IMPORTANCIA DE LOS MARCADORES MOLECULARES PARA ESTUDIO DE DIVERSIDAD GENETICA VEGETAL.
IMPORTANCIA DE
LOS MARCADORES MOLECULARES PARA ESTUDIO DE DIVERSIDAD GENETICA VEGETAL.
1620845 Jhon Arley Flórez jhonarleyfb@ufps.edu.co
1620883 ingrit Liliana león ingridlilianalr@ufps.edu.co
1620882 Robinson Pérez Manosalva manosalvarobinsonalejandrop@ufps.edu
1620917 Alexandra Gutiérrez Julyalexandragu@ufps.edu.co
PRIMER BLOGGER
https://www.blogger.com/blog/reading/3939658097275358561
DIAPOSITIVAS
https://docs.google.com/presentation/d/1w9RDBaVDeVyAT9wbfDJGAkhwFlj0H3dkCIGQ0LHTGOo/edit?usp=sharing
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Sesión
1
Introducción
Un marcador molecular es un fragmento (secuencia) de ADN que
por sí solo, o combinado en alineación con otros, puede ser físicamente
localizado dentro del genoma de un organismo. Tales fragmentos pueden
encontrarse cerca de un gen que codifica una característica de interés o en
regiones que.
sin ser codificantes, contienen características
estructurales particulares. Una de las características de los marcadores
moleculares es que son específicos para cada individuo, grupo de individuos,
especies o aún de grupos sistemáticos mayores, lo cual los convierte en
herramientas útiles para el análisis tanto de individuos como de poblaciones.
El ADN tiene una estructura fisicoquímica especial que le
confiere propiedades únicas para el almacenamiento y la transferencia de
información de generación en generación. Los marcadores moleculares exhiben las
características fisicoquímicas del ADN y su herencia se explica con las mismas
leyes establecidas por la genética. Como consecuencia, los marcadores
moleculares se han constituido en una inmensa caja de herramientas
extremadamente útiles para la detección de polimorfismos en animales, plantas
superiores, patógenos y plagas.
En la actualidad , mediante el empleo de marcadores de ADN,
se busca hacer más eficiente la selección de plantas y de variedades para ser
empleadas en programas de mejoramiento genético (metodología conocida como
selección asistida por marcadores). Este tipo de selección hace posible la
predicción de los genotipos a obtener en un cruzamiento con base en la
información de los parentales empleados. Además, los marcadores moleculares
pueden ser usados para identificar plantas individuales que contienen
características (alelos) de interés particular. Como consecuencia , la
selección de las plantas con características de interés puede ser hecha en
plántulas de vivero o previvero. Lo cual ayuda a reducir significativamente los
costos de manejo de un programa de mejoramiento
Referencias bibliográficas
http://www.encuentros.uma.es/encuentros49/marcadores.html
http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones2/libros/710/introduccion.pdf
http://www.fao.org/3/a1250s/a1250s17.pdf
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Sesión
2
Articulo
1
Marcadores
moleculares, una herramienta útil para la selección genética de palma de
aceite.
Los marcadores moleculares como sabemos es una entidad
genética que manifiesta polimorfismo heredado de la descendencia, ya que estos
se pueden relacionar con rasgos genéticos. Todos estos cambiamos es lo que
llegamos a conocer una población polimórfica, se llama así; cuando la variante en común supera más del 1% de la
población en general. El polimorfismo basado en proteínas ha sido de gran utilidad en las
investigaciones realizadas en plantas, pero a medida que las tecnologías se han desarrollado basadas en
ADN, la investigación en esta área se ha visto favorecida con la disponibilidad
de una mayor cantidad de marcadores, aquellos basados en Fragmentos de
Restricción Polimórficos (RFLP) y en la Reacción en Cadena de la Polimerasa
(PCR). Ambas técnicas han desarrollado
múltiples técnicas como son:
●
la Amplificación de ADN al
Azar (RAPD).
