Edición Nº 5 Introducción Al Mejoramiento Tradicional Y La

Edición Nº 5 Introducción Al Mejoramiento Tradicional Y La

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Edición Nº 5
Introducción al Mejoramiento tradicional y la Biotecnología moderna
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El mejoramiento vegetal
Las plantas que hoy se cultivan son distintas de sus antepasados
silvestres, ya que el hombre ha modificado y seleccionado sus
propiedades a lo largo de más de diez mil años en función de sus
necesidades. La civilización moderna basa su agricultura en
agroecosistemas, ecosistemas fuertemente alterado por las actividades
humanas con el objetivo de la producción agrícola, en los que la
biodiversidad se ha reducido para maximizar los rendimientos
multiplicando la producción de alimentos para satisfacer necesidades
humanas. Muchas especies (animales, vegetales, microorganismos) que
predominan en estos sistemas resultan de la selección artificial
vinculada al manejo agrícola. Un agro-ecosistema es controlado con el
objetivo definido de producir alimentos, y a diferencia de un
ecosistema natural (como el que se encontraría en un parque nacional),
es de naturaleza artificial y se encuentra en constante evolución y
mejoramiento de las prácticas agrícolas. La gran mayoría de los
cultivos que utiliza el agricultor en la actualidad han sido generados
por los métodos convencionales, como los cruzamientos selectivos, en
centros dedicados a la producción de nuevas variedades. Hoy, la
ingeniería genética se suma a las prácticas convencionales como una
herramienta más para mejorar o modificar los cultivos vegetales. La
incorporación de OGMs (organismos genéticamente modificados) en los
agroecosistemas ha ayudado a hacerlos más sustentables a partir de la
asociación con métodos conservativos, como la siembra directa y un
control más focalizado de los insectos plaga respetando otros insectos
benéficos.
Técnicas tradicionales de mejoramiento de plantas
Existe gran diversidad de fenotipos en las plantas, en sus
características y en sus funciones, determinada por la variabilidad
genética y la interacción de estos genotipos con el ambiente. Existen
diferentes factores que favorecen la diversidad genética y la variedad
de características entre individuos de una misma especie o de
diferentes especies. Entre estos factores se puede mencionar la
reproducción sexual y las mutaciones que aumentan la diversidad sobre
la que actúa la selección natural. A esto se suma la acción del hombre
que, a través de la selección artificial y la hibridación
(cruzamientos selectivos) aprovecha esta diversidad y promueve la
reproducción y supervivencia de determinadas especies o variedades que
resultan favorables.
Todos estos mecanismos, naturales e inducidos por el hombre, se
incluyen en lo que se denominan técnicas tradicionales de mejoramiento
vegetal, que se detallan a continuación:
1. Selección artificial y cruzamientos selectivos: El hombre
selecciona las plantas que le ofrecen más ventajas (mejores frutos,
mayor crecimiento, mayor resistencia a enfermedades, etc.), y realiza
cruzamientos selectivos entre esas variedades para obtener
descendencia con mejores rendimientos. Además, desde que es
agricultor, el hombre no solo ha seleccionado sino que también ha
trasladado especies vegetales de un lugar a otro, a otras condiciones
ambientales. Estas variables ambientales también originaron gran
diversidad en los vegetales. Por ejemplo, las diferentes coles
(brócoli, coliflor, repollo, repollito de Burselas, y otros) son
descendientes de una especie original, obtenidas por el hombre
mediante selección artificial.
2. Hibridación (intervarietal, interespecífica, intergenérica):
El hombre realiza cruzamientos no solo entre diferentes variedades de
una misma especie, sino también interespecíficos (entre especies) e
inclusive intergenéricos (entre diferentes géneros). Estos
cruzamientos generan híbridos: mezcla entre dos especies o géneros
diferentes pero sexualmente compatibles que da como resultado una
descendencia cuya combinación de genes será al azar, diferentes de los
progenitores. Esta técnica es una de la que más contribuyó a la
diversidad.
3. Mutagénesis inducida (agentes mutagénicos). Esta técnica se utiliza
desde mediados del siglo XX. Por medio del uso de sustancias químicas
o radiaciones se inducen mutaciones al azar en el genoma que generan
cambios en la planta.
