Descripción
Descripción breve
El mercado de semillas y otros materiales de propagación es uno de los más dinámicos. La obtención y el desarrollo de nuevas variedades, junto con las actividades asociadas, son unos de los campos de la tecnología con mayor proyección futura. La conjugación de los métodos convencionales de selección con las nuevas biotecnologías para el desarrollo de nuevos materiales que permitan una agricultura sostenible y la obtención de productos con mayor calidad y adaptados a las nuevas demandas de la sociedad son y van a ser unos campos en continua expansión tanto en el sector privado como en el público durante las próximas décadas.
Duración
3 meses
300 horas
Resumen del temario
Parte I Bases de la mejora genética vegetal
1.EVOLUCIÓN DE LA MEJORA GENÉTICA DE PLANTAS
1.1. La mejora genética vegetal y sus objetivos
1.2. La domesticación de los cultivos. La primera mejora vegetal
1.3. Mejora empírica precientífica. Origen de las variedades locales
1.4. Mejora científica: hitos en la historia de la mejora de plantas
1.4.1. El cruzamiento y sus usos en mejora en la era premendeliana
1.4.2. La mejora en la era postmendeliana. El uso científico del cruzamiento. Aparición de otras técnicas
1.4.3. La ingeniería genética, variedades transgénicas y genómica
1.5. Logros de la mejora genética moderna
1.5.1. Rendimiento
1.5.2. Calidad
1.5.3. Resistencia a enfermedades
1.5.4. Tolerancia a estreses abióticos
1.5.5. Los cultivos huérfanos
1.6. Los programas de mejora comercial
1.7. El futuro de la mejora genética vegetal conceptual
- HERRAMIENTAS GENÉTICAS EN LA MEJORA DE PLANTAS
2.1. Análisis genético de caracteres cualitativos
2.1.1. Cruzamientos monohíbridos
2.1.2. Cruzamientos dihíbridos
2.2. Análisis genético de caracteres cuantitativos
2.2.1. Caracteres cualitativos vs. cuantitativos
2.2.2. Herencia de los caracteres cuantitativos
2.2.3. Mecanismos de acción génica
2.2.4. Componentes de la varianza
2.2.5. Heredabilidad
- HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS PARA LA MEJORA (I)
3.1. Cultivo in vitro y sus aplicaciones
3.1.1. ¿Qué es el cultivo in vitro?
3.1.2. ¿Para qué se utiliza el cultivo in vitro?
3.2. Conservación de germoplasma in vitro
3.2.1. Tipos de germoplasma que se conservan
3.2.2. Procedimientos de conservación de germoplasma in vitro
3.3. Semillas sintéticas
3.3.1. Los embriones somáticos
3.3.2. Producción de semillas sintéticas
3.4. Variación somaclonal
3.4.1. ¿Qué es y por qué ocurre la variación somaclonal?
3.4.2. Aprovechamiento de la variación somaclonal
3.5. Mutagénesis y selección in vitro
3.5.1. La selección in vitro
3.5.2. La combinación de mutagénesis con selección in vitro
3.6. Cultivo y fusión de protoplastos
3.6.1. ¿Qué son y cómo se producen los protoplastos?
3.6.2. La producción de híbridos somáticos mediante fusión de protoplastos
3.7. Cultivo in vitro de embriones
3.8. Producción de líneas doble haploides
3.8.1. El cultivo de células haploides: androgénesis y ginogénesis
3.8.2. El interés de las líneas doble haploides en mejora
- HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS PARA LA MEJORA (II).
4.1. Los marcadores moleculares
4.1.1. ¿Qué es un marcador genético?