●
Fragmentos Polimórficos de
ADN Amplificados (AFLP)
●
minisatélites (VNTR)
●
microsatélites (SSR)
Las
aplicaciones de los marcadores moleculares son muy diversas y a medida que
vamos avanzando esperamos que se conozcan más. Por ahora se vienen empleando en
la diferenciación de individuos, discriminación entre clones, análisis
filogenéticos y taxonómicos, mapeo de genomas, cuantificación de variabilidad
génica intra e interespecífica, mejoras genéticas, detección de infecciones o
propensión a sufrirlas, localización de resistencia a enfermedades, dispersión de
especies, también se han aplicado en gran variedad en los bancos de
germoplasmas para poder conservas la diversidad genética y en este ultimo los
más usados son: Fragmentos
de Restricción Polimórficos (RFLP) y la Amplificación de ADN al Azar (RAPD)
●
Los RFLP son marcadores moleculares codominantes, es decir, pueden
detectar tanto individuos como heterocigotos, y pueden ser usados en todos los
miembros de una especie o especies relacionadas. Con RFLP es posible obtener
entre uno y cinco puntos (bandas) de información por cada muestra analizada. El
uso de RFLP ha sido reportado en un amplio rango de especies. En palma de
aceite, esta técnica ha sido empleada para el estudio de diversidad genética.
●
El PCR es la técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa y
se explicará aquí porque la mayoría de los marcadores moleculares empleados en
la actualidad se basan en la metodología.
Esta técnica permite obtener millones de copias de un fragmento de ADN
que sirve como molde gracias a la acción de la enzima Taq polimerasa. Esta
enzima, aislada de la bacteria Thermus aquaticus, es una proteína termoestable
(que actúa a altas temperaturas), que polimeriza nucleótidos de manera fiel y
permite la formación de nuevas moléculas de ADN.
●
En palma de aceite, marcadores tipo RAPD se han empleado en
estudios de diversidad genética, caracterización de materiales y en la búsqueda
de marcadores ligados a Pudrición de Cogollo.
●
AFLP (Amplifíed Fragment Length Polymorphism) Esta técnica, una de
las más empleadas en la actualidad debido a su calidad y cantidad de
información, combina la eficiencia y precisión de los RFLP con el poder del
PCR.Con AFLP se pueden generar entre ochenta y doscientos puntos de información
por cada muestra analizada. Marcadores AFLP para palma de aceite se han
utilizado en estudios de diversidad genética del género y en la construcción de
mapas de ligamiento a características como grosor del cuezco, color del fruto.
●
En palma de aceite, desarrollaron y caracterizaron marcadores tipo
microsatélites. Con estos marcadores es posible diferenciar de manera precisa
E. guineensis de E. oleífera.
Los marcadores moleculares exhiben las características
fisicoquímicas del ADN y su herencia se explica con las mismas leyes
establecidas por la genética. En este caso los marcadores moleculares se han
usado para:
●
Detección de polimorfismo en palma de aceite han hecho que los
marcadores moleculares sean empleados, entre otros, en análisis de variabilidad
genética y establecimiento de relaciones filogenéticas, desarrollo de mapas
genéticos y señalización y seguimiento de caracteres (genes) de interés. Por
ejemplo, resistencia a la Pudrición de Cogollo. el gen Sh determinante de los
tres tipos de frutos: dura (Sh+/Sh+), ténera (Sh+/Sh-) y pisífera (Sh-/Sh-).
Adicionalmente, experimentos con marcadores derivados del
ácido ribonucleico (ARN) han permitido determinar genes involucrados en el
desarrollo floral y genes que codifican para enzimas de la síntesis de ácidos
grasos. Así mimo, mediante el empleo de marcadores de ADN, se busca hacer más
eficiente la selección de plantas y de variedades para ser empleadas en
programas de mejoramiento genético (metodología conocida como selección
asistida por marcadores). Este tipo de selección hace posible la predicción de
los genotipos a obtener en un cruzamiento con base en la información de los parentales empleados.
Además, los marcadores moleculares pueden ser usados para identificar plantas individuales
que contienen características (alelos) de interés particular. Como
consecuencia, la selección de las plantas con características de interés puede
ser hecha en plántulas de vivero o pre vivero lo cual ayuda a reducir
significativamente los costos de manejo de un programa de mejoramiento.
