Métodos de selección en fitomejoramiento basados en el modo de reproducción.

Los fitomejoradores utilizan diferentes métodos según el modo de reproducción de los cultivos, que incluyen:

• Autofertilización, donde el polen de una planta fertilizará las células reproductivas o los ovulos de la misma planta
• La polinización cruzada, donde el polen de una planta sólo puede fertilizar una planta diferente
• propagación asexual (por ejemplo, corredores de plantas de fresa) donde la nueva planta es genéticamente idéntica a su padre
• Apomixis, donde se producen semillas asexualmente y la nueva planta es genéticamente idéntica a su padre

El modo de reproducción de un cultivo determina su composición genética, que, a su vez, es el factor decisivo para desarrollar métodos adecuados de mejoramiento y selección. El conocimiento del modo de reproducción también es esencial para su manipulación artificial para generar tipos mejorados. Sólo son adecuados para un cultivo aquellos métodos de obtención y selección que no interfieran con su estado natural ni garanticen el mantenimiento de dicho estado. Es por estas razones que la imposición de la autofertilización a los cultivos de polinización cruzada conduce a una reducción drástica de su rendimiento.

Para fines didácticos, el fitomejoramiento se presenta en cuatro categorías: mejoramiento en línea (cultivos autógamos), mejoramiento de poblaciones (cultivos alógamos), mejoramiento híbrido (principalmente cultivos alógamos, algunos cultivos autógamos), mejoramiento por clones (cultivos de propagación vegetativa).

Cultivos autofertilizantes (cultivos autógamos)

Ciertas restricciones provocaron que los mecanismos de autofertilización (autofertilización parcial y total) se desarrollaran en varias especies de plantas. Algunas de las razones por las que un método de reproducción autofecundante es tan eficaz son la eficacia de la reproducción, así como la disminución de la variación genética y, por tanto, la fijación de genotipos altamente adaptados. Casi no se produce depresión endogámica en las plantas que se autofertilizan porque el modo de reproducción permite que tenga lugar la selección natural en las poblaciones silvestres de dichas plantas.

Los pasos críticos en la mejora de los cultivos autofertilizantes son la elección de los padres y la identificación de las mejores plantas en generaciones segregantes. El criador también debe tener objetivos definidos a la hora de elegir los padres. Las autofertilizantes son más fáciles de mantener, pero esto podría provocar un mal uso de la semilla.

Algunos de los cultivos autofertilizantes importantes desde la agronomía incluyen trigo, arroz, cebada, frijoles secos, soja, maní, tomates, etc.

Selección masiva

Este método de selección depende principalmente de la selección de plantas según su fenotipo y rendimiento. Las semillas de plantas seleccionadas se almacenan para la siguiente generación. Este método se utiliza para mejorar la población general mediante selección masiva positiva o negativa. La selección masiva sólo se aplica de forma limitada en plantas autofertilizantes y es un método eficaz para mejorar las variedades locales. Este método de selección sólo será eficaz para rasgos altamente hereditarios. Una deficiencia de la selección masiva es la gran influencia que tiene el medio ambiente en el desarrollo, fenotipo y rendimiento de plantas individuales. Esto también puede ser una ventaja porque se pueden seleccionar variedades para el desempeño local.

La selección masiva estratificada para el tamaño de la mazorca durante 22 ciclos ha alterado drásticamente el fenotipo de la planta en la población de maíz Zacatecas 58. Las plantas en el ciclo C22 eran 50 cm más altas, tenían el doble del índice de área foliar, alcanzaron la antesis 7 días después y tenían un índice de área foliar del 30%. índice de cosecha más alto que C0 (Tabla 1) Las diferencias en el crecimiento se detectaron temprano en la ontogenia. El crecimiento de las raíces del C22 superó al del C0 y la relación entre la masa seca de los brotes y la masa seca de las raíces se redujo en casi un 12 %, de 8,0 ± 0,2 a 7,1 ± 0,1 (Tabla 2). El análisis de los componentes del rendimiento reveló que el C22 fue superior al C0 en peso de grano, número de hileras por espiga, número de granos por hilera y rendimiento total por unidad de área (Cuadro 3). Debido a que los dos genotipos eran fenológicamente diferentes, las densidades óptimas de siembra probablemente sean diferentes para cada población.

Selección de cultivos alógamos

Las especies de plantas donde el modo normal de producción de semillas es a través de un alto grado de polinización cruzada tienen características reproductivas y estructura poblacional características. La existencia de autoesterilidad, autoincompatibilidad, flores imperfectas y obstrucciones mecánicas hacen que la planta dependa del polen extraño para la producción normal de semillas. Cada planta recibe una mezcla de polen de una gran cantidad de individuos, cada uno de los cuales tiene genotipos diferentes. Estas poblaciones se caracterizan por un alto grado de heterocigosidad con una tremenda variación genética libre y potencial, que se mantiene en un estado estable mediante el libre flujo de genes entre los individuos dentro de las poblaciones.

En el desarrollo de variedades híbridas, el objetivo es identificar el heterocigoto más productivo de la población, que luego se produce con la exclusión de otros miembros de la población.

