Genética y Mejoramiento Vegetal

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1 Genética y Mejoramiento Vegetal 1. Datos generales de la asignatura 1.1 Unidad Académica: Facultad de Ciencias Agrarias 1.2 Carrera: Ingeniería Agronómica 1.3 Asignatura: Genética y Mejoramiento Vegetal 1.4 Docente responsable: Ing. Agr. José De Battista 1.5 Cargo y situación: Titular a cargo 1.6 Área: Producción Vegetal 1.7 Carácter: Obligatoria 1.8 Régimen de dictado: Anual 1.9 Carga horaria Semanal: 5 horas Total: 150 horas 1.10 Ubicación en el plan de estudio: Tercer Año, Anual. 2. Fundamentación de la asignatura La Genética integra el espacio curricular del área de Ciencias Básicas Agronómicas del bloque de Producción Vegetal. Las materias correlativas son: Estadística y Diseño Experimental (aprobada); Estadística II (regular) y Fisiología Vegetal (regular). En la formación del Ingeniero Agrónomo las disciplinas básicas relacionadas a la Biología general permiten la comprensión e integración de los conocimientos aportados por las disciplinas aplicadas. La Genética es una de las ramas de la Biología que más se ha desarrollado en los últimos años y aporta herramientas de gran potencial al estudio de otras disciplinas biológicas como la Fitopatología, Fisiología, entre otras. El mejoramiento vegetal como aspecto aplicado de los conocimientos genéticos aporta al futuro graduado de elementos para la comprensión de los procesos involucrados en el desarrollo de uno de los factores claves de producción de los cultivos: el germoplasma mejorado. 3. Objetivos Al final de la cursada el alumno deberá haber logrado: Conocer la organización del material hereditario a nivel citológico y sus variaciones numéricas y estructurales. Comprender los mecanismos de la herencia mendeliana y sus variaciones. Entender las bases químicas de la herencia y el dogma central de la biología molecular. Conocer los aspectos básicos de la tecnología del ADN recombinante. Entender las leyes que rigen las frecuencias génicas y genotípicas en las poblaciones y los factores que la modifican. Comprender los métodos de análisis para el estudio de la herencia de caracteres cuantitativos. Conocer los principales métodos de mejoramiento clásico en especies vegetales según su sistema reproductivo.

2 Comprender la aplicación de la ingeniería genética en el mejoramiento de plantas. Entender y analizar información científica. Adquirir aptitudes para la toma de decisiones en la resolución de problemas concretos. 4. Contenidos 4.1 Contenidos sintéticos: Programa Sintético Unidad I Biología Celular. Unidad II Conceptos básicos de Genética. Unidad III Genética Molecular. Bases químicas de la herencia. Biotecnología. Unidad IV Genética de poblaciones. Evolución. Unidad V Genética Cuantitativa. Unidad VI Mejoramiento vegetal. 4.2 Contenidos analíticos: Unidad I: Introducción: breve reseña de la evolución de los conceptos sobre la herencia y la base material de la misma. Células procariotas y eucariotas. Ciclo celular. Mitosis y meiosis. Ciclos biológicos. Gametogénesis y esporogénesis. Organización del material hereditario: cromatina y cromosomas. Conceptos de genoma y cariotipo. Estructura y morfología de los cromosomas. Cromosomas sexuales y autosomas. Variaciones en el número de los cromosomas: aneuploidía y euploidía. Cambios en la estructura de los cromosomas: adición, deleción, inversión y translocación. Unidad II: Genotipo y fenotipo. Concepto de locus, alelo y gen. Mendelismo: principios de uniformidad, segregación e independencia. Segregaciones mendelianas en distintos cruzamientos: polihíbridos, retrocruzas, poliploides. Análisis estadístico aplicado al mendelismo. Interacciones intra-locus y sus variaciones: dominancia completa, dominancia incompleta, codominancia y sobredominancia. Interacciones inter-loci: epistasia simple y doble. Pleiotropía. Series alélicas. Genes letales y subletales. Letales balanceados. Ligamiento y recombinación. Estimación de la distancia entre loci. Mapas genéticos. Determinación genética del sexo. Genes ligados al sexo. Unidad III: Bases químicas de la herencia. Composición y estructura de los ácidos nucleicos (ADN, ARN). Modelo de Watson y Crick.