4. Polinización y Fertilización in vitro
: Existen barreras sexuales entre organismos de diferentes especies y
géneros. El hombre puede atravesar estas barreras a través de la
polinización (traslado del polen que contiene las gametas masculinas
de la planta, hacia la estructura reproductiva femenina). Cuando el
hombre aprende a polinizar artificialmente estas plantas y se genera
la unión de las gametas, se pueden cultivar los embriones in vitro.
5. Cultivo in vitro de células, tejidos y órganos vegetales. También
se cultivan células, tejidos u órganos en medios nutritivos en
frascos. Esta técnica acompaña otras técnicas de mejoramiento vegetal.
El cultivo in vitro es posible debido a que las plantas tienen una
propiedad denominada totipotencialidad celular: toda célula viva e
íntegra de una planta, sin importar el grado de especialización
alcanzado, es capaz de regenerar una planta entera igual a la original
(ver Cuaderno Nº 35 y Nº 56).
6. Obtención de haploides: cultivo in vitro de estructuras sexuales
haploides que generan organismos haploides que pueden aportar
caracteres agronómicos importantes.
7. Variación somaclonal (cultivo in vitro o a campo) : mediante
cultivo de células o tejidos in vitro se pueden generar variaciones.

Cultivo in vitro de plantas
Selección y Cruzamiento tradicional
Las diferentes variedades de maíz (Dent, Sweet, Popcorn, Flint, Pod,
etc.) son producto de procesos de selección artificial, sumado a
procesos de selección natural y mutaciones que el hombre fue
aprovechando y seleccionando hasta llegar a domesticarlo. Hoy en día
hay una gran variedad de maíces híbridos, más vigorosos, con mejores
características, más beneficiosos desde el punto de vista alimenticio,
como el tamaño y disposición de los granos.
Estos métodos se basan en el cruzamiento entre individuos de la misma
especie pero que muestran características diferentes, y una posterior
selección de los ejemplares que presentan las características
deseadas. Este método de cruzamiento y selección se repite
sucesivamente de manera de lograr, en la variedad final, la
incorporación de los genes que llevan información para los rasgos
deseados y la eliminación de aquellos relacionados con las
características no deseadas. Este proceso de generación de nuevas
variedades ha sido (y continúa siendo) muy útil en la agricultura y ha
originado a las variedades que se cultivan hoy en día.
A través de los cruzamientos tradicionales se mezclan genes de plantas
que presentan diferentes variantes para una misma característica, como
el tamaño del choclo en este caso. De la diversidad que se obtiene, el
agricultor selecciona el que más le conviene y lo vuelve a cruzar, y
así sucesivamente hasta obtener la especie deseada. El híbrido que
resulta por cruce sexual tiene una combinación genética de los
progenitores. Esta recombinación es al azar.

La mutagénesis
A fines de la década de 1920, los investigadores descubrieron que se
pueden obtener mutaciones (cambios en el ADN) exponiendo a las plantas
a agentes mutágenos físicos (rayos X y gamma, neutrones, protones,
etc.) o químicos (etilmetanosulfonato, azida sódica, etc). Estas
mutaciones ocurren al azar en el genoma y generan una enorme
variabilidad que puede dar lugar a la aparición de características
interesantes, las que son seleccionadas por el agricultor. Así se
obtuvo el pomelo rosado, a partir del pomelo blanco mutagenizado por
radiación. Otros cultivos modificados por mutagénesis son: trigo,
arroz, lechuga y porotos, entre otros.
La mutagénesis no es dirigida. Se induce una gran cantidad de
variaciones a través de los agentes mutagénicos en diferentes
cromosomas, proporcional a la dosis del agente que se empleó para
causar las mutaciones. Las mutaciones que se inducen son al azar, no
se sabe qué tipo de mutaciones o dónde en el genoma de la planta
ocurren, pero dan nuevas variedades que pueden ser aprovechables
porque ofrecen caracteres nuevos interesantes.
