Fitociencia

 

Endogamia en la reproducción de maíz por cruzas en cadena

 

Inbreeding in maize reproduction by chain crosses

 

Fidel Márquez–Sánchez*

 

Centro Regional Universitario de Occidente, Universidad Autónoma Chapingo. 44950. Rosario Castellanos 2332, Colonia Residencial La Cruz, Guadalajara, Jalisco. México. *Autor responsable: (fidelmqz@hotmail.com).

 

Recibido: Enero, 2009.
Aprobado: Febrero, 2010.

 

Resumen

La polinización de maíz (Zea mays L.) por medio de cruzas en cadena, como cualquier otro método de reproducción artificial, produce un incremento de la endogamia en la población del caso, al cabo de varias generaciones. Para saber cuál es su efecto es necesario conocer la endogamia del método en la primera generación y de ahí extrapolarla hacia las siguientes. En esta investigación se concluye que la endogamia es la misma que la de familias de medios hermanos, y que en un compuesto balanceado de 10 líneas y 20 plantas por línea, al cabo de diez generaciones la endogamia es alrededor de 4 %. Se exponen también las ventajas que el método ofrece a los mejoradores del maíz.

Palabras clave: Zea mays L., coeficiente de endogamia, cruzas en cadena, endogamia.

 

Abstract

The pollination of maize (Zea mays L.) by chain crosses, as any other method of artificial reproduction produces an increase of inbreeding in the population of the case after several generations. To know what its effect is, it is necessary to know the inbreeding of the method in the first generation and then extrapolate it to the next generations. In this research, it is concluded that the inbreeding is the same as that of families of half sibs, and that in a balance composite of 10 lines and 20 plants per line, after ten generations the inbreeding is about 4 %. The report also presents the advantages that the method offers to maize breeders.

Key words: Zea mays L., inbreeding coefficient, chain crosses, inbreeding.

 

INTRODUCCIÓN

La polinización artificial de maíz por medio de cruzas en cadena es un método sumamente sencillo porque se hace conforme las plantas van floreando. Como su objetivo fundamental es la reproducción de germoplasma es necesario saber cuánta endogamia se genera y cómo se compara con otros métodos de incremento de germoplasma para estar en condiciones de decidir cuál método seguir: será el que cause menos endogamia o una cantidad similar a la de esos métodos. Por otra parte, en las polinizaciones que producen familias de hermanos completos o de medios hermanos, es necesario que al momento de polinizar la mayor parte de las plantas ya se encuentren floreando, lo que no es siempre posible sobre todo cuando se trata de variedades originales.

No se ha calculado el valor del coeficiente de endogamia en el incremento de una línea ni en el compuesto integrado por varias líneas con el método de cruzas en cadena. Por lo tanto, los objetivos del presente escrito son el cálculo de la endogamia que se genera y compararla con la endogamia que se genera con los métodos de incremento conocidos de cruzas de hermanos completos y de cruzas de medios hermanos.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Las cruzas en cadena (CEC) es un método de reproducción de germoplasma en donde la primera planta se cruza, como macho con la segunda, ésta con la tercera y así sucesivamente. Si la cadena es cerrada, la última planta se cruza, como macho con la primera; si la cadena es abierta la última planta ya no se cruza como macho.

Para calcular el coeficiente de endogamia (F) de las cruzas en cadena de una línea, se hace el cálculo de la coancestría (C) promedio entre los pares de plantas que tienen un progenitor común en la generación 1, de manera que la coancestría en esta generación es igual a la endogamia de la generación 2. La endogamia de generaciones posteriores se obtiene por extrapolación del coeficiente de endogamia de la generación 2.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Cruzas en cadena en una línea

Sea una línea de la generación 0 constituida por tres plantas no endogámicas ni emparentadas: a, b y c en las cuales se van a llevar a cabo las cruzas en cadena.

En la cadena abierta las cruzas son ab– bc con a como macho de b, y b como macho de c; y por lo que se ha asentado atrás la endogamia en esta generación es F₀ = 0. En la generación 1, si bien las plantas ya están emparentadas aún no son endogámicas por lo que F₁=0. En la generación 2 la endogamia es de una familia de medios hermanos de fórmula F₂ =(1/8)(l + 6F₁ +F₀), cuyo valor es 1/8.

En la cadena cerrada en la generación 0 las cruzas son ab, be y ca, en las que puede apreciarse que cada planta es común en dos cruzas. Para el cálculo del coeficiente de endogamia de la cadena cerrada, se usa la coancestría promedio en la generación 1; ésta es igual a la endogamia de la generación 2.

El valor de cada coancestría dentro de los corchetes (identificada con /) es el correspondiente a medios hermanos: (l / 8)(l + 6F_t + F_o ) , por lo que en la generación 2:

De acuerdo con Falconer (1961), para la generación t, la Ecuación 1 se extrapola a:

F(CEC cerrada), = (1/8)(1 + 6F_t–1 + F_t–2)

Con más de tres plantas en la línea se aplica el mismo principio que para tres plantas, de manera que tanto para cruzas en cadena cerrada como abierta, la fórmula endogámica es la misma que para familias de medios hermanos.

Cruzas en cadena en un compuesto de n líneas

La reproducción por polinización manual involucra hacer un compuesto balanceado mecánico con semilla de varias líneas; este compuesto se hace con las m plantas de cada una de las n líneas, se siembra y la polinización se lleva a cabo entre las nm plantas.

Para cualquier método de polinización en la reproducción de germoplasma, por ejemplo de una variedad de polinización libre, la endogamia se va acumulando a lo largo de las generaciones, causando un cambio negativo de las características cuantitativas de la variedad, como es el rendimiento.

Para las cruzas en cadena de un compuesto balanceado, con tres plantas progenitoras en las que un macho se cruza con dos plantas hembra, la fórmula del coeficiente de endogamia para este tipo de familias es la de medios hermanos (Márquez–Sánchez, 1999):

Si el compuesto está hecho con 10 líneas y 20 plantas por línea, lo que es una situación común en el mejoramiento genético, la endogamia al cabo de 10 generaciones es alrededor de 4 %, resultado mucho más bajo que si el compuesto se polinizara por medio de cruzas de hermanos completos cuyo valor es alrededor de 34 %.

Si la endogamia generada por las cruzas en cadena es igual a la de medios hermanos, ¿por qué entonces muchos de los fitomejoradores prefieren hacer el incremento por medio de cruzas en cadena? Con este método la polinización se realiza conforme las plantas florean, y no es necesario tener numerosas plantas para hacer los cruzamientos de medios hermanos, y la pérdida de la funcionalidad de espigas y estigmas.

 

CONCLUSIONES

El método de polinización por cruzas en cadena tiene una endogamia igual a la que se genera en el sistema endogámico de familias de medios hermanos. Esto es válido tanto para el incremento de germoplasma de una línea como para un compuesto germoplásmico integrado por varias líneas que generalmente es una variedad de polinización libre. La explicación de la preferencia de los fitomejoradores en hacer cruzas en cadena, se debe a que es más fácil y eficiente el aprovechamiento de las plantas conforme éstas están floreando.

 

LITERATURA CITADA

Falconer, D. S. 1961. Introduction to Quantitative Genetics. The Ronald Press Company. New York. 92 p.        [ Links ]

Márquez–Sánchez, F. 1999. Accumulated inbreeding in maize germplasm reproduction. Maydica 46: 259–261.        [ Links ]