3 Dogma central de la biología molecular. Replicación del ADN. Código genético. Transcripción. Traducción. Bases moleculares de la mutación. Reversión. Modelos generales de recombinación. Regulación génica en procariotas. Modelos de control negativo y positivo. Regulación génica en eucariotas. Transposones. ARN de interferencia (ARNi). Tecnología de ADN recombinante. Clonación de genes. Vectores. Técnicas de Biología Molecular: Electroforesis, Southern Blot, Northern Blot, PCR y Secuenciación. Mapeo de restricción. Marcadores bioquímicos. Marcadores moleculares: RFLP, VNTR, RAPD, AFLP, SSR. Unidad IV: Poblaciones mendelianas. Frecuencias génicas y fenotípicas. Ley de Hardy-Weimberg. Procesos que alteran el equilibrio de las poblaciones. Mutación, migración, selección. Poblaciones pequeñas. Procesos dispersivos: deriva genética y consaguinidad. Número efectivo. Sistemas de endogamia estrecha. Selección natural y artificial. Tipos: estabilizadora, direccional y disruptiva. Razas y especies. Concepto biológico de especie. Especiación. Teorías evolutivas. Unidad V: Variación continúa. Herencia poligénica. Johansen y teoría de las líneas puras. Media de la población. Partición de la variabilidad fenotípica. Varianza genética y sus componentes. Covarianzas entre parientes. Modelos de apareamiento para la determinación de los componentes de la varianza fenotípica y genética. Heredabilidad en sentido amplio y estricto. Métodos para su estimación. Respuesta a la selección. Componentes y estimación. Correlación genética y ambiental. Selección de caracteres correlacionados. Índices de selección. Heterosis y depresión endogámica. Líneas endocriadas. Interacción genotipo-ambiente. Adaptación y estabilidad. Métodos para su evaluación. Unidad VI: Sistemas de reproducción y constitución genética de las poblaciones: autogamia, alogamia y reproducción sexual. Recursos genéticos. Centros de origen y variabilidad. Bancos de germoplasma. Mejoramiento de plantas autógamas: introducción y selección. Hibridación y manejo de generaciones segregantes: método masal, genealógico, single seed descent, retrocruzas. Mejoramiento de plantas alógamas: introducción y selección. Variedades de polinización abierta y variedades sintéticas. Utilización del vigor híbrido. Aptitud combinatoria general y específica. Obtención y selección de líneas puras. Tipos de híbridos. Control de la polinización: androesterilidad y autoincompatibilidad. Mejoramiento de poblaciones para extraer líneas. Desarrollo de cultivares en especies de reproducción asexual. Reproducción vegetativa y apomixis. Colección, selección clonal e hibridación. Mejoramiento de la resistencia a enfermedades. Tipos de resistencia. Clasificación de los patógenos. Genética de la interacción huésped-patógeno. Obtención de cultivares