Una de las estrategias más utilizadas para generar
información de utilidad en programas de mejoramiento genético es determinar los
marcadores presentes en cruces F2 y retrocruces. Básicamente, en un experimento
F2 se tratan de mezclar los genes de dos individuos muy contrastantes (por
ejemplo, un padre resistente y una madre susceptible a una enfermedad). Luego
se cruzan estos parentales y se obtiene una generación de individuos híbridos
(Fl) que posteriormente son cruzados entre sí, generando una segunda generación
(F2). El diseño F2 es más efectivo entre más contrastantes sean las características de los progenitores. Sin
embargo, este diseño se hace dispendioso en el caso de plantas perennes de
crecimiento lento como la palma de aceite.
Esta nueva herramienta permite analizar muestras de interés
que por su perfil genético pueden tener valor para ser introducidas a programas
de mejoramiento. Los marcadores moleculares están llamados a ser la herramienta
para acelerar el proceso de selección genética en palma de aceite y para
participar en procesos de control y seguimiento.
Referencia bibliográfica
C:/Users/Family/Downloads/957-Texto-957-1-10-20120719.pdf
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articulo 2
Marcadores
moleculares: una herramienta para explorar la diversidad genética
La diversidad entre organismos es consecuencia de las
diferencias en las secuencias de ADN y de los efectos ambientales. La variación
genética es notable, y cada individuo de una especie, a excepción de los
gemelos monocigóticos, posee una secuencia de ADN única. Las variaciones en el
ADN son mutaciones resultantes de la sustitución de un solo nucleótido
(polimorfismos de uno solo nucleótido − SNP), inserción o delación de
fragmentos de ADN de diversas longitudes (desde uno a varios miles de
nucleótidos), o duplicación o inversión de fragmentos de ADN. La genómica
estructural, la transcriptómica y proteómica han ido seguidas de la metabólica
y la interatómica, entre otras, y, a un nivel de complejidad aún mayor, la
biología de sistemas. Por lo tanto ya existe un conjunto de marcadores ya
disponibles para detectar polimorfismos del ADN nuclear. En los estudios de
diversidad genética, los marcadores más utilizados son los microsatélites.
Los microsatélites son marcadores más populares en los
estudios de caracterización genética del ganado. Su alta tasa de mutación y
naturaleza codominante permiten la estimación de la diversidad genética dentro
y entre razas, así como la mezcla genética entre razas incluso si están
estrechamente emparentadas. Los microsatélites o SSR (Repeticiones de Secuencia
Única) o STR (Repeticiones Simples en Tándem) consisten en un tramo de ADN de
unos cuantos nucleótidos de longitud − de 2 a 6 pares de bases (bp) − que se
repiten varias veces en tándem (p. ej., CACACACACACACACA). Están diseminados
por todo el genoma de los eucariotas. Los microsatélites son de un tamaño
relativamente pequeño y, por consiguiente, pueden ser fácilmente amplificados
con la PCR usando ADN extraído de fuentes diversas, como la sangre, el pelo, la
piel, e incluso las heces. Los polimorfismos se pueden visualizar en un gel
secuenciador, y la disponibilidad de secuenciadores automáticos de ADN permite
un análisis ultrarrápido de un gran número de muestras Para el análisis de los
datos de microsatélites. De todos modos, los estudios de simulación han
demostrado que el modelo de mutación de alelo infinito suele ser generalmente
válido para la evaluación de la diversidad dentro de una especie. Los
parámetros más simples para evaluar la diversidad interracial son los índices
de diferenciación genética o de fijación. Se han propuesto varios estimadores
(FST y GST), el más ampliamente utilizado de los cuales es FST. Que miden el
grado de diferenciación genética de las subpoblaciones calculando las varianzas
estandarizadas de frecuencias alélicas entre poblaciones.
Los datos de microsatélites se usan también frecuentemente
para evaluar relaciones genéticas entre poblaciones e individuos mediante el
cálculo de las distancias genéticas. Sin embargo, para poblaciones
estrechamente emparentadas, en las que la deriva genética es el principal
factor de diferenciación genética como
suele ocurrir en las razas agropecuarias, particularmente en el mundo en
desarrollo, se recomienda la distancia Cavalli-Sforza modificada (DA) Se suele
visualizar la relación genética entre razas mediante la reconstrucción de una
filogenia, utilizando habitualmente el método de adyacencia (N-J).
