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Respuesta a la Selección Interacción Genotipo Ambiente Correlaciones Catedra Mejoramiento Genético Vegetal Año 2023 SELECCIÓN, PREDICCIÓN Y RESPUESTA • La mejora genética de las plantas se sustenta en la selección orientada a objetivos en un contexto agronómico y tecnológico determinado. • La acción de identificar y seleccionar los mejores genotipos, se realiza a través de la observación y medición de los fenotipos exhibidos por los individuos en la población. • La eficacia de los procedimientos utilizados está relacionada con la magnitud y naturaleza de los efectos genéticos y ambientales que inciden sobre la expresión y que se manifiestan en las poblaciones a través de la heredabilidad del carácter de selección. Consecuencias de la Selección: • Cambiar la media genotípica y fenotípica de la población para el carácter seleccionado, a través de un aumento de la frecuencia de los alelos favorables. • Modificar la varianza genética de la población para el carácter seleccionado. Número de individuos RESPUESTA A LA SELECCIÓN (R). R : X1 – X2 RESPUESTA REALIZADA G0 G1 Respuesta a la Selección (R) R = h2 . S RESPUESTA ESTIMADA ¿De que depende S? Xp = Media de la Población Xmin = Punto de Truncamiento Xs = Media de los Selectos Ds o S = Diferencial de Selección Diferencial de Selección en función de “p” y “σ2 “ s s Población A Población B El S de la población B es superior: A menor porcentaje de individuos seleccionados mayor será el S. DS o S P=20% P=20% El S de la población A es superior: A mayor varianza genética mayor será el S. Población A Población B s s DS o S σ = 2 σ = 2 P=50% P=20% σ = 3 σ = 2 Implementación de una selección en la G0 (a) con media m0; mS: media de los individuos selectos que cumplen con la condición de tener valores de X≥XS. S (a) (b) (c) (d) R=S R<S h² = 1 h² = 0 0 < h² <1 m 0 Xs S = m0 m1 m 0 m 1 m 0 m 1 R=0 R = h2 . S A partir de la Respuesta a la selección puedo estimar la heredabilidad R = h2 . S h2 = R/S HEREDABILIDAD REALIZADA R= Respuesta a la selección S = Diferencial de selección h2 = Heredabilidad Dos poblaciones con igual Diferencial de selección resultan comparables??? R = S.h2 Respuesta a la Selección (R) o Avance Genético R = h2 . DS = h2 . i . σp R% = i h2 (CV%) Intensidad de selección: i = DS f(p) σ DS : i. σ Es conveniente estimar la R antes de realizar la selección, a fin de: Definir los ciclos de selección necesarios. Calcular la proporción de individuos a seleccionar en cada ciclo. Respuesta a la Selección (R) o Avance Genético Es un valor predictivo de la respuesta a la selección R = h2 . i . σp h2 : Heredabilidad i : intensidad de selección o diferencial de selección estandarizado σp : Desviación estándar Respuesta a la Selección Valores de “i” para distintos valores de “p o s %” i = intensidad de selección o diferencial de selección estandarizado z = altura de la ordenada del punto de selección P = 100% i = 0 Z 10% 1,282 1,755 Algunos otros factores que suelen condicionar el éxito de la selección • Tamaño de las parcelas de observación. • Heterogeneidad direccional al momento de la selección. • Selección simultánea para varios atributos de interés para la mejora. • Agotamiento paulatino en mediano a largo plazo de la variabilidad genética disponible. • La ocurrencia de correlaciones principalmente negativas, entre atributos de selección. Respuesta promedio por ciclo de selección Ejemplo: selección para contenido de aceite en maíz. Correlación. Selección Indirecta Correlación genética, es una medida del grado de enlace genético entre dos o mas caracteres de un mismo individuo. • Asociación entre dos caracteres • La correlación es la tendencia que tiene dos o mas genes de variar juntos en la misma dirección ( correlación positiva) o en distinta dirección (correlación negativa). Cuando se selecciona para un carácter o atributo directamente, se esta también seleccionando, en forma indirecta para todos los demás caracteres que están correlacionados. Tipos de correlación • Correlación fenotípica (rP) Correlaciones entre variables observables. • Correlación Genética (rG) Competencia por recursos de naturaleza fisiológica y funcional relacionados con el “ambiente interior” de la planta, a menudo relacionados con mecanismos de “fuente-destino”. • Correlación Ambiental (rE) Competencia por recursos (agua, nutrientes luz, etc.), ya sean externos a los individuos. Causas de la correlación genética Número de frutos por planta Rendimiento por planta Respuesta correlacionada a la selección X carácter principal Y carácter secundario Seleccionamos X (carácter principal) Modifica Y (carácter secundario) Selecciona por el carácter X Y? rG (pleitropía y ligamiento) RX RCy ? Correlación Genética rA Respuesta correlacionada a la selección X carácter principal Y carácter secundario Numero de semillas por planta (X) …….. ra (X Y) ……… Peso de 100 semillas Y RCy : fbA(XY) rG RCy : RX fbA (XY) RCy : hx . hy . i . raxy . σ Formas más típicas de la correlación entre producto final y sus componentes principales Selección Indirecta El estudio de las correlaciones genética sugiere que se podría obtener un progreso genético mas rápido seleccionando para un carácter correlacionado en vez del carácter de interés o principal. Investigación funcional del Rendimiento por medio de sus componentes ¿Qué es la interacción Genotipo x Ambiente (IGxE)? Es el cambio en la respuesta de los genotipos a los diferentes ambientes. • Diferencias entre las expresiones de los genotipos según el ambiente. • Las expresiones de los genotipos de una misma población de referencia, pueden modificarse significativamente por efecto de sus respuestas particulares a las condiciones del ambiente de expresión. • El concepto de “ambiente de expresión” es amplio y puede referirse a aspectos tales como: localidad, año, formas de manejo, momento del ciclo del cultivo, etc. Situaciones típicas de ocurrencia de interacción GxE en la evaluación de genotipos Hablaremos de interacción genotipo/ambiente cuando el cambio producido al pasar de un ambiente a otro por un genotipo, es diferente al que se produce en otro genotipo. Cualitativa Cuantitativa Ilustración de los comportamientos de los genotipos candidatos para la selección con relación al área probable de cultivo O. A, B y C corresponden a posibles localidades de selección. BIBLIOGRAFÍA: • Allard R.W. 1975. Principios de la Mejora Genética de las Plantas. Ediciones Omega S.A. Barcelona. •Brown J. y Caligari P. 2011. An Introduction to Plant Breeding. John Wiley & Sons. Nueva York (EUA). •Falconer, D.S. Mackay. 1996. Introducción a la Genética Cuantitativa. Editorial ACRIBIA, S.A. Zaragosa, España •Mariotti J.A. y Collavino N. G. 2015. Los caracteres cuantitativos en la mejora Genética de los Cultivos. Orientación Gráfica Ed. (Argentina), 325pp. •Nuez Viñals F. 1991. Introducción a la Mejora Genética Vegetal. Vol I. Ed. Universidad Politécnica de Valencia. España. •Palomares Hernández G. 1991. Mejora Genética Vegetal (I). Editorial Universidad Politécnica de Valencia. España LOS CARACTERES CUANTITATIVOS EN LA MEJORA GENÉTICA DE LOS CULTIVOS. Jorge A. Mariotti - Norma Graciela Collavino Fotografía cedida por Ignacio Terrile, EEA Pergamino - INTA Edición 2015
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