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BANCOS DE GERMOPLASMA Razón de los bancos de germoplasma La diversidad genética presente en lo centros de origen se encuentra seriamente amenazada, lo.

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1 BANCOS DE GERMOPLASMA Razón de los bancos de germoplasma La diversidad genética presente en lo centros de origen se encuentra seriamente amenazada, lo que se ha denominado erosión genética. Erosión genética, es el efecto de las actividades del hombre sobre la composición de los cultivos. Cultivos mejorados mediante la selección, han sufrido disminución de su base genética, lo cual incrementa su vulnerabilidad (susceptibilidad) a las enfermedades e insectos.

2 El avance genético de todo programa de mejoramiento de plantas depende de la conservación de una amplia variación genética, por lo que es necesario preservar dichas fuentes de variación en condiciones controladas que garanticen su existencia indefinida, para uso de las generaciones presentes y futuras. A las colecciones vivientes de plantas, se les denomina bancos de genes, bancos de germoplasma o bancos de plasma germinal, y los materiales preservados pueden ser semillas, plantas vivas, polen o cultivo de tejidos. Un banco de germoplasma es una unidad dinámica donde se concentra por tiempo indefinido la mayor diversidad genética posible, expresada por un alto número de biotipos representativos de la especie y de especies afines.

3 Los bancos de plasma germinal no son simples almacenes de variación genética de uso potencial donde se guarda la semilla en condiciones controladas para conservar su longevidad. Los bancos de germoplasma prestan servicio a los programas de mejoramiento genético y los investigadores, aportando materiales y datos útiles para la producción de cultivos superiores, resistentes a plagas y enfermedades y/o otra clase de problemas. La función principal de los bancos de genes consiste en tener disponible para los fitomejoradores, en cualquier momento, muestras de semilla que involucren un factor genético en particular, o grupos de factores que se deben estudiar con un propósito definido.

4 Para que la función de los bancos de germoplasma sea efectiva, es indispensable que periódicamente se actualice la información acerca de las características específicas de los materiales que se van concentrando en los bancos. Los bancos de germoplasma deben reunir toda la variabilidad genética posible de cada especie que se considera importante o con potencial genético. El uso de híbridos y variedades mejoradas, implica pérdida de la variabilidad genética, pérdida de germoplasma, pérdida de plasticidad en las plantas cultivadas, desaparición de variedades nativas. Cuando en una región se pierde la variabilidad genética, es necesario introducir nuevos materiales de la especie de otros lugares donde exista gran variabilidad

5 Obtenidas las colecciones de semillas de diferentes variedades, hay que clasificarlas, evaluarlas y conservarlas como semillas vivas, lo cual implica que todas ellas se siembren periódicamente, a fin de obtener semilla nueva.

6 Cámara de frío que sirve para el mantenimiento de las semillas evitando su deterioro a través del tiempo.

7 Los bancos activos de germoplasma regeneran a campo el material periódicamente para recuperar el poder germinativo de los genotipos.

8 Son ensayos a campo para determinar los caracteres cuantitativos de las distintas entradas conservadas, por ejemplo producción.

9 Las muestras colectadas deben ser secadas con anterioridad para su conservación para evitar el deterioro por hongos. El peso de las semillas sirve para determinar los kilogramos a sembrar en el campo.

10 Eliminación de elementos extraños de la muestra, por ejemplo malezas, tierra, etc.

11 Los materiales son ordenados y registrados en cajas, lo cual permite llevar un banco de datos.

12 Las bolsas son selladas para evitar el deterioro de la semilla por la humedad.

13 BANCO DE GERMOPLASMA DE MAIZ DEL CIMMYT Función: Conservación y distribución de semilla. La colección del Banco se inició en la década de los 40s con materiales reunidos por fitomejoradores que entonces probaban la variabilidad genética del maíz en México ( ), el Caribe ( ) y Guatemala ( ). En su inicio a la fecha, se le han incorporado colecciones provenientes de todo el continente americano y de otros países del mundo. El programa de maíz del CIMMYT asumió la responsabilidad de conservar el germoplasma a partir de 1966, año en que se fundó este Centro Internacional.

14 El banco de germoplasma del CIMMYT encierra una amplia diversidad genética, en su mayor parte en forma de razas locales. Tareas esenciales del banco de germoplasma: La conservación cuidadosa del germoplasma. La distribución eficiente de la semilla plenamente caracterizada y documentada a investigadores de todo el mundo. El banco de germoplasma de maíz del CIMMYT es la colección internacional más extensa y antigua de semilla de maíz 12,500 colecciones, 10,963 de las cuales han sido regeneradas y asignadas a un número de entrada..