Los marcadores genéticos se comportan como caracteres
mendelianos; dicho de otro modo, siguen las leyes de segregación y distribución
independiente que Mendel fue el primero en describir. Los estudios de
cartografiado se suelen realizar tras la co segregación de marcadores
polimórficos en poblaciones experimentales estructuradas (es decir, F2 o
retrocruzamiento) o en poblaciones ya existentes sometidas a programas de
selección (familias de hermanos completos o parciales). Para la mayoría de
especies agropecuarias se dispone de mapas genéticos de densidad media o alta
para algunos centenares o millares de marcadores. Para identificar un QTL para
un carácter concreto, una familia que segregue el carácter se genotipo con un
conjunto de marcadores moleculares regularmente repartidos por el genoma.
Concluido el cartografiado preciso, los genes que determinan
el carácter de interés se pueden buscar entre los genes situados en las
regiones identificadas. Los genes candidatos se pueden buscar en la misma
especie (p. ej., cuando existe un mapa rico en etiquetas de secuencia
expresada, o cuando el genoma está totalmente secuenciado), o en regiones
ortólogas de un organismo modelo para el cual se dispone de información
genómica completa.
Las tecnologías de marcadores evolucionan, y es probable que
los microsatélites se complementen cada vez más con SNP. Dichos marcadores son
muy prometedores debido a su abundancia en el genoma, y por su adecuación a la
automatización en producción y puntuación. No obstante, queda por aclarar a
fondo la eficiencia de los SNP en la investigación de la diversidad en especies
animales.
Referencia bibliográfica
http://www.fao.org/3/a1250s/a1250s17.pdf
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articulo
3
Marcadores RAPD
para la identificación del sexo en papaya (Carica papaya L.) en Colombia
La papaya es una planta dicotiledónea, polígama diploide que
pertenece a la familia Caricaceae, género Carica. El germoplasma de papaya
presenta una considerable variación fenotípica para la mayoría de los rasgos
hortícolas importantes, incluyendo tamaño, forma, color, contenido de azúcar y
sabor del fruto, entre otros. La posibilidad de transformación genética, la
eficiencia de los cruzamientos, la producción de abundante descendencia y la
continua floración a lo largo del año hacen de la papaya un modelo atractivo
para investigación genética y genómica.
Estudios citológicos para la identificación de cromosomas
sexuales heteromórficos en papaya no han sido exitosos. Estos estudios sugieren
que los cromosomas X y Y de papaya son morfológicamente homólogos a los
autosomas. Lo anterior sugiere que los cromosomas están en etapas iniciales de
diferenciación, en comparación con otras especies vegetales, también de
naturaleza dioica, como es el caso de Silene latifolia, donde se encuentran
cromosomas sexuales heteromórficos perfectamente diferenciados.
la investigación molecular ha permitido encontrar resultados
positivos en la identificación de diferentes tipos de marcadores, incluyendo
SCAR, microsatélites y AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) capaces de
discriminar sexo en plantas de papaya; estos se pueden utilizar para la pronta
determinación del sexo de papaya. La aplicación de marcadores RAPD para la
identificación del sexo de papaya en estado juvenil puede facilitar enormemente
el manejo del cultivo y el mejoramiento de la producción, mediante la ganancia
en tiempo, espacio y costos, que de otra manera se requieren en el crecimiento
de plantas de sexo indeseado. Si el sexo de las plantas dioicas de papaya se identifica
en estado de plántula, permitiendo obtener antes del trasplante a campo la
proporción adecuada de plantas con el sexo deseado, se pueden ahorrar recursos
como suelo, fertilizantes y agua, pudiendo ser dedicados al manejo del cultivo
de solo plantas hembra o solo plantas hermafroditas.