Selección masiva

Es el método de selección más simple, fácil y antiguo en el que se seleccionan plantas individuales en función de su rendimiento fenotípico, y la selección de semillas en masa demostró ser bastante eficaz en el mejoramiento del maíz en las etapas iniciales, pero su eficacia especialmente para mejorar el rendimiento. Pronto fue objeto de severas críticas que culminaron con el perfeccionamiento del método de selección masiva. La selección después de la polinización no proporciona ningún control sobre el progenitor del polen, por lo que la selección eficaz se limita únicamente a los progenitores femeninos. Las estimaciones de heredabilidad se reducen a la mitad, ya que sólo se utilizan los padres para cosechar las semillas, mientras que la fuente del polen no se conoce una vez que ha tenido lugar la polinización cruzada.

Selección recurrente

Este tipo de selección es una versión refinada del procedimiento de selección masiva y se diferencia de la siguiente manera:

• Personas seleccionadas visualmente fuera de la población base experimentan pruebas progenéticas
• Los individuos seleccionados sobre la base de los datos de prueba progenie se cruzan entre sí de todas las maneras posibles para producir semilla para formar la nueva población base.

Selección de medios hermanos con pruebas de descendencia

Las selecciones se realizan basándose en el rendimiento de las pruebas de progenie en lugar de en la apariencia fenotípica de las plantas parentales. Las semillas de medio hermanos seleccionados, que han sido polinizadas por polen aleatorio de la población (lo que significa que sólo se conoce y selecciona al progenitor femenino, de ahí el término "medio hermano") se cultivan en hileras de progenie no replicadas para el propósito de la selección. Se planta una parte de la semilla para determinar la capacidad de rendimiento o valor genético de cualquier carácter de cada planta. La semilla de las hileras más productivas o la semilla remanente de los medios hermanos sobresalientes se agrupan para completar un ciclo de selección.

Selección de hermanos completos con pruebas de descendencia

En ensayos replicados se evalúan varias familias de hermanos completos, cada una de ellas producida mediante cruces entre las dos plantas de la población base. Una parte de cada familia de hermanos completos se guarda para su recombinación. Según la evaluación, la semilla remanente de familias de hermanos completos seleccionadas se utiliza para recombinar las mejores familias.

Mejoramiento de cultivos de propagación asexual

La reproducción asexual cubre todos aquellos modos de multiplicación de plantas en los que no se produce la formación normal de gametos y la fertilización, lo que los diferencia claramente de los cultivos normales de producción de semillas. En ausencia de reproducción sexual, la composición genética del material vegetal que se multiplica sigue siendo esencialmente la misma que la de la planta de origen.

Se pueden hacer clones de plantas madre con la composición genética exacta de la planta madre. Las plantas superiores se seleccionan y propagan vegetativamente; la descendencia propagada vegetativa se utiliza para desarrollar variedades estables sin ningún deterioro debido a la segregación de combinaciones de genes. Esta característica única de la reproducción asexual ayudó a desarrollar una serie de cultivares de frutas y verduras, incluidas uvas, manzanas, peras y melocotones.

Mejorar el material vegetal asexual mediante la selección

La selección en estos cultivos se restringe al material introducido de otras fuentes, como plantaciones de campo. La mejora de plantas propagadas asexualmente mediante mutaciones inducidas tiene distintas ventajas y limitaciones. Cualquier propágulo vegetativo puede tratarse con mutágenos e incluso un único mutante deseable o una parte de un propágulo mutado (quimera) puede multiplicarse como un tipo mejorado de la variedad original.

Selección de plantas asexuales

La selección, en el caso de plantas asexuales, se puede definir como la selección de la planta de mejor rendimiento y la propagación vegetativa de la misma. Debido a que las plantas no son totalmente estables genéticamente, se puede esperar que se produzcan desviaciones a lo largo de los años. La selección es, por tanto, un proceso continuo en el que los desviados son seleccionados o eliminados del programa de selección. El objetivo principal de la selección es mejorar la calidad y el rendimiento de las próximas plantaciones. Se pueden seguir diferentes enfoques en el proceso de selección de plantas asexuales, como la selección masiva y la selección de clones a partir de bloques de clones.

En la selección masiva hay algunos factores que se deben considerar al seleccionar plantas en un bloque madre, p.e. viñedo. El momento de selección es un factor importante, porque hay que seleccionar cuando la mayoría de las características de la planta se muestran claramente. En el caso de las plantas perennes asexuales, el mejor momento es justo antes de la cosecha. Para obtener los mejores resultados, la planta seleccionada debe evaluarse durante la próxima temporada, cuando se visualizan mejor las anomalías del crecimiento, las deformaciones de las hojas y los síntomas del virus. La selección masiva se realiza anualmente en la misma planta durante un mínimo de tres años. Una planta que no cumple con los requisitos en algún año determinado del ciclo de selección es descartada del programa.

Desarrollo de nuevo clon

El desarrollo y registro de nuevos clones se realiza mediante selección de clones locales en plantaciones antiguas, así como la importación de clones de alta calidad del exterior, para evaluación local.

Un clon es la descendencia vegetativa de una planta madre específica; no muestra ninguna desviación genética, morfológica o fisiológica de la planta madre. La evaluación se realiza con los diferentes clones seleccionados tras la selección.