Los fitomejoradores utilizan diferentes métodos dependiendo del modo de reproducción de los cultivos , entre los que se incluyen:
El modo de reproducción de un cultivo determina su composición genética, que, a su vez, es el factor decisivo para desarrollar métodos adecuados de cría y selección . El conocimiento del modo de reproducción también es esencial para su manipulación artificial con el fin de obtener tipos mejorados. Sólo son adecuados para un cultivo aquellos métodos de cría y selección que no interfieran con su estado natural o garanticen el mantenimiento de dicho estado. Es por estas razones que la imposición de la autofecundación en cultivos de polinización cruzada conduce a una reducción drástica de su rendimiento.
Para fines didácticos, el mejoramiento de plantas se presenta en cuatro categorías: mejoramiento de líneas (cultivos autógamos), mejoramiento de poblaciones ( cultivos alógamos ), mejoramiento de híbridos (principalmente cultivos alógamos, algunos cultivos autógamos ) y mejoramiento de clones (cultivos propagados vegetativamente).
Ciertas restricciones hicieron que los mecanismos de autofecundación (autofecundación parcial y total) se desarrollaran en varias especies de plantas. Algunas de las razones por las que un método de reproducción autofecundante es tan eficaz son la eficacia de la reproducción, así como la disminución de la variación genética y, por lo tanto, la fijación de genotipos altamente adaptados . Casi no se produce depresión endogámica en las plantas autofecundantes porque el modo de reproducción permite que se produzca la selección natural en las poblaciones silvestres de dichas plantas.
Los pasos críticos en la mejora de los cultivos autofertilizantes son la elección de los progenitores y la identificación de las mejores plantas en las generaciones segregantes. El obtentor también debe tener objetivos definidos con la elección de los progenitores. Los cultivos autofertilizantes son más fáciles de mantener, pero esto podría llevar a un mal uso de las semillas.
Algunos de los cultivos autofertilizantes importantes desde el punto de vista agronómico incluyen el trigo, el arroz, la cebada, los frijoles secos, la soja, el maní, los tomates, etc.
Este método de selección depende principalmente de la selección de plantas según su fenotipo y rendimiento. La semilla de las plantas seleccionadas se almacena para la siguiente generación. Este método se utiliza para mejorar la población general mediante selección masiva positiva o negativa. La selección masiva solo se aplica en un grado limitado en plantas autofecundantes y es un método eficaz para la mejora de razas locales. Este método de selección solo será eficaz para caracteres altamente hereditarios. Una deficiencia de la selección masiva es la gran influencia que tiene el medio ambiente en el desarrollo, el fenotipo y el rendimiento de plantas individuales. Esto también puede ser una ventaja, ya que se pueden seleccionar variedades para el rendimiento local.
La selección de masa estratificada para el tamaño de la mazorca durante 22 ciclos [ aclaración necesaria ] ha alterado drásticamente el fenotipo de la planta en la población de maíz Zacatecas 58. Las plantas en el ciclo C22 fueron 50 cm más altas, tuvieron el doble del índice de área foliar, alcanzaron la antesis 7 días después y tuvieron un índice de cosecha 30% más alto que C0 (Tabla 1) [ aclaración necesaria ] Se detectaron diferencias en el crecimiento temprano en la ontogenia . El crecimiento de la raíz de C22 superó al de C0 y la relación de masa seca de los brotes a masa seca de la raíz se redujo en casi 12%, de 8.0±0.2 a 7.1±0.1 (Tabla 2). El análisis de los componentes del rendimiento reveló que C22 fue superior a C0 en peso de grano, número de hileras por mazorca, número de granos por hilera y rendimiento total por unidad de área (Tabla 3). Debido a que los dos genotipos fueron fenológicamente diferentes, los óptimos de densidad de siembra probablemente sean diferentes para cada población.
Las especies de plantas en las que el modo normal de formación de semillas es mediante un alto grado de polinización cruzada tienen características reproductivas y una estructura poblacional características. La existencia de autoesterilidad, [1] autoincompatibilidad, flores imperfectas y obstrucciones mecánicas hacen que la planta dependa del polen extraño para la formación normal de semillas. Cada planta recibe una mezcla de polen de un gran número de individuos, cada uno de los cuales tiene genotipos diferentes. Estas poblaciones se caracterizan por un alto grado de heterocigosidad con una enorme variación genética libre y potencial, que se mantiene en un estado estable mediante el libre flujo de genes entre los individuos dentro de las poblaciones.
En el desarrollo de variedades híbridas, el objetivo es identificar el heterocigoto más productivo de la población, que luego se produce con exclusión de otros miembros de la población.
