Caracterización y conservación de recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura

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Raquel Lozano Redondo
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1 Caracterización y conservación de recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura Carlos Marfil Laboratorio de Biología Molecular 14 de noviembre de 2014

2 Recursos genéticos Los recursos genéticos hacen referencia a material genético de valor real o potencial. El material genético es cualquier material de origen vegetal, animal o microbiano que contenga unidades funcionales de la herencia Recursos fitogenéticos para la alimentación y la agricultura Todo aquel material genético de origen vegetal de valor real o potencial para la alimentación y la agricultura, incluyendo los alimentos, cultivos forrajeros, plantas medicinales, condimentos, especies ornamentales y forestales, así como los relacionados con los cultivos utilizados para fines industriales, tales como aceites y fibras

3 Eventos importantes en la historia de los recursos fitogenéticos a A.P Escala de tiempo Parientes silvestres de los cultivos (PSC) Domesticación ancestral de plantas comestibles (Variedades criollas) Fitomejoramiento y variedades modernas Resistencia a plagas y enfermedades Tolerancia a condiciones ambientales extremas Mejora en cualidades nutritivas y organolépticas

4 Pérdida de la variabilidad genética en las sucesivas etapas de domesticación y fitomejoramiento moderno Parientes silvestres Variedades criollas Variedades modernas

5 Valor estratégico de los recursos fitogenéticos Su conservación y utilización aseguran la sostenibilidad del sistema productivo El manejo de estos recursos depende tanto de aspectos científicos y técnicos, como de decisiones políticas.

Niveles de conservación Por qué es importante la conservación de la diversidad a nivel de genes? 1-Porque la variabilidad medida a nivel de genes representa el nivel primario de biodiversidad.

6 Niveles de conservación Por qué es importante la conservación de la diversidad a nivel de genes? 1-Porque la variabilidad medida a nivel de genes representa el nivel primario de biodiversidad. 2- Porque el índice de cambio evolutivo en una población es proporcional a la diversidad genética disponible. 3- Porque el conocimiento generado a partir de datos genéticos sirve para dirigir y guiar metas y programas de conservación.

7 La diversidad genética de una especie se distribuye en tres niveles jerárquicos fundamentales Cada nivel actúa como reservorio de variabilidad genética de potencial importancia para su conservación

8 La diversidad genética de una especie se distribuye en tres niveles jerárquicos fundamentales La variabilidad genética total puede ser cuantificada y subdividida: variabilidad intra-poblacional versus variabilidad entre poblaciones De acuerdo a esto, se puede determinar cómo está distribuida espacialmente la variabilidad genética y así definir áreas o unidades de interés para la conservación.

9 Flujo convencional de trabajo

10 Estimación de la variabilidad genética Marcadores genéticos: Polimórficos Heredables Técnica Nivel de análisis/objetivos del estudio Morfológica Cariológica Aloenzimas ADNmt VNTR AFLP/RAPD SNP Ecosistemas/especies/ subespecies/metapoblaciones Distinción filogenética XXX XXX X XXX X X X Historia filogenética XXX XXX X XXX XX X X Hibridización XXX XXX X XXX XX X XX Poblaciones Variabilidad genética y estructura de las poblaciones X X XX XXX XXX XX XXX Individuos Sistema de apareamiento X X XX X XXXX X XX Forense X X XX XX XXXX X XX Modificado de Principles of Conservation Biology, Third Edition, Chapter 11, Table A Sinauer Associates

11 Estimación de la variabilidad genética Marcadores genéticos Fuente: An Introduction to Genetic Analysis, Fifth Edition, Figure Freeman and Company Marcadores morfológicos Altamente influenciados por el ambiente Marcadores moleculares Son normalmente neutros (no necesariamente representan variabilidad adaptativa)

12 Estrategias de Conservación Conservación in situ en hábitats naturales y zonas productivas in vivo Individuos vivos ex situ en ambientes artificiales (bancos de germoplasma, zoológicos, institutos, etc.) in vitro Crioconservación y cultivo in vitro Semen Oocitos Embriones Células somáticas Polen

