Variabilitat Genètica i Millora Vegetal

Variabilitat Genètica

Polimorfisme Genètic

Existència en una població de múltiples al·lels d'un gen. Un polimorfisme és una variació en la seqüència de l'ADN en els cromosomes (locus) entre els individus d'una població.

Poliploïdia Natural

Mutació espontània deguda normalment a gàmetes no reduïts.

• AUTOpoliploids: derivats d'un només diploid per multiplicació dels seus cromosomes AA->AAAA
• ALOpoliploids: derivats d'un híbrid entre dos diploids AA x BB = AB ->AABB

Introgressió

Petita part de gens d'una espècie o varietat dins una altra.

Heterosi (Vigor Híbrid)

F1 millor que els pares però moltes vegades estèril.

Creuaments Complementaris

Creuar línies pures amb caràcters distints per obtenir els 2 caràcters en la mateixa. F1 no serà pura.

Creuament Transgressiu

Segregacions transgressives a la F2 individus + precoces que el parental + precoç i + tardans que el parental + tarda.

Recombinació

Noves combinacions al·lèliques. No apareixen nous (al·lels) però sí nous genotips.

Selecció Automàtica

Procés de selecció inconscient.

Erosió Genètica

Pèrdua de riquesa genètica en els recursos fitogenètics dels cultivars: pèrdua de gens valuosos.

Quimeres

Planta que té de manera conjunta teixits amb diferent genotip.

• Sectorial: generalment consta d'un segment de teixit que s'estén des de l'epidermis cap al centre de la fulla, tija...
• Periclinal: es caracteritza per formar una capa (d'una o més cèl·lules) sencera de teixit.
• Mericlinal: es caracteritza per formar una capa (d'una o més cèl·lules) parcial del teixit.

Obtenció de Triploides

El creuament de diploides amb tetraploides sol donar triploides. In vitro: durant la formació de la llavor es forma un teixit de cèl·lules triploides anomenat endosperma secundari, que constituirà la font de nutrients per l'embrió. A partir d'aquest teixit a través del cultiu in vitro d'embrions podem obtenir plantes triploides.

Mutagenesis

• Espontània (in vivo): de forma natural: errors durant la replicació, lesions o danys fortuïts en l'ADN, els elements genètics transportables.
• Variació Somaclonal (cultiu in vitro): variació genètica que es produeix a plantes regenerades in vitro, derivada de la inestabilitat genètica que suposa en molt de casos el cultiu in vitro.
• Mutagenesi induïda.

Cultiu Secundari

Es domestica per selecció automàtica però gràcies a la domesticació anterior del cultiu primari.

Mutacions

És un canvi permanent en el genoma, detectable, heretable i que no és fruit de recombinació.

• Genòmiques: canvis en el nombre de cromosomes:
  • Aneuploïdia: pèrdua o adició de cromosomes individuals.
  • Euploïdia: alteracions en el nombre normal (2n) de dotacions cromosòmiques.
    • Haploids (1 còpia simple n)
    • Poliploids (més de 2 còpies 4n, 8n...)
• Cromosòmiques: canvis en l'estructura del cromosoma: Delecions, Duplicacions, Inversions, Translocacions.
• Gèniques: mutacions a gens concrets. Replicació diferencial del ADN (amplificació gens).

N. Vavilov

Va establir 8 centres d'origen (o diversitat).

Citogenètica de Cyril D. Darlington

Comparà els cariotips de les espècies cultivades i silvestres.

Jack R. Harlan

Modificació de la idea dels centres d'origen. Va concloure que hi havia 3 centres: Proper Orient, nord de Xina i Meso-Amèrica.

Creuaments Complementaris

Homozigot que tingui característiques dels dos parentals.

Creuaments Transgressius

Es tracta d'aconseguir genotips amb major o menor expressió del caràcter desitjat que els parentals. Útil per caràcters poligènics.

Domesticació

Procés de canvi (modificacions genètiques) d'una espècie de silvestre a cultivada. Perd, adquireix o canvia alguns caràcters.

Trans-domesticació

Trasllat per l'home d'una espècie silvestre des de la seva àrea original a una altra regió, on subseqüentment va ser domesticada. Domesticació fora del lloc d'origen.

Males Herbes Acompanyants (o Protegides)

Acompanyen al cultiu.

Males Herbes Companyes

Hibriden amb els cultius. S'adapten fàcilment al medi agrícola.

Formes Assilvestrades o Subespontànies

S'escapen del cultiu o procedeixen d'abandonaments.

Centres de Diversitat

Són les regions on encara es manté la major diversitat genètica dels cultius, i sol coincidir amb el centre d'origen de l'espècie silvestre de què prové el cultiu.

Centres Secundaris de Diversificació

On va tenir lloc molta selecció/domesticació (centres de domesticació).

Recursos Fitogenètics

Fa referència a tot el material genètic que correspon a un cultiu + les espècies silvestres relacionades. Són la font de variabilitat genètica que s'utilitza per millorar varietats.