Puesto que la sexualidad en papaya no puede ser diferenciada
con anterioridad al inicio de la floración, el hallazgo de marcadores
moleculares que permitan la determinación del sexo podría facilitar el cultivo
selectivo de estas plantas. Aunque el uso de técnicas moleculares represente un
costo directo para agricultores o propietarios de viveros comerciales, en
procesos a gran escala se pueden reducir costos como inversión de recursos y
tiempo que se destina al mantenimiento de plantas del sexo no deseado.
En el presente estudio se observó que los marcadores
moleculares empleados para la diferenciación sexual en genotipos de papaya
diferentes a los colombianos no permiten la discriminación en estos últimos, es
decir, que la precisión de los marcadores es variable entre los genotipos. Con
esto se infiere que los genotipos de papaya varían de una región a otra,
posiblemente como consecuencia de la acumulación de secuencias repetitivas y
duplicación de genes que resultan de la interacción del genoma con el ambiente.
Los nuevos marcadores RAPD OP-A1, OP-P11 y OP-L1 reportados en este trabajo
mostraron la capacidad de discriminar invariablemente el sexo de genotipos
colombianos de papaya.
Y ya como conclusión de toso el articulo estudiado se dice
que, el objetivo de este estudio fue identificar marcadores moleculares RAPD
para diferenciar el sexo en plantas de papaya como base para la aplicación
práctica en plantaciones comerciales.
Referencia bibliográfica
file:///C:/Users/Family/Downloads/11123-Article%20Text-26603-1-10-20091113.pdf
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articulo 4
Uso
de marcadores moleculares en plantas; aplicaciones en frutales del trópico.
Existen dos
clases de marcadores genéticos: los morfológicos y los moleculares. En primer
orden, la caracterización e identificación tradicional de variedades se ha
basado en el empleo de caracteres morfológicos y/o agronómicos. No obstante, el
uso de marcadores morfológicos en las plantas tiene muchas limitantes, pues su
expresión puede estar sujeta a factores ambientales o fenológicos; por ejemplo
la presencia o ausencia de espinas en los cítricos. Con frecuencia estos
marcadores solo es posible evaluarlos a nivel de toda la planta y cuando esta
llega a su estado adulto. Para la gran mayoría de frutales tropicales esto significa
una espera, no deseable de varios años. Estos marcadores moleculares son
fenotípicamente neutros, presentan mayor segregación o polimorfismo que los
morfológicos, pueden ser evaluados desde los primeros estados de desarrollo de
las plántulas, son aplicables a cualquier tipo de material vegetal.
Dentro de
los marcadores moleculares se menciona la existencia de dos tipos: las
proteínas (principalmente las isoenzimas) y los marcadores de ADN.
● Los marcadores del ADN se basan fundamentalmente en el análisis
de las diferencias en pequeñas secuencias del ADN entre individuos. Las
técnicas empleadas para ello son muy diversas y dan el nombre a los distintos
tipos de marcadores, los cuales pueden ser de carácter dominante o codominante.
● Las isoenzimas, o aloenzimas, son las proteínas más
ampliamente usadas como marcadores moleculares y éstas fueron los primeros
marcadores moleculares usados en genética de plantas. Las isoenzimas son
variantes de una misma enzima (son formas funcionalmente similares de enzimas),
que comparten un sustrato en común pero difieren en su movilidad
electroforética. Incluyen todos los polímeros de subunidades producidos por
diferentes loci o por alelos diferentes en el mismo locus. Diferentes
individuos en una misma población pueden tenerdiferentes formas moleculares de
la misma proteína.
● Los marcadores RFLP se comportan como marcadores
codominantes, en tanto que los marcadores morfológicos y los marcadores basados
en PCR, poseen alelos que interactúan de manera dominante/recesiva. Además, el
nivel de variación alélica de los marcadores RFLP en poblaciones naturales de
plantas es mayor que con los marcadores morfológicos.
Los pasos
generales para el análisis RFLP son los siguientes:
Paso 1.
Aislamiento del ADN.
2. El ADN se digiere con endonucleasas de
restricción, que cortan el ADN en puntos que poseen una secuencia particular de
reconocimiento.
3. Los
fragmentos son separado con base en su tamaño usando electroforesis en gel de
Agarosa.