4 resistentes. Variedades multilíneas. Técnicas especiales en fitotecnia: cruzamientos interespecíficos e intergenéricos. Utilización de la poliploidía y haploidía. Mutagénesis. Cultivo de tejidos. Variación somaclonal. Aplicación de tecnología de ADN recombinante al mejoramiento. Ingeniería genética y transgénesis. Mejoramiento asistido por marcadores moleculares. Ley de semillas y creaciones citogenéticas. Criaderos y semilleros. La protección de las obtenciones vegetales. El sistema de fiscalización de semillas. 5. Metodología de enseñanza-aprendizaje El curso se desarrollará a través de clases teóricas, teórica-prácticas y prácticas de laboratorio. Durante las mismas se fomentarán los diálogos, debates y resoluciones de problemas. Los alumnos realizarán búsquedas bibliográficas de temas específicos y expondrán los conocimientos alcanzados. La mayoría de las clases teóricas se realizarán utilizando presentaciones en PowerPoint, las que quedan disponibles para los alumnos. Se usarán además animaciones de páginas relacionadas a la materia (ejemplo: En las prácticas de laboratorio se utilizarán lupas, microscopios, cajas de Petri, etc. Salidas a campo a fin de visualizar las técnicas aprendidas en su aplicación práctica. 6. Evaluación Los requisitos para la aprobación de la asignatura son promocionar la cursada (regularidad) y aprobación de un examen final oral. Para obtener la regularidad se requiere: Aprobación de los tres exámenes parciales (con un mínimo del 60%) 80% de asistencia a las clases teórico-prácticas. Exposición grupal de un tema relacionado a la materia, seleccionado por la cátedra. Se tomarán tres evaluaciones escritas de contenido teórico y resolución de problemas. Los recuperatorios de las mismas son de modalidad oral. Las evaluaciones parciales integran tres unidades temáticas: Biología celular y conceptos básicos de genética; Genética Molecular y biotecnología; y Genética cuantitativa y poblacional. La ortografía, gramática y presentación incidirán en los puntajes de la evaluación. El objetivo de estas evaluaciones es monitorear la evolución del aprendizaje por parte de los alumnos a fin de reforzar las deficiencias. A su vez estas evaluaciones se orientan a que el alumno integre los conocimientos desarrollados como base a los temas subsiguientes. Las evaluaciones se desarrollarán al culminar los bloques temáticos correspondientes a cada una según el cronograma tentativo de dictado de clases. El examen final, de modalidad oral e individual, se aprueba con un mínimo de cuatro (escala uno a diez). El alumno desarrolla un tema a su elección y luego se lo interroga sobre aspectos puntuales de las distintas unidades temáticas. 7. Bibliografía Bibliografía Obligatoria:

5 Beadle, George W. (1960). Las base físicas y químicas de la herencia. (2a. ed.). Buenos Aires, Argentina: Eudeba. 1 ejemplar. Estramil, E. (1987). Mejora genética de plantas y producción de semillas. Montevideo: Facultad de Agronomía. 1 ejemplar. Falconer, D.S. (1978). Introducción a la genética cuantitativa. México: Compañía Continental. 3 ejemplares. INTA. (2004). Biotecnología y mejoramiento. Buenos Aires, Argentina: INTA. 1 ejemplar. Lewin, B. (1996). Genes. (2a. ed., Vol. 1 y 2). Barcelona, España: Reverté. 2 ejemplares. Luque Cabrera, José; Herráez Sánchez, Ángel. (2001). Texto ilustrado de biología molecular e ingeniería genética: conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. Barcelona, España: Elsevier Science. Barcelona. 7 ejemplares. Strickberger, Monroe W. (1988). Genética. (3a ed.). Barcelona, España: Omega. 7 ejemplares. Bibliografía Complementaria: Allard, R. W. Principios de la Mejora Genética de las Plantas. Cuarta Edición. Barcelona, España: Omega. Falconer, D. S. Introducción a la Genética Cuantitativa. Primera Edición. Continental. Griffiths, A et al. Genética Moderna. Edición Méxixo: Mac Graw Hill-Interamericana. Luque Cabrera, José. (2001). Biología Molecular e Ingeniería Genética. Harcourt. UBA. Facultad de Ciencias Veterinarias. Curso de genética básica: guía de lectura. Buenos Aires, Centro de estudiantes de Veterinaria, UBA, (1994) Recursos didácticos a utilizar como apoyo a la enseñanza. Presentaciones en PowerPoint. Guías de Prácticos de laboratorio. Resolución de problemas. Animaciones on-line. Búsquedas bibliográficas de temas específicos.