La biotecnología moderna en el mejoramiento vegetal
Las técnicas tradicionales de hibridación mezclaron durante varios
años miles y miles de genes y muchas generaciones de plantas con el
fin de obtener una característica deseada. La biotecnología acelera
este proceso permitiendo a los científicos tomar solamente los genes
deseados de una planta, logrando de ese modo los resultados buscados
en tan sólo una generación (ver Cuaderno Nº67). La biotecnología es
una herramienta más segura y eficiente para el mejoramiento de
especies respecto de las técnicas tradicionales, puesto que elimina
gran parte del azar presente en el mejoramiento tradicional. Por otro
lado, la biotecnología moderna es una nueva tecnología, en la medida
que puede modificar los atributos de los organismos vivientes mediante
la introducción de material genético que ha sido trabajado “in vitro”
(fuera del organismo).
Esta metodología ofrece tres ventajas fundamentales respecto a las
técnicas convencionales de mejora genética basadas en la hibridación,
como muestra el esquema:
*
Los genes que se van a incorporar pueden provenir de cualquier
especie, emparentada o no (por ejemplo, un gen de una bacteria
puede incorporarse al genoma de la soja).
*
En la planta mejorada genéticamente se puede introducir un único
gen nuevo preservando en su descendencia el resto de los genes de
la planta original.
*
Este proceso de modificación demora mucho menos tiempo que el
necesario para el mejoramiento por cruzamiento.
De esta forma se puede modificar propiedades de las plantas de manera
más amplia, más precisa y más rápida.
Mediante el cruzamiento tradicional se genera un híbrido que combina
al azar genes de ambos organismos parentales, entre ellos el gen de
interés que codifica para la característica deseada. Mediante las
técnicas de la biotecnología moderna se pasan uno o unos pocos genes,
que codifican una característica específica conocida. La nueva planta
está integrada con todos los genes originales de la planta y un gen
que es introducido de manera precisa y dirigida.

Perspectivas de la biotecnología agrícola
La biotecnología moderna está avanzando en desarrollos que tendrían
beneficios para productores, consumidores e industrias, entre ellos:
*
Aumento de la productividad y calidad de los cultivos.
*
Resistencia a enfermedades y plagas.
*
Tolerancia a herbicidas, sequías, salinidad y temperaturas
extremas.
*
Alimentos más nutritivos, como frutas y cereales con mayor
contenido de vitaminas.
*
Vacunas comestibles, como bananas que contengan la vacuna contra
la hepatitis B.
*
Alimentos más saludables, como aceites con menor contenido de
ácidos grasos indeseables, papas que absorban menos aceite, frutas
con más antioxidantes y maní libre de alérgenos.
*
Producción de fármacos, bio-combustibles y plásticos
biodegradables.
Actividades
===========
Objetivos:
==========
*
Repasar conceptos analizados en el texto.
*
Introducir conceptos básicos de biotecnología moderna.
*
Diferenciar entre técnicas tradicionales y biotecnología moderna
para el mejoramiento vegetal.
*
Interpretar representaciones gráficas y relacionar con los
conceptos trabajados.
Destinatarios y conceptos relacionados
Los temas abordados en este Cuaderno se adaptan al trabajo con alumnos
de EGB ya que incorporan conceptos de Ecología, como los ecosistemas,
sus estructuras y funciones, y conceptos vinculados con la
reproducción sexual y la diversidad de características. Con alumnos de
Polimodal es posible vincular con conceptos como diversidad genética,
selección natural y selección artificial, mutaciones, y evolución.
Tanto en EGB como en el Polimodal es posible incorporar conceptos
vinculados con el cultivo in vitro de células, así como la
reproducción asexual en vegetales.
Consideraciones metodológicas
A través de este Cuaderno se pretende introducir conceptos básicos que
permitan comparar las técnicas tradicionales y las técnicas que emplea
la biotecnología moderna para el mejoramiento vegetal. En este sentido
es importante dejar en claro que la biotecnología moderna no reemplaza
sino que complementa las técnicas que emplea la agricultura
tradicional. También, es importante comprender que la biotecnología
moderna no se presenta como una alternativa para paliar el hambre en
el mundo, sino que ofrece soluciones puntuales a problemáticas
específicas, como plantas resistentes a las sequías, o una mayor
proporción de nutrientes en alimentos que constituyen la base de la
dieta en determinadas regiones.