4. Luego se aplica la técnica denominada
“Southern Transfer” (Transferencia de ADN), la cual involucra la transferencia
del patrón de fragmentos de electroforesis, a un soporte sólido y manipulable,
por ejemplo a una membrana de “nylon”.
5. Luego de
la transferencia, la membrana se expone a una sonda marcada, que posee una
secuencia homóloga a uno o más fragmentos o a parte de estos, de tal manera que
se produce la hibridación del ADN.
6 y 7. La
técnica general para producir la sonda marcada se conoce como “Nick Traslation”
y se basa en la remoción en la sonda, de pequeños grupos de nucleótidos
(aproximadamente 10) con una exonucleasa. Mediante la acción de la enzima ADN
polimerasa I, la cadena se resintetiza a través de la reincorporación de
nucleótidos macados radioactivamente o por medio de otras técnicas.
8. La
detección de las bandas de hibridación se realiza por luminiscencia.
El análisis
PCR es un procedimiento in vitro para la síntesis y duplicación de secuencias
específicas de ADN. Esta tecnología utiliza secuencias de oligonucleótidos que
inician la síntesis de fragmentos de ADN de longitudes variables, no mayores de
6 Kb en promedio.
● Los RFLP han sido utilizados como marcadores de caracteres
agronómicos de gran interés en especies de gramíneas y leguminosas, en el estudio
de ligamientos e incompatibilidades de polen y estilo en especies como manzano,
cerezo y en la identificación de resistencia a enfermedades en cebada, maíz,
utilizaron marcadores RFLP, en combinación con hibridación genómica in situ,
para investigar el origen de la especie allotetraploide Coffea arabica (2n=44).
Mediante la comparación de los patrones RFLP de especies diploides
potencialmente progenitoras de C. arabica fueron identificadas las fuentes de
los dos genomas combinados en C. arabica. La organización del genoma de C.
arabica fue confirmada mediante hibridación genómica in situ usando
simultáneamente un marcaje total del ADN genómico de las especies donadoras
putativas. El resultado claramente sugiere que C. arabica es un anfidiploide
formado por la hibridación entre C. eugenioides y C. canephora, o por ecotipos
relacionados a estas especies. También, los resultados indican poca divergencia
entre los dos genomas constitutivos de C.arabica respecto a los genomas de sus
progenitores, sugiriendo que la formación de C. arabica como especie fue
relativamente reciente. La precisa localización de África Central como el lugar
de formación de la especie se basa en la presente distribución geográfica de
las especies actuales de Coffea.
● Mediante el uso de la técnica RAPD se evaluó la
estabilidad genética de las selecciones regeneradas in vitro de Annona
cherimola y A. muricata. 29 iniciadores fueron evaluados, de ellos seis fueron
seleccionados por su patrón de repetición en ambas especies y selecciones. Los
resultados confirmaron la estabilidad genética de las plantas micropropagadas
de acuerdo con los iniciadores seleccionados. Esta investigación presenta por
primera vez, hasta donde es conocido, un protocolo que permite la propagación
clonal in vitro de A. cherimola y A. muricata, el cual es confirmado por la
técnica molecular RAPD. Con este protocolo se pueden regenerar y propagar
árboles selectos de A. cherimola y A. muricata y conservando la estabilidad
genética de los mismos, por lo que se puede garantizar que el material
propagado es “fiel al tipo”
Con el uso
de los marcadores RAPD fue posible caracterizar los genotipos de cacao
pertenecientes a la colección 95 de la Estación Experimental de Ocumare de la
Costa, Aragua, Venezuela. Los resultados permitieron la clasificación de los
árboles de cacao en dos grandes grupos; cacaos criollos antiguos y cacaos
criollos actuales. Además, se evidenció que los materiales que provienen de la
misma localidad presentan patrones de banda similares y conforman grupo
locales, posiblemente por presentar un origen común.