4.1.2. Los marcadores de tipo RFLP basados en restricción e hibridación
4.1.3. Los marcadores de tipo RAPD y AFLP basados en PCR
4.1.4. Los marcadores de tipo SSR basados en la amplificación de microsatélites
4.1.5.. Los marcadores de tipo SNP basados en la identificación de la variación en uno o pocos nucleótidos
4.2. Construcción de mapas genéticos
4.2.1. Concepto de ligamiento y recombinación
4.2.2. La posición de los genes en el genoma en base a su ligamiento. Fracción de recombinación y distancia de mapa
4.2.3. Estima de la fracción de recombinación
4.2.4. Construcción del mapa genético
4.3. La genómica: técnicas de secuenciación y genotipado a gran escala
4.3.1. Evolución de la secuenciación del ADN. De Sanger a las metodologías NGS
4.3.2. Las colecciones de SNP, las plataformas de genotipado masivo y el genotipado por secuenciación
4.4. Estudios masivos de expresión génica: ARNseq
4.5. La fenómica en la mejora
- EL ESTUDIO Y APROVECHAMIENTO DE LA VARIACIÓN
5.1. La variación natural: áreas de origen y diversificación de los cultivos
5.1.1. Centros de origen de las plantas cultivadas
5.1.2. La diversificación de los cultivos
5.2. Conservación de los recursos fitogenéticos
5.2.1. Conservación in situ
5.2.2. Conservación ex situ
5.3. Los bancos de germoplasma: recolección, multiplicación y caracterización
5.3.1. Recolección
5.3.2. Regeneración
5.3.3. Caracterización
5.3.4. Documentación
5.4. Análisis de la estructura y la diversidad genética de las colecciones a escala genómica
5.4.1. Frecuencias genotípicas y génicas en poblaciones de plantas
5.4.2. Cuantificación de la diversidad genética de un grupo de individuos y medida de la diversidad genética entre grupos de individuos
5.5. Las mutaciones
5.5.1. La mutagénesis artificial
5.5.2. Identificación de mutaciones naturales o inducidas en genes de interés mediante TILLING o EcoTILLING
5.6. Aprovechamiento de la variación interespecífica
5.6.1. Principales dificultades en la obtención de híbridos interespecíficos. Barreras de cruzabilidad y su superación
- SISTEMAS DE APAREAMIENTO Y SUS CONSECUENCIAS GENÉTICAS. ESTRUCTURA GENÉTICA DE LAS POBLACIONES DE PLANTAS
6.1. Influencia de la biología reproductiva en los programas de mejora
6.2. Mecanismos que favorecen la autogamia
6.3. El sistema reproductivo de las plantas alógamas
6.4. Estructura genética de las poblaciones de plantas alógamas. Evolución de las frecuencias genotípicas
6.4.1. Alogamia estricta: ley del equilibrio de Hardy-Weinberg (HW)
6.4.2. Consecuencias de la ley de Hardy-Weinberg
6.5. Estructura genética de las poblaciones de plantas autógamas. Evolución de las frecuencias genotípicas
6.6. Estructura genética de las poblaciones de plantas con alogamia parcial. Evolución de las frecuencias genotípicas
Parte II Estrategias de mejora
- MÉTODOS DE MEJORA DE POBLACIONES Y LÍNEAS PURAS
7.1. La estructura genética condiciona el tipo de cultivar a desarrollar
7.2. Métodos de mejora de poblaciones de plantas autógamas basados en la selección
7.2.1. Selección en poblaciones heterogéneas de plantas autógamas
7.2.2. Cruzamientos intraespecíficos en autógamas y selección: tipos de cruzamientos
7.3. Métodos de mejora en poblaciones de plantas alógamas basados en la selección.
7.3.1. Selección masal
7.3.2. Selección masal con prueba de descendencia
7.3.3. Métodos de selección recurrente
7.4. Obtención de líneas puras
7.4.1. Selección genealógica
7.4.2. Descendencia de semilla única (single seed descent, SSD)
7.4.3. Obtención de doble haploides (DH)
7.5. Mejora de líneas puras mediante retrocruzamiento
7.5.1. El retrocruzamiento (backcross, BC) como método de mejora
7.5.2. Introgresión de genes dominantes y recesivos
7.5.3. Retrocruzamiento asistido por marcadores moleculares
7.5.4. Líneas de introgresión (introgression lines, ILs)
7.5.5. Mejora mediante diseño
- MÉTODOS DE MEJORA PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA HETEROSIS