Otro aspecto interesante para incluir en la clase a partir de este
Cuaderno es el concepto de agroecosistema y de agricultura
tradicional, y sus efectos en el ambiente, y dejar en claro que la
biotecnología moderna no puede revertir de forma generalizada sus
efectos negativos, pero aporta soluciones puntuales a problemas
particulares (ver Cuaderno Nº 59). Vinculado con este punto, es
importante que los alumnos puedan comprender el hecho de que los
alimentos que son producto de la actividad agrícola no son
“naturales”, independientemente de la técnica empleada para su
obtención (convencional, orgánica, ingeniería genética) ya que
implican la intervención humana que se inició con el comienzo mismo de
la agricultura hace 10 mil años. Otro aspecto a tratar es el hecho de
que no existe riesgo cero; es decir que los alimentos, sea cual fuere
el método de obtención, implican ciertos riesgos calculables, pero que
no implican peligro si se los consume de forma apropiada (por ejemplo,
en lo que respecta a su higiene y cocción).
En el Cuaderno se presenta un esquema que compara ambas técnicas de
mejoramiento vegetal que requiere de un trabajo de interpretación y
análisis con los alumnos. Se sugiere realizar la Actividad Nº2 del
Cuaderno Nº1 para trabajar este esquema ya que si bien las
representaciones gráficas son herramientas útiles para la enseñanza,
en ocasiones resultan difíciles de interpretar por los alumnos y
pueden obstaculizar la comprensión. Por eso, es recomendable dedicarle
un tiempo al análisis de esquemas para favorecer su interpretación y,
en consecuencia, la comprensión de los conceptos que se pretende
transmitir a través de su utilización. Se sugiere explicitar los
códigos y simbolismos que se emplean y construir equivalencias con
otros lenguajes (traducir los textos en esquemas y los esquemas en
textos). Asimismo, es importante el análisis de los gráficos y poner
énfasis en diferenciar la información que se “lee” en el gráfico y lo
que es posible “interpretar” a partir de esa información. La
interpretación de un gráfico implica examinar los datos representados
en función de la información previa con la que cuentan, y sacar
conclusiones acerca de la situación o el proceso particular que se
analiza.
Actividad 1. Comprensión de conceptos
A partir del texto responder las siguientes consignas:
1.
¿A qué se denomina agroecosistema y en qué se diferencia de un
ecosistema natural? Rta. Un agroecosistema o sistema agrícola
difiere de un ecosistema "natural" tanto en su estructura como en
su función. Los agroecosistemas son sistemas modificados por el
hombre, y que dependen de prácticas agrícolas para la producción
de alimentos, fibras y otros productos de uso humano. Un
ecosistema natural emplea recursos disponibles en el entorno para
el desarrollo de las especies del lugar sin intervención humana.
2.
Mencionar los factores naturales que aumentan la diversidad de los
seres vivos sobre la que actúa la selección natural. Rta.
Reproducción sexual, mutaciones.
3.
¿Cómo interviene el hombre en la diversidad o selección de
determinadas especies? Rta. a través de la selección artificial y
la hibridación (cruzamientos selectivos) el hombre aprovecha la
biodiversidad y promueve la reproducción y supervivencia de
determinadas variedades o caracteres que le resultan favorables.
4.
Las plantas con flores de colores vistosos resultan convenientes
para un agricultor ya que le puede ofrecer mayores ventas e
ingresos. Explicar cómo sería posible obtener plantas con flores
vistosas por el proceso de selección artificial y cómo sería
posible hacerlo con técnicas de ingeniería genética. Rta. El
agricultor debería seleccionar aquellas plantas que tienen flores
más vistosas y cruzarlas con otras de flores menos vistosas, y
luego cruzar los descendientes una y otra vez hasta obtener las
plantas deseadas. Mediante técnicas de biotecnología moderna, si
se identifica el gen que le confiere a las plantas el color de las
flores, se podría aislar, clonar y transferir a aquellas plantas
que se desee comercializar.
5.
¿En qué consiste la mutagénesis y cómo afecta las características
de los organismos? Rta. La mutagénesis es el origen de mutaciones
mediante diferentes agentes (físicos o químicos). La mutación es
una alteración en el ADN. Debido a que el ADN determina las
características del organismo, un cambio en el ADN puede provocar
un cambio (favorable o no) en los rasgos del organismo.
6.
