LA ESTABILIDAD FENOTIPICA EN EL MEJORAMIENTO VEGETAL
Conceptos La estabilidad de un cultivar es la capacidad genética de mantener un rendimiento alto y estable a través de una serie de ambientes (Finlay and Wilkinson, 1963; Allard and Bradshaw, 1964).
Estabilidad estática y dinámica Concepto estático. Un genotipo posee un comportamiento constante, independientemente de cualquier variación del ambiente. Este genotipo no muestra desviación en el comportamiento esperado del carácter. Su varianza entre ambientes igual a cero.
Estabilidad estática Carácter - Ambientes +
Estabilidad estática y dinámica Concepto dinámico. Los genotipos pueden reaccionar en forma distinta frente a distintos ambientes Respuesta predecible frente al ambiente.
Estabilidad dinámica Carácter - + Ambientes
Interacción Genotipo-Ambiente La causa principal de las diferencias entre genotipos respecto a la estabilidad de los rendimientos es la amplia ocurrencia de la interacción genotipo-ambiente.
Interacción Genotipo-Ambiente Esta interacción es manifiesta cuando la respuesta fenotípica producida por un cambio en las condiciones ambientales no es la misma para todos los genotipos (Comstock and Moll, 1963).
Interacción Genotipo-Ambiente Diferencias en la expresiones de los genotipos según el ambiente.
No Interacción GxE Rto. G1 G2 - + Ambientes
No Interacción GxE G1 Rto. G2 - + Ambientes
Interacción Cuantitativa G1 Rto. G2 - + Ambientes
Interacción Cualitativa G1 Rto. G2 - + Ambientes
Estimación Varianza Ambiental Rendimiento Relativo Regresión Desviación de Regresión Agrupamiento de Genotipos
Varianza ambiental De acuerdo al concepto estático la estabilidad fenotípica puede ser estimada empleando la varianza de un genotipo a través de los ambientes
Varianza ambiental S 2 xi = Σj (Xij - Xi.) 2 / A 1 Siendo A: número de ambientes Genotipo estable S 2 xi = 0.
Rendimiento Relativo (Yau, 1991) Transforma los rendimientos de acuerdo a la media ambiental El empleo del rendimiento relativo asigna igual "peso" a cada ambiente
Rendimientos Relativo Yij RY ij Y. j Donde Yij: es la media del genotipo i en el ambiente j Y.j: rendimiento medio del ambiente j RY: rendimiento relativo
Varianza de los rendimientos Donde: relativos S 2 i = Σ(RYij - RYi.) 2 / A - 1 RYi.: es el rendimiento relativo medio del genotipo i A: número de ambientes.
Rendimiento Ambientes A1 A2 A3 Media Var G1 1500 3500 5500 3500 400000 G2 2000 3000 4000 3000 200000 G3 2500 2500 2500 2500 0 Media 2000 3000 4000
Rendimiento Ambientes A1 A2 A3 Media Var G1 1500 3500 5500 3500 400000 G2 2000 3000 4000 3000 200000 G3 2500 2500 2500 2500 0 Media 2000 3000 4000
Rendimiento Relativo Ambientes A1 A2 A3 Media Var G1 0,75 1,17 1,37 1,10 0,102 G2 1,0 1,0 1,0 1,00 0 G3 1,25 0,83 0,63 0,90 0,102 Media 1,00 1,00 1,00
Regresión (Finlay y Wilkinson, 1963). El rendimiento medio del ensayo en cada localidad y en cada año es utilizado como una medida del ambiente. Una variedad "ideal" debe tener un alto rendimiento promedio y un coeficiente de regresión de uno (bi=1).
Regresión Ideal bi > 1 bi = 1 Rendimiento bi < 1 - + Ambientes
Desviación de Regresión Rendimiento di - + Ambientes
Clasificación de acuerdo a bi y S 2 di Baja S 2 di Alta S 2 di Ambientes Pobres Alta Estabilidad Baja Estabilidad Ambientes Óptimos bi < 1 bi > 1
Regresión Variedad con bi>1 es adaptada a ambientes óptimos. Variedad con bi<1, es adaptada a ambientes pobres. La adaptación y el rendimiento deben ser considerados como atributos distintos de un mismo genotipo (Finlay y Wilkinson, 1963).
Agrupamiento de Genotipos (Francis y Kannenberg, 1978) Grafica los genotipos de acuerdo al rendimiento promedio y al CV (%) promedio
Agrupamiento de Genotipos Rendimiento q/ha Alto R Bajo CV Alto R Alto CV Media Bajo R Bajo CV Bajo R Alto CV Media Coeficiente de Variación %
Agrupamiento de Genotipos Rendimiento q/ha Alto R Bajo CV Alto R Alto CV Media Bajo R Bajo CV Bajo R Alto CV Media Coeficiente de Variación %
Selección para Estabilidad Tipo de variedad Elección de los progenitores Selección directa e indirecta
Tipo de variedad El Grado de heterocigocidad de los individuos. La dimensión de la heterogeneidad genética dentro de la variedad.
Estructura genética de varios tipos Heterogeneidad de cultivares (Becker, 1983). Razas de Autógamas Poblaciones Mezcla de Líneas H. Dobles H. Triples H. Simples Líneas Puras Clones Heterocigosidad
Tipo de variedad y adaptación
Homeostasis La habilidad de una población en panmixia para equilibrar su composición genética y resistir cambios repentinos (Lerner, 1954). Genotipo con mayor homeostasis es aquel que presenta una menor varianza entre ambientes de evaluación.
Variedades genéticamente homogéneas Líneas Puras Híbridos Simples Homeostasis Individual
Variedades genéticamente heterogéneas 1. Mezcla de individuos con el mismo nivel de endocría (Multilíneas). Homeostasis Poblacional
Variedades genéticamente heterogéneas 2. Mezcla de individuos con diferente nivel de endocría (Poblaciones de alógamas). Homeostasis Poblacional e Individual
Elección de los progenitores La elección de padres con altos o bajos valores de bi se reflejan en la descendencia, por ejemplo en trigo. Los parámetros de estabilidad deben ser estimados en base a muchos ambientes. No ocurre lo mismo con la desviación de regresión di.
Selección directa e indirecta Selección directa es ineficiente por su baja heredabilidad. Selección indirecta basada en tolerancia a factores bióticos y abióticos.
Conclusiones Cálculo de bi y di en base a 10 o más ambientes ( en varios años). Con menor número de ambientes utilizar el rendimiento relativo Mejorar para tolerancia a factores bióticos y abióticos
Bibliografía Mariotti, J. A., 1994. La interacción genotipoambiente, su significado e importancia en el mejoramiento genético y en la evaluación de cultivares. INTA CRTS, Serie monográfica n 1, 38 pp.