15 Las colecciones están compuestas de muestras que los programas de investigación colaboradores y los coleccionistas de material vegetal remiten al Banco. Una vez que determinada colección ha sido regenerada, y su caracterización preliminar está completa, se le asigna un número de entada; sólo entonces es apta para ser almacenada a largo plazo en el Banco.

16 TIPOS DE MATERIALES DEL BANCO 1. Razas locales. Las primeras colecciones fueron clasificadas en grupos taxonómicos de acuerdo a criterios genéticos y geográficos. Las palabras del termino raza local sugieren los componentes genético y geográfico de este concepto taxonómico. Raza se refiere a las diferencias identificables entre poblaciones de maíz, y local indica la distribución geográfica definida de cada una de ellas. Las diferencias entre poblaciones son consecuencia de su proceso evolutivo.

17 Es probable que las razas locales sean los mejores repositorios de variaciones alélicas únicas, ya que no son productos de programas modernos de mejoramiento científico, sino el resultado de la selección efectuada por los agricultores para lograr su tipo de grano preferido y obtener variedades adaptadas a un ambiente determinado. Hay más de 250 razas clasificadas de maíz en el Nuevo Mundo, las cuales pueden dividirse en varios grupos de acuerdo con su concentración geográfica: México y América Central. La zona Andina. El Caribe. Los maíces cristalinos de las costas tropicales de América del Sur. Maíces tipo cristalino y harinosos del norte.

18 2. Introducciones Una vez que los materiales de una raza local determinada son transportados fuera de su área de origen, el Banco los identifica como introducciones. Gran parte de los materiales que se encuentran en el viejo mundo son introducciones, a pesar de que en los últimos 400 años, razas definidas han evolucionado en numerosas regiones en el continente americano. Si la adaptación ha sido tan radical que la introducción es muy diferente de su población original, es que se ha convertido en una raza nueva.

19 Otras entradas del Banco (10% del contenido actual del Banco) Hay 629 grupos (compuestos geográficos y raciales) que se formaron entre 1959 y 1961 mediante consolidación de numerosas colecciones muy similares, procedentes de un área geográfica muy limitada (sobre todo de México, América Central y el Caribe), y 199 variedades compuestas provenientes de los programas de mejoramiento genético.

20 CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO DEL BANCO Regeneración de colectas cada 20 a 25 años en los viveros. Con tecnología actual, la regeneración debe ser cada 60 a 100 años. Infraestructura: Cuartos de almacenamiento. a. Colección activa. Temperatura cerca de 1 ºC, una cantidad máxima de 3.5 Kg por entrada, se conserva durante 20 a 25 años. Colección de donde se surten los pedidos de semillas.

21 b. Colección base. Temperatura de -15 ºC, almacenándose la semilla en dos tipos de envases; una cantidad máxima de 1.5 Kg por entrada se conserva en envases metálicos herméticos y además se quedan seis paquetes por entrada, que contienen 512 semillas cada uno. Estos paquetes son bolsas selladas elaboradas de un material laminado (capas de aluminio, plástico y papel) que contienen semilla con un grado bajo de humedad (6 a 8%). Dicha semilla se utiliza para regenerar o multiplicar las entradas. Cuatro paquetes se utilizan para incrementar las entradas que han disminuido debido a los pedidos de semilla. En algunos casos puede no ser necesario multiplicar la semilla cada 20 años. El quinto paquete se destina a regenerar las entradas, lo cual les conferirá otros 100 años de vida de almacenamiento.

22 Con el fin de garantizar aún más la seguridad del germoplasma, una muestra de aproximadamente 0.5 Kg por entrada, se deposita en el laboratorio nacional de almacenamiento de semillas del departamento de agricultura estadounidense en Colorado. A medida que la semilla de la colección activa del banco se utiliza para satisfacer las demandas de los usuarios, las reducidas reservas se suplementan con la semilla contenida en los envases herméticamente sellados de la colección base o se siembra una parcela de multiplicación. En la mayoría de los casos, la regeneración de los materiales del banco se realiza en México.

23 Para multiplicar o regenerar una entrada, la semilla se siembra en 256 golpes (dos semillas por golpe), dejando el espacio apropiado para lograr una baja densidad de plantas con el fin de permitir un buen desarrollo sin estrés ambiental excesivo. De ser necesario las plantas se protegen contra plagas y enfermedades. La polinización en cadena, en la que los progenitores machos se utilizan sólo una vez, es el método de cruzamiento de preferencia, aunque algunas entradas es necesario realizar polinización en masa, sin autofecundación.