13 Conservación ex situ Bancos de germoplasma=banco de genes Conservación de la variabilidad genética potencialmente valiosa para el fitomejoramiento y la investigación científica Colectar, preservar, evaluar. Nicolai I. Vavilov (Rusia ) Recolectar las plantas útiles del mundo para conformar el Banco de germoplasma más grande del planeta N. Vavilov y los centros de diversidad Establecimiento de Centros Internacionales de Cultivos Banco Mundial de Semillas de Svalbard

14 Valor estratégico de los recursos fitogenéticos Heinz Brücher (Alemania 1915-Argentina 1991), el encargado de alimentar a la Alemania y ejército nazi

15 Red de Bancos de Germoplasma del INTA Bancos Activos Banco Base 93,5% de las entradas del país Actualmente

16 El manejo de los recursos fitogenéticos, un proceso dinámico

17 Conservación in situ La conservación de los ecosistemas y los hábitats naturales y el mantenimiento y recuperación de poblaciones viables de especies en sus entornos naturales y, en el caso de las especies domesticadas y cultivadas, en los entornos en que hayan desarrollado sus propiedades específicas. La gran ventaja La conservación de los recursos fitogenéticos en su ambiente natural permite que las poblaciones sigan evolucionando y generen nueva variabilidad genética adaptada a las condiciones cambiantes. El gran objetivo: el establecimiento de reservas genéticas Una reserva genética puede definirse como "la localización, designación, gestión y seguimiento de la diversidad genética en las poblaciones naturales dentro de las áreas definidas destinadas a la conservación activa a largo plazo".

18 ijmans et al Atlas of wild otato. IPGRI Amplia distribución geográfica y variación genética Más de 200 especies silvestres

19 Gran diversidad morfológica

20 Solapamiento de coordenadas geográficas de las Áreas Protegidas de Argentina con introducciones del Banco de Germoplasma de Papa y Forrajeras del INTA-Balcarce Se identificaron 21 APs en 11 provincias, donde se distribuyen 18 especies de Solanum, sección Petota

21 Especies del género Solanum sección Petota en Áreas Protegidas argentinas Provincia Área Protegida Plan de manejo (PM) Especies de Solanum Sección Petota (INTA/AP) Especies de Solanum Sección Petota (SIB) La Pampa PN Lihue Calel Sin PM chc Otras spp. género Solanum Mendoza RN Divisadero Largo Sin datos ktz Sin datos RN Villavicencio Con PM (v) ktz Sin datos San Juan PN El Leoncito Con PM (v) ktz ktz Catamarca RB Laguna Blanca Sin datos sct, spg Sin datos Tucumán PP Cumbres Calchaquíes Sin datos mcd, vrn Sin datos Salta Jujuy PN Los Cardones PM en elaboración acl, grl, meg, spg, vrn grl, meg, spg RP Los Andes Sin datos acl, grl, ifd Sin datos PN El Rey PM en mcd Otras spp. género elaboración Solanum MN Laguna de los Sin PM acl, ifd, meg, opl, sct, vrn meg Pozuelos Jujuy/Salta PN Baritú Sin PM acl, blv, chc, grl, meg, oka, tbr tar, tor, vnt, vrn PN Calilegua Con PM (v) grl, mcd, vnt PP Laguna Pintascayo Sin datos Sin datos RN Nogalar de los Toldos Sin PM No evaluada blv, mcf Santiago del Estero PN Copo Con PM (v) chc Otras spp. género Solanum RPUM Copo/ PP Copo Sin datos No evaluada Sin datos Misiones PN Iguazú Con PM (n.v) chc chc Corrientes PN Mburucuyá Con PM (n.v) cmm cmm APRM Iberá Sin datos cmm Sin datos Entre Ríos PN Predelta Sin PM chc, cmm chc, cmm

22 Hacia el establecimiento de una Reserva Genética: Procedimientos y acciones a emprender Poblaciones de Solanum kurtzianum distribuidas en la Reserva Natural Villavicencio Determinar la dinámica poblacional Caracterizar interacciones bióticas y abióticas Evaluación de la fenología, la biología reproductiva y el sistema de cruzamiento Evaluación de la variabilidad genética, la estructura poblacional y la distribución de alelos dentro y entre poblaciones Evaluación del estado de manejo de las áreas protegidas en las que ocurre la población objetivo, y propuestas para modificar las directrices de manejo, si se requiere. Desarrollo de una estrategia de monitoreo para el/las área(s) de interés Capacitación de Guardaparques y gestores de recursos naturales renovables

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