¿Qué diferencia se podría establecer en la especificidad o
precisión de los cambios que se introducen mediante técnicas
tradicionales y mediante biotecnología moderna? Rta. Las técnicas
de ingeniería genética que emplea la biotecnología moderna
permiten introducir cambios de forma más precisa ya que se agrega
un único gen específico y conocido en lugar de mezclar o modificar
genes de manera azarosa.
Actividad 2. Los ecosistemas
a.
Definir qué es un ecosistema.
b.
Diferenciar entre Ecosistema natural y Agroecosistema.
Nota para el docente: a partir de una investigación acerca de los
ecosistemas, sus características y diversidad, se sugiere construir
con los alumnos un cuadro comparativo como el que figura a
continuación, para establecer una comparación entre un ecosistema
natural, un agroecosistema y un sistema urbano.
Ecosistema natural
Agroecosistema
Sistema urbano
Impulsado por energía solar.
Impulsado por energía solar y combustible auxiliar.
Impulsado por combustibles, energía hidroeléctrica, energía nuclear.
Abundan los productores
Los animales y plantas que dominan son seleccionados artificialmente y
no por selección natural.
Los productores son escasos, abundan los consumidores: los seres
humanos y sus animales domésticos.
Usan recursos disponibles en el lugar, no los importan
Requieren fuentes auxiliares de energía, que pueden ser humana, animal
y combustible, así como riego, labranza, y técnicas de control para
aumentar la productividad encaminada a la obtención de alimento y
fibras vegetales, cultivables, procesables y de amplio uso.
Importan su energía en forma de alimentos de otras regiones donde se
producen.
Diversidad de especies; con variadas relaciones entre ellos y con el
suelo
La diversidad puede ser muy reducida en comparación con la de otros
ecosistemas.
Empobrecimiento en especies; se reduce el número de relaciones entre
ellos y, especialmente, con el suelo.
Descomponen la totalidad de sus desechos: restos de hojas, organismos
muertos, etc.
Alto rendimiento mediante la conversión de la energía en alimento.
Existe un mecanismo de retroalimentación del sistema.
Producen residuos que, por su cantidad o calidad no pueden ser
descompuestos en el lugar; son exportados y acumulados en otras
regiones.
ACTIVIDAD 3. Cultivos in vitro
La siguiente actividad presenta un texto introductorio y una
investigación del INTA en el tema del cultivo in vitro. La realización
de esta actividad se sugiere para abordar el tema del cultivo in vitro
y sus utilidades en el mejoramiento vegetal. Se sugieren enlaces que
se pueden consultar para ampliar la información y se plantean
preguntas para analizar la actividad.
a. Introducción
Una de las formas de conservar con la mayor integridad posible la
variabilidad genética de poblaciones seleccionadas es mediante la
preservación de germoplasma. Los métodos de conservación ex situ se
basan en el mantenimiento del material biológico en bancos de
semillas, bancos de cultivo in vitro, colecciones de plantas (en
campo, viveros o jardines botánicos). En general, los bancos de
semillas constituyen uno de los métodos más convenientes para la
conservación de germoplasma ex situ, porque permiten almacenar una
gran variabilidad genética en forma económica y práctica. Otro método
de conservación de germoplasma ex situ, es mediante el cultivo in
vitro de tejidos En estos casos, la conservación de los genotipos se
realiza mediante el mantenimiento de plantas vivas o mediante el
cultivo in vitro de ápices o de nudos. El estudio de los materiales
que contienen los genes (germoplasma) es de utilidad en
investigaciones básicas y aplicadas de áreas que incluyen, entre
otras, la genética, la citogenética y el mejoramiento genético, la
bioquímica y la patología (http://www.inta.gov.ar/ediciones/2004/biotec/parte5_cap3.pdf
y http://www.ciencia-hoy.retina.ar/hoy35/papa03.htm)
b. Conservación de germoplasma de papa
======================================
Fuente:
http://www.inta.gov.ar/balcarce/info/documentos/recnat/germo/conservacion.htm
Ing. Agr. Andrea Clausen M.Sc. (INTA)
El banco de germoplasma de la EEA Balcarce tiene como objetivos
coleccionar, conservar, distribuir, caracterizar y evaluar las
especies de papa silvestres y cultivadas nativas de nuestro país. La
disponibilidad de germoplasma es imprescindible para el mejoramiento
genético ya que se requiere de variabilidad para aquellos caracteres
que limitan la producción del cultivo de papa.