8.1. Vigor híbrido o heterosis
8.1.1. Bases genéticas de la heterosis
8.2. Aprovechamiento de la heterosis intraespecífica. Cultivares híbridos y cultivares sintéticos
8.2.1. Aptitud combinatoria
8.3. Etapas en el desarrollo de los cultivares híbridos
8.3.1. Desarrollo de líneas puras parentales o líneas élite
8.3.2. Selección de líneas puras parentales
8.3.3. Mejora de líneas puras parentales
8.3.4. Producción de semilla híbrida. Sistemas para controlar la polinización.
- MEJORA DE PLANTAS DE MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA
9.1. Multiplicación y reproducción vegetativa
9.2. Condicionantes de la mejora en plantas de multiplicación vegetativa
9.2.1. Reproducción sexual e incompatibilidad sexual
9.2.2. El periodo juvenil
9.2.3. La posibilidad de injerto
9.2.4. Apomixia
9.3. Métodos de mejora
9.3.1. Selección clonal
9.3.2. Mejora mediante cruzamientos
9.3.3. Métodos de mejora en plantas apomícticas
9.4. Mejora mediante mutagénesis
9.5. La ingeniería genética y la mejora de cultivos leñosos
- IDENTIFICACIÓN DE GENES RESPONSABLES DE CARACTERES DE INTERÉS
10.1. Caracteres cualitativos y cuantitativos. Disección de la función génica mediante genética directa
10.2. Cartografía de genes que controlan caracteres cualitativos
10.2.1. La identificación de marcadores ligados a genes responsables de caracteres de interés mediante análisis de ligamiento en poblaciones segregantes
10.2.2. La identificación de marcadores ligados a genes responsables de caracteres de interés mediante análisis de bloques segregantes o BSA
10.2.3. El mapeado de alta resolución y la identificación de genes responsables de caracteres de interés………………………………………………………….. 258 10.3.. Bases de la cartografía de QTL
10.3.1. Análisis de un solo marcador (single marker analysis, SMA) y comparación de medias de las clases marcadoras
10.3.2. Mapeado por intervalos simple (single interval mapping, SIM)
10.3.3. Mapeado por intervalos compuesto (composite interval mapping, CIM) y por intervalos múltiple (multiple interval mapping)
10.4. Uso de nuevas poblaciones para la identificación de QTL
10.4.1. Ventajas e inconvenientes del uso de DHL y RIL para la cartografía de QTL
10.4.2. Cartografía de QTL con colecciones de líneas de introgresión, IL
10.5. Desequilibrio de ligamiento y cartografía por asociación
10.6. Cartografía por secuenciación
10.7. Validación de QTL candidatos
- PLANTAS TRANSGÉNICAS Y PLANTAS EDITADAS GENÉTICAMENTE
11.1. Plantas transgénicas
11.2. Desarrollo de nuevos caracteres de interés mediante transgénesis
11.2.1. Diseño de la construcción genética
11.2.2. Integración de la construcción genética en un vector adecuado
11.2.3. Transformación y regeneración
11.2.4. Integración de la construcción genética y expresión del transgén en el genoma vegetal
11.3. Mejora genética de plantas mediante transgénesis
11.3.1. Desarrollo de cultivares transgénicos
11.3.2. Cultivos y caracteres transgénicos comerciales
11.4. La transgénesis frente a la edición genética: mejora genética por edición
11.4.1. Sistemas de edición genética
11.4.2. Aplicaciones de los sistemas de edición genética en el desarrollo de nuevos caracteres
Parte III Objetivos de mejora
- MEJORA DE LA RESISTENCIA A ENFERMEDADES Y PLAGAS
12.1. Introducción
12.2. Agentes causantes de enfermedades y plagas y su acción
12.2.1 Patógenos
2.2.2. Parásitos
12.2.3. Herbívoros
12.2.4. Importancia relativa de los agentes causantes de enfermedades
12.3. Interacción planta-patógeno
12.3.1. Introducción
12.3.2. Mecanismos de defensa de la planta
12.4. La resistencia
12.5. Modelos genéticos de resistencia
12.5.1. La relación gen a gen de Flor. La resistencia hipersensible
12.5.2. Base molecular de los genes de resistencia y de los efectores
12.5.3. Resistencia a hongos fitopatógenos necrotrofos
12.5.4. Resistencia parcial
12.6. La rotura de la resistencia. Nuevas razas virulentas
12.7. Fuentes de resistencia
12.8. Resistencia durable
12.9. Estrategias para prolongar la durabilidad de la resistencia
12.9.1. Uso adecuado de los genes de resistencia “no durable”
12.10. Resistencia a plagas
12.10.1. Las razas fisiológicas en artrópodos (biotipos)
12.10.2. Mecanismos de resistencia y evitación
12.10.3. Ejemplos de resistencia a insectos
13.. MEJORA DE LA TOLERANCIA A LOS ESTRESES ABIÓTICOS
13.1. Estreses abióticos y producción agrícola
13.2. Respuesta fisiológica y molecular de las plantas al estrés abiótico
13.2.1. Percepción, señalización y respuesta al estrés ambiental
13.3. Mejora genética de la tolerancia a los estreses abióticos
13.3.1. Mejora de la tolerancia a la sequía
13.3.2. Mejora de la tolerancia a la salinidad