Referencia bibliográfica
file:///C:/Users/Family/Downloads/document.pdf
articulo 5
Los Marcadores Moleculares en
el Mejoramiento Genético de la Resistencia a Enfermedades del Frijol (Phaseolus vulgaris L.):
Aplicaciones y Perspectivas
Una gran cantidad de enfermedades bacterianas, fungosas y
virales ocurre anualmente en regiones productoras de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en todo el
mundo, representando pérdidas económicas anuales para los productores. La
obtención de genotipos mejorados con resistencia a estrés biótico y abiótico es
un objetivo primario en programas de mejoramiento del frijol en cada región
donde se cultiva. La obtención de resistencia al estrés biótico y abiótico en
frijol se logra mediante mejoramiento genético clásico y selección asistida por
marcadores moleculares (SAMM), esto último a raíz de la identificación,
etiquetado, mapeo y SAMM de genes de resistencia y loci de caracteres
cuantitativos (QTL). Los fitomejoradores desarrollan variedades con resistencia
genética a patógenos problema en regiones particulares. La selección indirecta
es una estrategia durante el mejoramiento simultáneo para caracteres complejos
cuando la selección directa no es deseable por carecer de una metodología de
selección e información de las razas del patógeno lo que redunda en escapes o
la incorrecta identificación de combinaciones de genes o genes específicos al
ocurrir diversas razas endémicas mezcladas La combinación de las dos
estrategias, selección tradicional y SAMM puede ser útil en el desarrollo de
genotipos con resistencia durable.
Los marcadores genéticos representan diferencias genéticas
entre individuos o especies, generalmente no representan genes blanco pero
actúan como señales o marcas ya que se encuentran cerca de los genes de
interés, la mayoría no afecta el fenotipo de la característica de interés ya
que se encuentran cerca o ligados a los genes que controlan la característica.
os marcadores moleculares se clasifican como marcadores directos, loci que
codifican para una mutación funcional, marcadores en desequilibrio de
ligamiento (DL), marcadores en equilibrio de ligamiento (EL) o loci en
equilibrio de ligamiento con la mutación funcional en poblaciones de
recombinación abierta (Dekkers, 2004). Los marcadores moleculares difieren en
la segregación y aplicación en programas de selección, los marcadores directos
y DL se aplican en la cruza de genotipos dentro de una población con asociación
alta (1 a 5 cM) entre el genotipo y fenotipo. Al utilizar los marcadores LE
deben considerarse diversas fases de ligamiento entre los marcadores y QTLs,
normalmente estos marcadores son referidos como selección asistida por genes
(SAG), selección asistida por marcadores DL (SAM–DL) y selección asistida por
marcadores EL (SAM–EL). La utilización de los marcadores moleculares en
selección para uno o varios caracteres se determina por la facilidad de su detección.
En frijol, los marcadores moleculares de ADN se han
utilizado para entender la organización de la diversidad genética, así como
para el mapeo y etiquetado de genes de interés agronómico. La correlación y el
etiquetado de genes han facilitado el entendimiento de la herencia de la
resistencia a varias enfermedades. Con marcadores moleculares se ha analizado
la interacción epistática entre múltiples genes involucrados en la resistencia
a factores adversos.
En frijol se han desarrollado alrededor
de 15 mapas de ligamiento en poblaciones generadas a partir de diferentes
cruzas; además, se han localizado y etiquetado genes mayores y QTLs ligados o
asociados con resistencia a enfermedades e insectos: tales como el picudo del
ejote ,mapeo de genes análogos
de resistencia (RGA) ligados a QTLs del gen bgm–1 del virus del mosaico dorado
del frijol (BGMV) ligado a resistencia a virus del mosaico común del frijol
(BCMV),mancha angular de la hoja,moho blanco. Generalmente, estos mapas son de
baja densidad, pero han permitido que los mejoradores entiendan la herencia de
la resistencia de las características. Para facilitar la identificación de
marcadores ligados a caracteres de interés durante el mapeo de poblaciones se
han desarrollado métodos que incluyen la obtención de líneas isogénicas
emparentadas (NILs) y el análisis de segregantes en masa, Para mejorar la
reproducibilidad de los RAPDs se han obtenido iniciadores específicos asociados
con alelos (ASAP) y/o regiones amplificadas con secuencia caracterizada (SCAR)
para realizar selección indirecta en frijol.