El valor de las especies silvestres de papa, así como de los
cultivares locales andinos, radica en que poseen resistencia a
diversos patógenos (virus, bacterias, hongos, insectos, nematodos) y a
estrés ambiental (sequía, frío, calor) así como variabilidad para
factores asociados con la calidad, por lo que la conservación de estos
recursos en el mediano y largo plazo es necesaria a fin de disponer de
fuentes de variabilidad genética.
La papa y sus congéneres silvestres poseen una amplia distribución,
desde el sur de los Estados Unidos hasta la isla de Chiloé y se
conocen más de 200 especies entre silvestres y cultivadas. En nuestro
país las especies silvestres se encuentran desde el litoral Atlántico
hasta la Prepuna y Puna en la región Andina y desde el NE y NO del
territorio hasta la provincia de Río Negro. Los cultivares nativos se
encuentran únicamente en el NO argentino, principalmente en las
provincias de Jujuy y Salta. En las especies silvestres se produce la
pérdida de genotipos y/o poblaciones como consecuencia del
sobrepastoreo, incorporación de nuevas áreas de cultivo,
infraestructura urbana y vial, lo que diezma la vegetación natural
ocasionando la pérdida de materiales valiosos. El abandono de los
cultivos tradicionales, en algunos casos su reemplazo por otras
alternativas, la migración de la población rural hacia centros
poblados, así como la presencia de plagas y  enfermedades, son algunas
de las causas que han reducido el cultivo de las variedades andinas.
Con el objetivo de disponer de materiales genéticos para el programa
argentino de mejoramiento de papa, en la década del setenta se
iniciaron actividades orientadas a disponer de una colección de
especies emparentadas con la papa cultivada.
Como resultado de las actividades desarrolladas, actualmente se
dispone de una colección que incluye todas las especies silvestres y
la mayoría de los materiales cultivados nativos del país. Las especies
silvestres se conservan como semilla sexual bajo condiciones
controladas de humedad y temperatura y los materiales cultivados se
conservan in vitro.
Además se realiza la regeneración y multiplicación de los materiales
conservados en aquellos casos en los que no se dispone de suficiente
semilla, ya que como consecuencia del uso y distribución del
germoplasma es necesario reponer las existencias de los mismos.
El Banco de Germoplasma de Papa de Balcarce integra la Red de Bancos
Activos del INTA, que totalizan nueve bancos distribuidos en las
distintas áreas agroecológicas del país y un Banco Base, con sede en
el Instituto de Recursos Biológicos (IRB) del INTA Castelar que
conserva duplicados de todas las colecciones activas. Con este
objetivo anualmente se regenera parte de la colección de papa a fin de
disponer de un duplicado en el Banco Base. Actualmente, en el Banco de
conservación in vitro del IRB se mantiene "en custodia" un duplicado
de seguridad de la colección in vitro de papa del Centro Internacional
de la Papa (CIP).
La utilización efectiva de estas especies requiere de la descripción y
evaluación de la variación existente en los materiales conservados. En
una primera etapa se deben identificar las distintas especies que
integran la colección, detectar la variación intra e interespecífica
para diversos caracteres e identificar características de importancia
agronómica. Como resultado de estas actividades, que integran a
distintos grupos de trabajo, no solo de la Unidad Integrada Balcarce,
se han identificado nuevas especies, genotipos resistentes a algunos
de los patógenos que afectan al cultivo de la papa, variabilidad
morfológica, agronómica, bioquímica y molecular.
Preguntas para el análisis de la actividad
1.
Investigar qué significan los conceptos in situ y ex situ.
2.
¿A qué se denomina germoplasma? ¿De qué forma se puede conservar?
3.
¿Cuáles son algunos objetivos de la conservación de germoplasma?
4.
¿Cómo podría contribuir la conservación de germoplasma al
mejoramiento de especies vegetales?
5.