Es el método de selección más simple, fácil y antiguo, en el que se seleccionan plantas individuales en función de su rendimiento fenotípico. La selección de semillas en masa demostró ser bastante eficaz para mejorar el maíz en las etapas iniciales, pero su eficacia, especialmente para mejorar el rendimiento, pronto fue objeto de duras críticas que culminaron en el refinamiento del método de selección en masa. La selección después de la polinización no proporciona ningún control sobre el progenitor del polen, por lo que la selección efectiva se limita solo a los progenitores femeninos. Las estimaciones de heredabilidad se reducen a la mitad, ya que solo se utilizan progenitores para cosechar las semillas, mientras que la fuente de polen no se conoce después de que se ha producido la polinización cruzada.
Este tipo de selección es una versión refinada del procedimiento de selección masiva y se diferencia en lo siguiente:
Las selecciones se realizan en función del rendimiento de las pruebas de progenie en lugar de la apariencia fenotípica de las plantas parentales. Las semillas de los medios hermanos seleccionados, que han sido polinizados por polen aleatorio de la población (lo que significa que solo se conoce y selecciona el progenitor femenino, de ahí el término "medio hermano") se cultivan en hileras de progenie no replicadas con el propósito de la selección. Una parte de la semilla se planta para determinar la capacidad de rendimiento, o el valor de reproducción, de cualquier carácter de cada planta. La semilla de las hileras más productivas o la semilla remanente de los medios hermanos sobresalientes se agrupa para completar un ciclo de selección.
Se evalúan en ensayos repetidos varias familias de hermanos completos, cada una de ellas producida mediante cruces entre las dos plantas de la población base. Se guarda una parte de cada familia de hermanos completos para la recombinación. Según la evaluación, se utiliza la semilla remanente de las familias de hermanos completos seleccionadas para recombinar las mejores familias.
La reproducción asexual abarca todos aquellos modos de multiplicación de plantas en los que no se produce la formación normal de gametos ni la fecundación, lo que los hace claramente diferentes de los cultivos que producen semillas normalmente. En ausencia de reproducción sexual, la composición genética del material vegetal que se multiplica sigue siendo esencialmente la misma que la de la planta de origen.
Se pueden crear clones de plantas madre con la composición genética exacta de la planta madre. Se seleccionan plantas superiores y se propagan vegetativamente; la descendencia propagada vegetativamente se utiliza para desarrollar variedades estables sin ningún deterioro debido a la segregación de combinaciones de genes. Esta característica única de la reproducción asexual ayudó a desarrollar una serie de cultivares de frutas y verduras, incluidas las uvas , las manzanas , las peras y los melocotones .
La selección en estos cultivos se limita al material introducido de otras fuentes, como las plantaciones de campo. La mejora de plantas propagadas asexualmente mediante mutaciones inducidas tiene claras ventajas y limitaciones. Cualquier propágulo vegetativo puede ser tratado con mutágenos e incluso un único mutante deseable o una parte de un propágulo mutado (quimera) puede ser multiplicado como un tipo mejorado de la variedad original.
La selección, en el caso de las plantas asexuales, puede definirse como la selección de la planta con mejor rendimiento y su propagación vegetativa. Dado que las plantas no son totalmente estables genéticamente, se puede esperar que se produzcan desviaciones a lo largo de los años. La selección es, por tanto, un proceso continuo en el que se seleccionan o eliminan las plantas desviadas del programa de selección. El objetivo principal de la selección es mejorar la calidad y el rendimiento de las futuras plantaciones. Se pueden seguir diferentes enfoques en el proceso de selección de plantas asexuales, como la selección en masa y la selección de clones a partir de bloques de clones.
En la selección en masa hay algunos factores que deben tenerse en cuenta al seleccionar plantas en un bloque madre, por ejemplo, un viñedo. El momento de la selección es un factor importante, porque hay que seleccionar cuando la mayoría de las características de la planta se muestran claramente. Con las plantas perennes asexuales, el mejor momento es justo antes de la cosecha. Para obtener los mejores resultados, la planta seleccionada debe evaluarse durante la temporada siguiente, cuando se visualizan mejor las anomalías de crecimiento, las deformaciones de las hojas y los síntomas de virus. La selección en masa se realiza anualmente en la misma planta durante un mínimo de tres años. Una planta que no se ajuste a los requisitos en un año determinado del ciclo de selección se descarta del programa.
El desarrollo y registro de nuevos clones se realiza mediante la selección local de clones en plantaciones antiguas, así como la importación de clones de alta calidad del extranjero, para su evaluación local.
Un clon es la descendencia vegetativa de una planta madre específica; no presenta desviaciones genéticas, morfológicas o fisiológicas con respecto a la planta madre. La evaluación se realiza con los diferentes clones seleccionados después de la selección.