -cross Evaluacin de los Top-cross
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Luego probar los top cross en ensayos derendimiento en dos localidades, con el fin deseleccionar en bases al promedio de rendimiento lalneas superiores.El diseo utilizado es el de Ltice simple: 7 x 7 = 49 :45 cruzas + 4 testigo, en dos o ms localidades, y en2 o 4 repeticiones
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B) Aptitud combinatoria Especfica (ACE)
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La determinacin de la ACE, es el segundo pasoen el proceso de evaluacin de una lnea.Esta prueba utiliza las cruzas simples entre las
mejores lneas seleccionadas por su ACG, con elfin de medir las desviaciones de rendimiento enbase al promedio de rendimiento de las lneascorrespondientes. Las desviaciones vienen a ser el resultado de losefectos de dominancia, epistasis e interacciones
en el medio ambiente.
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2G = 2A 2D 2I, se aprovecha la parte no aditiva:2NA = 2D 2ICon el 10 de los top-cross se iniciar tal evaluacin(Acudiendo a las mejores lneas de donde provienen dichomejores top-cross)
a) Formacin de Hbridos Simples
: Cruzas Diallicas:
Diseno de Griffing (1956): P(P
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1)/2, P = 10
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Diseno de Griffing (1956): P(P 1)/2, P 10
Figura 5. Esquema de cruzamientos
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Con este fin se usar el modelo 4 de Griffing (1956),cuyo modelo estadstico es:Yijk = u + gi + gj + Sij + eijki >1; n>j; k = 1, 2, ,r
siendo:Yijk= valor fenotpico de la cruza de progenitores i y j
en la repeticin ku = media generalgi = efecto de la ACG de progenitor i; i = 1, 2, ..., j, ...,
nSij = efecto de la ACE de la cruza ijeijk= efecto ambiental aleatorio correspondiente a la
observacin ijk
Usos del Maz
Usos del Maz
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Biocombustible(etanol) 400L etanol / t maz
Aceite (%)1.221.3
Normal Mutante
Amilosa 30 70
Amilopeptina 70 100
Cantidad 4-5 --12.4
Calidad
Lisina 0.28 - 0.58
Triptofano 0.06 - 0.14
Protena (%)
Almidon (%)
Usos del MazUsos del Maz
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