24 El procedimiento normal del Banco es llevar a cabo la regeneración a partir de una cosecha de 100 mazorcas aceptables o más. Si se utilizan menos de 100 mazorcas, es posible que se efectúe una selección específica para el lugar, lo cual afectaría la muestra de manera significativa. Esta posibilidad se vuelve muy real si la muestra consiste en volúmenes de sólo 20 a 40 mazorcas.

25 CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPLEJOS GERMOPLÁSMICOS DE MAÍZ DEL CIMMYT. AdaptaciónMadurez Color del grano Textura del grano TropicalPrecozBlancoDentado Cristalino AmarilloDentado Cristalino TardíaBlancoDentado Cristalino AmarilloDentado Cristalino

26 AdaptaciónMadurez Color del grano Textura del grano SubtropicalPrecozBlancoDentado Cristalino AmarilloDentado Cristalino IntermediaBlancoDentado Cristalino AmarilloDentado Cristalino

27 AdaptaciónMadurez Color del grano Textura del grano De transición TardíaBlancoSemidentado Tierras altas PrecozBlancoHarinoso Semidentado AmarilloHarinoso Morocho Semidentado

28 AdaptaciónMadurez Color del grano Textura del grano Tierras altas TardíaBlancoHarinoso Morocho Semidentado AmarilloHarinoso Morocho Semidentado

29 SOLICITUD DE LA SEMILLA ¿Cómo planea usar la semilla? ¿Cuál es el objetivo del estudio? ¿Cuántas entradas se puede manejar en una temporada? ¿Cuáles son las condiciones de cultivo en el lugar donde se sembrará la semilla? Uso del material : Selección de las entradas más adecuadas. Objetivo del estudio : e specífico. tolerancia a sequía, resistencia al frío, etc. Número de entradas : Cantidad de semilla. Condiciones de cultivo : Definir el ambiente de producción.

30 MANEJO DE LA SEMILLA QUE EL BANCO ENVÍA Adaptación a las condiciones de cultivo. Las entradas que el banco maneja son altamente heterocigóticas, y por lo tanto constituyen un depósito de la variabilidad genética, por lo que los materiales pueden exhibir variaciones. Procesamiento de las solicitudes de la semilla. Con los datos del solicitante, se procede al envío por mensajería. Germinación y emergencia. El efecto de almacenamiento de frío ha largo plazo puede tener efecto sobre la semilla, por lo que a la temperatura ambiente la semilla caducará más rápidamente El porcentaje de germinación de la semilla no corresponderá al establecimiento en el campo.

31 La edad de la semilla puede tener un efecto marcadamente negativo sobre el rendimiento y las características relacionadas con el mismo. Por lo tanto, primero es necesario incrementar la semilla y luego evaluar las entradas.

32 SANIDAD DE LAS ENTRADAS DEL BANCO Todas las entradas son tratadas antes de la siembra con una combinación de insecticidas y fungicidas. La semilla es producida en las estaciones experimentales en el Centro de México. Distribuir semilla que ha sido cultivada bajo los auspicios del programa de maíz. Todas las parcelas experimentales y jardines de especies afines al maíz del CIMMYT se encuentran bajo la supervisión de científicos.

33 Para que la semilla sea almacenada, debe provenir de parcelas de regeneración libres de enfermedades, principalmente las transmitidas por semilla. La semilla se cosecha de mazorcas sanas producidas en una parcela de introducción del Banco. En el momento de la cosecha, todas las mazorcas son tratadas en el campo con insecticida (Actellid 50 al 43.2%), en una proporción de 1mL/4L de agua. La mazorca se sumerge entera en esta solución y luego se seca al aire. Las mazorcas de todas las entradas se secan sin calor, al aire, hasta lograr un contenido de humedad del 9 al 12% antes del desgrane. Después del desgrane la semilla se seca aun más, hasta que contenga de 6 a 8 % de humedad, y luego se almacena a largo plazo en la colección base.

34 Sólo semilla sana se desgrana para ser almacenada, examinándola en una mesa de luz, desechando semilla enferma, y basura. La semilla que se envía al cooperador, se toma directamente de la colección activa y se envasa en sobres de papel. Para cada remesa, el laboratorio de Sanidad del CIMMYT determina el porcentaje de germinación y efectúa varias pruebas de sanidad de las semillas.


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