¿Cuál es el cultivo al que se refiere el trabajo del INTA, y cómo
se conservan? Rta. Papas silvestres y cultivadas nativas de la
Argentina. Las especies silvestres se conservan como semilla bajo
condiciones controladas de humedad y temperatura y los materiales
cultivados se conservan in vitro. Además se realiza la
regeneración y multiplicación de los materiales conservados en
aquellos casos en los que no se dispone de suficiente semilla.
6.
¿Cuál es el valor que se le atribuye a las especies silvestres de
papa que se conservan en el INTA? Rta. poseen resistencia a
diversos patógenos (virus, bacterias, hongos, insectos, nematodos)
y a estrés ambiental (sequía, frío, calor) así como variabilidad
para factores asociados con la calidad.
7.
¿Cuáles son las causas que atribuye este texto a la pérdida de
genotipos y poblaciones de las especies silvestres?
8.
¿Cuál es el objetivo de su conservación? Rta. Disponer de fuentes
de variabilidad genética para el programa argentino de
mejoramiento de papa.
9.
Investigar qué proyectos de bancos de germoplasma se llevan a cabo
en el INTA de Pergamino. Para hacerlo se puede consultar el
siguiente sitio.
http://www.inta.gov.ar/pergamino/investiga/grupos/bcogermoplasma/banco.htm
Actividad 4. Experiencia de laboratorio.
Cultivo de porotos de soja in vitro (ver Cuaderno Nº 35)
El objetivo de esta actividad es ensayar un cultivo in vitro que es
simple de realizar y que requiere de material de fácil acceso. Se
sugiere que los alumnos elaboren una tabla en la que puedan registrar
a lo largo de 10 días los cambios que observan en las semillas, en el
medio de cultivo, en las plantas, etc. y que respondan a las consignas
que siguen.
Preparación de medio de cultivo:
Materiales:
*
1 sobre de gelatina sin sabor (el necesario para realizar 1 litro
de gelatina, aunque en el práctico se lo disuelva con menos
líquido para que resulte más consistente)
*
20 g de azúcar
*
750 ml de agua caliente
*
Mechero de Bunsen
*
Olla a presión
*
Dos botellas de litro de vidrio resistente al calor, con tapa
*
Frasquitos de vidrio estériles con tapa
Nota: si se dispone de los materiales, el medio de cultivo se puede
preparar también con 30 gramos de sacarosa, 7 gramos de agar-agar, por
medio litro de agua destilada y esterilizar el olla a presión o
autoclave.
Procedimiento
*
Dividir el agua en dos botellas de litro de vidrio y agregar la
gelatina sin sabor de forma equitativa en los dos frascos.
*
Agregar en cada frasco 10 g de azúcar y mezclar hasta que la
mezcla quede homogénea.
*
Esterilizar en olla a presión durante 20 minutos con las tapas
de los frascos flojas (Atención! Si las botellas están cerradas
existe riesgo de explosión. Nunca llenar las botellas con el
medio de cultivo porque se derramará y además no alcanzará la
temperatura de esterilización necesaria)
*
Apagar el fuego y dejar que se iguale la presión interna de la
olla con el exterior.
*
Abrir la olla y cerrar las botellas.
*
Distribuir 50 o 100 ml de medio de cultivo, preparado y
esterilizado, en frasquitos de vidrio estériles (según el
volumen de los mismos). Atención! Realizar este paso delante de
un mechero prendido, abriendo los frascos y botellas cerca de la
llama (sin hablar ni soplar para no contaminar).
*
Inmediatamente cerrar los frascos también cerca de la llama.
Dejar que la preparación se solidifique y enfríe.
Desinfección de granos o porotos de soja
Materiales:
*
Granos de soja comercial
*
Alcohol 70% (70 ml de alcohol diluido en 30 ml de agua)
*
Lavandina 20% (20 ml de lavandina comercial diluida en 80 ml de
agua)
*
Agua estéril (esterilizar de la misma forma que el medio de
cultivo)
*
Pinza de metal
*
Recipientes bien limpios para desinfectar las semillas
Procedimiento
*
Esterilizar la pinza: mojar la pinza en alcohol puro, quemarla a
rojo en el mechero, dejar enfriar. Esto se realizará al inicio
de cada etapa que requiera el uso de la pinza. Si la pinza se
usa muchas veces para lo mismo, la siguientes veces solo se
mojará la pinza con alcohol y se quemará sin llevar a rojo.