La selección indirecta para caracteres cualitativos
parece prometedora, la comparación de la eficiencia entre la selección directa
contra la indirecta para caracteres de genes mayores no es clara. A menudo, los
caracteres son más fáciles, más rápidos y más efectivos de seleccionar
indirecta que directamente. En el caso de caracteres agronómicos tales como el
hábito de crecimiento de la planta, la altura y el acame; la floración y la
madurez, la selección indirecta no mejora la eficiencia de la selección en
campo. Los marcadores RAPD fuertemente ligados a genes de resistencia
específica a razas individuales del patógeno forman la base de la selección
indirecta eficaz para una resistencia principal de genes. El uso de marcadores
RAPD ligados y su papel potencial en la SAMM facilitan la piramidación
eficiente de genes de resistencia epistática a diferentes patógenos del frijol
común.
Solo se conocieron dos casos exitosos gracias a este
marcador de SAMM en frijol para cada grupo de enfermedades importantes: las
causadas por hongos (antracnosis y roya), bacterias (tizón común y tizón de
halo) y virosis (Virus mosaico común del frijol y Virus mosaico dorado del
frijol). Para el desarrollo sostenido del mejoramiento de variedades de frijol
se requiere: el desarrollo de procedimientos más confiables para selección
directa (fenotípica) y para la SAMM de características de resistencia; un mejor
entendimiento de la herencia y mecanismos de resistencia sobre todo para
complejos de estrés; estudios de genética molecular y genómica relevantes para
tener un mejor entendimiento de la genética y fisiología de la resistencia; e
integrar los marcadores agregados al mejoramiento para complementar al
mejoramiento clásico. Bajo el reciente desarrollo de la SAMM en el mejoramiento
de frijol, las ponderaciones sobre las ventajas y limitaciones de poner en
práctica una SAMM son necesarias, así como la evaluación de su eficiencia y
utilidad en aplicaciones específicas. Una desventaja de la SAMM por lo general
se comete cuando el mejorador utiliza como fuente un parental con una
característica específica en la cual el marcador de ese gen se expresa y es
polimórfico con relación con otros parentales. Esto puede ser restrictivo y
exclusivo de otras fuentes igualmente útiles de la característica. Del mismo
modo, una característica deseada podría resultar de múltiples combinaciones
genéticas. La SAMM es sobre todo útil cuando el gen blanco es realmente único y
hay pocas alternativas para obtener fenotipos deseados, como en el caso de la
resistencia a enfermedades monogénicas.
La
selección del fenotipo ha conducido a avances significativos en la resistencia
al estrés abiótico, sobre todo en la resistencia a sequía. Los mejoradores deben
decidirse cuando y como la SAMM puede contribuir a esquemas de selección más
eficientes. Esto dependerá de lo siguiente:
●
Identificación de QTLs o
genes con un efecto significativo y que sean únicos para el desarrollo de
marcadores basados en un parental dado que pesan más que cualquier desventaja
de limitar las cruzas con el uso del parental. El acervo de genes y la
estructura de las razas de frijol común presentan polimorfismo y en casos donde
la introgresión entre pooles o razas se desarrolla, entonces la SAMM puede ser
muy útil.
●
La validación de QTL sobre el
ambiente. Mientras la inversión en procesos de confirmación no exceda lo que se
gasta en la selección fenotípica, se necesita validar la utilidad del QTL.
●
un sistema de selección eficiente.
Algunos sistemas de la SAMM son establecidos para otras características. El
costo por característica debe ser bajo, lo que hace a la SAMM más atractiva. La
obtención de más marcadores aumenta la posibilidad de hacer múltiples corridas,
con la amplificación por PCR para reducir gastos.
Referencia biográfica
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SESION 3
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Marcadores genéticos moleculares
https://clasesparticularescbq.com/2017/08/30/marcadores-geneticos-moleculares-geneticafvet/
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3.
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https://www.porquebiotecnologia.com.ar/Cuadernos/El_Cuaderno_108.pdf
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SESION 4
DIAPOSITIVAS
https://docs.google.com/presentation/d/1w9RDBaVDeVyAT9wbfDJGAkhwFlj0H3dkCIGQ0LHTGOo/edit?usp=sharing
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