13.3.3. Mejora de la tolerancia a las altas temperaturas
13.3.4.. Mejora de la tolerancia a las bajas temperaturas
13.3.5. Mejora de la tolerancia a la deficiencia de nutrientes
13.4. Selección de portainjertos tolerantes a estreses abióticos
- MEJORA DE LA CALIDAD
14.1. Introducción
14.2.. El concepto de “calidad” y sus componentes
14.2.1. Calidad sensorial
14.2.2. Calidad nutricional
14.2.3. Calidad sanitaria
14.2.4. La estabilidad de la calidad, calidad postcosecha y tipo de maduración del fruto
14.3. Las fuentes de variación: variabilidad enmascarada y la calidad de las variedades tradicionales
14.4. Control genético y estrategias de mejora
14.4.1. Estrategias de mejora
14.4.2. Mejora de la forma y tamaño del fruto
14.4.3. Mejora del contenido en azúcares y ácidos
14.4.4. Mejora del color, contenido en provitaminas y pigmentos con actividad antioxidante
14.4.5. Mejora del aroma
14.4.6. Modificación de los contenidos en aminoácidos esenciales
14.4.7. Mejora de la calidad a través de la modificación del proceso de maduración
Parte IV Conservación y registro de nuevas variedades
- REGISTRO, PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE VARIEDADES VEGETALES
15.1. Registro, protección y conservación de variedades vegetales
15.2. Requisitos para la comercialización de semillas y plantas de vivero
15.3. El registro español de variedades comerciales
15.3.1.. Introducción
15.3.2. Ensayos de identificación y de valor agronómico
15.3.3. Solicitud de una variedad en el registro de variedades comerciales
15.4. La protección de variedades y la UPOV
15.5. Producción de semilla comercial: selección conservadora
15.6. Productores de semillas y plantas de vivero
15.6.1. Introducción
15.6.2. Producción de semillas de líneas puras
15.6.3. Producción de semillas híbridas
15.6.4. Producción de semillas de cultivos de reproducción vegetativa
15.7. Certificación de semillas
15.7.1. Introducción
15.7.2. Categorías de semillas y plantas de vivero
15.8. La regulación de las variedades modificadas genéticamente
15.8.1. Introducción
15.8.2. Autorización para ensayos de campo
15.8.3. Registro de variedades transgénicas.
Parte V Mejora genética de algunos cultivos
- MEJORA GENÉTICA DEL TRIGO
16.1. Origen del trigo cultivado, especies y genomas
16.1.1. Especies de trigo cultivadas
16.2. Historia de la mejora genética del trigo
16.2.1. La Revolución Verde
16.3. Mejora del rendimiento
16.4. Mejora de la tolerancia a estreses abióticos
16.4.1.. Tolerancia a la sequía
16.5. Mejora de la tolerancia a estreses bióticos
16.5.1. Mejora para resistencia a enfermedades
16.5.2. Principales enfermedades del trigo en el mundo y en España
16.6. Mejora de la calidad
16.7. Métodos de mejora empleados
16.7.1. Cruzamientos
16.7.2. Mutagénesis
16.7.3. Selección asistida por marcadores y selección genómica
- MEJORA GENÉTICA DEL TOMATE Y SU SITUACIÓN EN ESPAÑA
17.1.1. Origen, domesticación y difusión del tomate
17.1.2. Especies silvestres relacionadas y cruzabilidad. Recursos fitogenéticos
17.2. Historia de la mejora genética del tomate
17.2.1. Inicios de la mejora genética del tomate en el mundo
17.2.2. Mejora genética del tomate en España
17.3. Mejora de la producción
17.4. Mejora de la tolerancia a estreses abióticos
17.4.1. Introducción
17.4.2. Tolerancia a la salinidad
17.5. Mejora de la tolerancia a estreses bióticos
17.5.1. Introducción
17.5.2. Mejora para resistencia a enfermedades y plagas
17.6. Mejora de la calidad
17.6.1. El concepto de calidad en el tomate para procesado industrial
17.6.2. El concepto de calidad en el tomate para consumo en fresco.
17.7. Aportaciones de la biotecnología y de la genómica a la mejora del tomate
17.7.1. Marcadores moleculares, mapas genéticos y poblaciones de premejora
17.7.2. Secuenciación de genomas
17.8. Situación actual de la mejora genética del tomate
- MEJORA GENÉTICA DEL OLIVO Y SU SITUACIÓN EN ESPAÑA
18.1. Origen y evolución del olivo
18.1.1. Origen del cultivo
18.1.2. Evolución del cultivo
18.1.3. Evolución del cultivo en España
18.2. Recursos fitogenéticos
18.2.1. Problemas de la conservación
18.2.2. Características de las principales variedades tradicionales españolas
18.3. Métodos de mejora en olivo
18.3.1. Reproducción vegetativa y sexual en olivo
18.3.2. Mejora por cruzamiento
18.3.3. Selección asistida por marcadores y genómica
18.4. Objetivos de mejora en olivo
18.4.1. Mejora de la productividad
18.4.2. Acortamiento del periodo juvenil
18.4.3. Mejora de la tolerancia a estreses abióticos
18.4.4. Mejora de la resistencia a estreses bióticos
18.5. Mejora de la calidad
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