*
Usando una pinza estéril, pasar los granos de soja durante un
minuto en una solución alcohol 70% . Luego sumergirlos en
lavandina al 20% durante 15 minutos y por último, darles 4
lavados en agua estéril.
Siembra
*
Sembrar con pinza estéril 4 granos por frasco de modo que el híleo
(punto oscuro) quede hundido en el medio de cultivo y el resto del
grano por encima del mismo. Por lo menos la mitad del poroto debe
salir hacia la superficie, de lo contrario no germinará.
Asegurarse que los porotos queden firmes o agarrados al medio pero
no totalmente hundidos. Esterilizar la pinza cada vez que tomo un
nuevo grano.
*
Tapar cada frasco con papel film (el que se usa para envolver
alimentos) y dejar a temperatura entre 24 º- 26º (no menor a 20ºC)
en un lugar que reciba luz directa durante el día.
Preguntas para el análisis de la experiencia
1.
Investigar cuál puede ser la utilidad del cultivo in vitro. Rta.
Propagación masiva de plantas, Clonación de individuos elite
durante todo el año, Obtención de plantas libres de virus,
Producción de semillas, Conservación de germoplasma, Obtención
de metabolitos secundarios, Producción de nuevos híbridos,
Mejora genética de plantas, Germinación de semillas, Producción
de haploides, Estudios fisiológicos diversos.
2.
Si el cultivo de semillas de soja se realizara en un laboratorio
de investigación, ¿cuál podría ser el objetivo? Rta. Conservar
semillas como fuente de material genético, estudiar sus
características y mejorar las semillas mediante ingeniería
genética, emplearlas como fuente de genes para transformar otras
especies, realizar estudios fisiológicos (funciones), propagar
masivamente las plantas de soja, entre otros.
3.
¿Qué función cumplen la gelatina y el azúcar donde se siembran
las semillas? Rta. Son el medio de cultivo que les provee de
nutrientes, agua y sostén a las semillas.
4.
¿Por qué se debe esterilizar el medio de cultivo y los
materiales de trabajo, o tapar con film los frascos? Rta. Para
evitar la contaminación con microorganismos del ambiente.
5.
¿Por qué se requiere una temperatura no menor a 20ºC, y luz?
Rta. Son las condiciones en que la semilla y, luego la planta de
soja, se desarrollan. La luz se necesita una vez que la planta
germina y empieza el proceso de fotosíntesis.
Material de consulta
====================
*
Ecología. El vínculo entre las ciencias naturales y las sociales.
Eugene P. Odum. (1978). Compañía Editorial Continental S:A: de
C:V: México.
*
Sitio Español con textos de biología y geología, esquemas,
diapositivas, animaciones, y ejercitación.
http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/index.htm
*
Ediciones INTA Biotecnología y Mejoramiento Vegetal. Editores Dra.
Viviana Echenique, Dra. Clara Rubinstein, Ing. Agr. Luis
Mroginski- Argenbio -Consejo Argentino para la Información y el
Desarrollo de la Biotecnología.
http://www.inta.gov.ar/ediciones/2004/biotec/biotec.htm
==================================================================
*
Especies Silvestres y Mejoramiento Genético de la Papa. ELSA L.
CAMADRO. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce (INTA) y
Facultad De Ciencias Agrarias - Universidad Nacional De Mar Del
Plata. Vol 5. Nº35 (1996).
http://www.ciencia-hoy.retina.ar/hoy35/papa01.htm
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Micropropagación de plantas. Protocolos Redbio/FAO –Red de
Cooperación Técnica en Biotecnología Vegetal para América Latina y
el Caribe.
http://www.redbio.org/protocolos/index.htm
*
Más allá de la revolución verde: un papel para la biotecnología
Enrique Iáñez. Instituto de Biotecnología. Universidad de Granada.
http://fai.unne.edu.ar/bioetica/agricultura.htm
*
Preguntas y Respuestas en Biotecnología Agropecuaria. Secretaría
de Agricultura, Ganadería, Pesca y alimentos, Argentina.
http://www.sagpya.mecon.gov.ar/new/0-0/programas/biotecnologia/respuestas.php
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creada y desarrollada por el equipo pedagógico del Programa Educativo
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