Híbrids

• Híbrid simple (o a 2 vies): creuant 2 línies pures. Aprofitar l'heterosis.
• Híbrid doble: creuant 2 híbrids simples (híbrid 4 vies: (AxB) x (CxD)).
• Híbrid a 3 vies (triple): creuant un híbrid simple x una línia pura. (AxB)xC.
• Línia per varietat: creuant una línia pura x una varietat població.

Varietats Sintètiques

És la creació d'una varietat a partir de varietats ja millorades. Resulten de moltes generacions de selecció.

Transferències

Gen transferit que prové del mateix tipus d'organisme.

Criopreservació

Conservació d'embrions o meristems somàtics a Tª ultra-baixa (-196 ºC), conservació a molt llarg plaç, protocols específics per evitar danys en congelació/descongelació.

• Congelació lenta: corbes convencionals de diferents velocitats amb crioprotectors penetrants a concentracions 1.5-2.0 M, 0.1 a 0.6 ºC/min, Tº immersió: de -30 a -120ºC. Amb o sense eliminació del crioprotector.
• Vitrificació: ràpid refredament d'un mitjà líquid en absència de cristalls de gel i amb una elevada viscositat. Congelació ultraràpida, elevades concentracions de crioprotectors, juntament amb volums i temps reduïts. Crioprotectors penetrants de 1.5 a 8.0 M. La desvitrificació requereix diluir i retirar l'agent crioprotector.

IPGRI

Institute for Plant Genetic Resources, en principi s'ocupava de la conservació de recursos genètics de plantes. Nova organització"Biodiversity Internationa" que es centra en l'ús de la biodiversitat agrícola.

Ampelografia

És el conjunt de coneixements que ens permeten la descripció i identificació de les vinyes.

Llistes Mínimes

• Es limiten als caràcters considerats com essencials per als diversos objectius.
• Per a l'establiment de col·leccions de gens: 21 caràcters.
• Per a la distinció de varietats (seguits d'un *): 35 caràcters.
• Per a la descripció de varietats: 40 caràcters.

Ampelometria (Quantitatius)

S'encarrega de la descripció quantitativa, de l'anàlisi i interpretació i les variacions de la forma.

Caracterització del Genotip

Marcador

Caràcters que es poden utilitzar per determinar diferències al material genètic. Marcadors morfològics (fenotip).

Marcador Genètic o Molecular

Molècula capaç d'identificar aquestes diferències al material genètic. Basats en ADN o proteïna.

Marcadors Moleculars

1. Marcadors proteics – bioquímics (proteïnes de reserva, isoenzims).
2. Marcadors ADN - genètics.

Tècniques de Marcadors Moleculars

• RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism): es basen en la comparació de patrons de bandes diferents generats per l'acció d'enzims de restricció (endonucleases).
• RAPD (Random Amplification of Polymorphic DNA): es basen en l'amplificació aleatòria de l'ADN usant encebadors molt curts (10pb). En realitat és una PCR amb les condicions perquè es generin el major nombre d'amplificats possible.
• AFLP: (Amplified Fragment Length Polymorphism): implica l'ús de tècniques de PCR i RFLP. Amplificar selectivament un subconjunt de fragments obtinguts després de la digestió de l'ADN genòmic amb endonucleases de restricció.
• SSR: (Simple Sequence Repeats microsatèl·lits): estudis de caracterització genètica, animal com vegetal. Unitat petita (4 nucleòtids) que genera regions repetides majors de 100 parells de bases. Són altament variables, les seqüències estan altament conservades dins una mateixa espècie/varietat. 6 SSR per identificar una varietat, 13 SSR recomanables.

UPOV

Conveni internacional protecció de noves varietats plantes de la Unió Internacional Protecció de les Obtencions Vegetals.

SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) (Marcadors del Futur)

Es defineix com el canvi en una sola base en una seqüència d'ADN que ocorre en una proporció significativa (<1%) en una població. Dos individus qualsevol no relacionats es diferencien en un parell de bases cada 100 pb més o menys. Molts SNPs no tenen cap efecte sobre la funció cel·lular i per tant es poden utilitzar com a marcadors moleculars.

Tipus de Llavors

Llavors Ortodoxes

Es pot augmentar la durada de la viabilitat per deshidratació i baixa Tª. Es duplica la longevitat per cada 5ºC menys. Dessecat suau en cambra hermètica (sílica-gel o sals especials que creen atmosfera a un %HR determinat). Inclusió en pots hermètics (bancs actius) o tubs de vidre segellats a la flama (bancs base). Es congelen aprox. a -3ºC bancs actius o -18ºC bancs base.

Llavors Recalcitrants

No toleren la dessecació ni descens de la temperatura de magatzem (llavors grans i carnoses, es sol conservar la part vegetativa en lloc de llavor). S'ha de mantenir a camp (col·lecció viva) o conservació biotecnològica (in vitro/criopreservació).