Hibridación teocintle-maíz, Ciénega, Jal; sep 2013

7/30/2019 Hibridacin teocintle-maz, Cinega, Jal; sep 2013

1/43

Hibridacin natural intensivaentre teocintle y maz en la

regin Cinega, Jal., Mx.

Fausto R. Inzunza MascareoJuan Larios Romero

Alfredo Martnez Urrea

Guadalajara, Jal. sep 2013.

Universidad Autnoma ChapingoDireccin de Centros Regionales Universitarios

Centro Regional Occidente

Seminario Interno CRUOC

Observaciones de campo y su contexto acadmico.


2/43

1. Problemtica del cruzamiento teocintle-maz.San Miguel Zapotitln, Oct 2012


3/43

Aspectos de planta de teocintle en lotes de maz.


4/43

Lotes de maz invadidos por teocintle.


5/43

Secuencia de mazorcas desde maz hasta teocintle.


6/43

Planta con caractersticas dominantes de teocintle.


7/43

Insercin de ramas en los nudos.


8/43

Aspectos de protomazorca.


9/43

Aspectos de grano.


10/43

Caripsides ciclo agrcola PV 2012


11/43

Problemtica del cruzamiento teocintle-maz


12/43

G. N. Collins 1921 Teosinte enMexico The Journal of Heredity

Foto: Chalco, Mx

Colecta: oct 2012Foto: Poncitln, Jal.

2. Principales hiptesis sobre el origen del maz.


13/43

Grupo de Gentica Vegetal de 1932; Cornell University.

Rollins Adams Emerson(1873-1947)Demostr

las leyes de Mendel enfrijol

Barbara Mc Clintock(1902-1992)

Citogentica de maiz,premio Nobel Fisiologay Medicina 1983

Charles R Burnham (1922-1995)Citogentica y fitomejoramiento;

Profesor de Genetica en laUniversidad de Minnesota por

34 aos

Marcus Morton Rhoades(1903-1991)

Gentica y Citogentica demaz. Presidente del Dpto deBotnica de la U. de Indiana.

George W. Beadle (1903-1989)Profesor de Gnetica U. Harvard

y Stanford. Ho:un gen, una

enzima; Premio NobelFisiologa y Medicina 1958.


14/43

Teosinte ear (left), modern maize ear (right), and their F1 hybrid (center).

Doebley J Genetics 2001;158:487-493

Copyright 2001 by the Genetics Society of America

Trabajo de George Beadle: Qu similitudexiste entre los genes de maz y teocintle, as

como entre sus cruzas??


15/43

Conclusiones de Emerson-Beadle en 1932.

1. Los teocintles se pueden clasificar en grupos

segn el comportamiento cromosmico de sushbridos con el maz.

2. Los hbridos entre maz y teocintle tipoChalco son completamente frtiles y muestrandistancias de ligamiento entre los genesiguales al maz.

3. El teocintle anual mexicano es la mismaespecie que maz y es ancestro del mismo.(idea expuesta por otros autores desde 1877,con evidencia a partir de Emerson-Beadle)

4. Un pequeo nmero de mutaciones

principales (4 o 5)podra haber convertido alteocintle en maz.

?Si genticamente son lo mismo maz y teocintle

porqu son tan grandes las diferencias morfolgicas;destacadamente en el fruto (protomazorcas)?


16/43

Planteamiento de Paul C. Mangelsdorf 1939.

1. El ancestro del maz cultivado fue una forma

silvestre de maz tunicado de Amrica del Surahora extinto.

2. El teocintle es producto de la cruza entreTripsacumy maz.

3. Las hibridaciones entre el maz y sus parientesfueron resultado de una evolucin explosiva quedio lugar a una diversidad de variedades y formassin igual en cualquier otra planta cultivada.

4. Maz pudo haber sido domesticado ms de unavez en Mxico y Amrica del Sur a partir dediferentes razas geogrficas de maz silvestre.

?Si Tripsacumy maz son los progenitores

del teocintle, porqu tienen tan baja tasa decruzamiento entre s?

Paul C. Mangelsdorf(1899-1989)

Agrnomo y Botnico,Genetista de Maz,


17/43

Some of the participants in George Beadles teosinte hunt in Mexico City in 1971.



GeorgeBeadle

RobertGray

TedCochrane

Robert I.

Brawn

DavidGalinat

L. F.Randolph

WaltonGalinat H. Garrison

Wilkes

HughIltis

Phillip

Eugene

? Porqu no encontraron en Mxico los mutantesnaturales de teocintle que revelaran los pasosevolutivos a maz?

KentFlannery

AdemsExploraronlas laderasresecas del

valle delRo Balsas


18/43

Some of the participants in the 1972 corn conference at Harvard University.



GeorgeBeadle

Paul C.Magelsdorf

Ramana

Tantravahi

H. GarrisonWilkes

William

Davis

BanerjeeUmesh

BarghoornElso

GalinatWalton

? Fue esta conferencia un parteaguas en elplanteamiento dominante sobre el origen del maz?

Hugh Iltis

Adems (foto)


19/43

1. El maz y el teocintle comparten el mismo

nmero de cromosomas y su morfologa essimilar o idntica, por lo que su cruzamientoes totalmente posible y frtil.

2. Los anlisis de la herencia de los caracteresmorfolgicos que distinguen maz y teocintlehan identificado unos pocos loci de gran efectoque parecen representar innovaciones clavedurante la domesticacin del maz; seencuentran en cinco regiones cromosmicas yconstituyen un quinto del genoma total delmaz

3. Los anlisis moleculares identificaron unaforma de teocintle (Zea maysssp. parviglumis)como el progenitor del maz, con totalsimilitud citolgica.

Fuente:1999; Doebley J, 2004; Hill, J. D. and J. F. Doebley 1999

John Doebley, University of Wisconsin, Madison WI.The Doebley Lab, Genetics Departament.


20/43

Clasificacin actual de teocintle y sus parientes

Grupo Especie

Zea maysspp mays

Zea maysspp mexicana

Zea maysspp parviglumisIltis y Doebley

Zea maysspp huehuetenanguensis

Zea(Especiesdistintas dentro delGenero Zea)

Zea luxur iansZea diploperennis

Zea perennis

Zea nicaragensis

?Si genticamente maz y teocintle son iguales osimilares, las diferencias morfolgicas puedenatribuirse a tensiones ambientales extremas?

Fuente: Iltis, Doebley J, 1980; Doebley J. 1990


21/43

Fuente The emergence of Agriculture by Bruce D. Smith, 1995

Cules fueron los cambios de

forma fundamentales?

?

3. Cambios morfolgicos de teocintle en transicin a maz


22/43

Fuente The emergence of Agriculture by Bruce D. Smith, 1995

a. Elongacin


23/43

b. Anamorfosis


24/43

Formas evolutivas de teocintle a maz

Elonga

cin

Anamorfosis


25/43

Reduccin o inhibicin de hijos


26/43

Inhibicin de yemas en ramas basales.


27/43

Preponderancia en desarrollo de ramas centrales.


28/43

Dominancia del sexo femenino en frutos hermafroditas.


29/43

Dominancia del sexo masculino en las espigas.


30/43

1 y 1=2hileras

2 y 2=4hileras

Fusin de mazorcas y prdida de lignina del caripside.

F i d did d li i d l l d l


31/43

4 y 4=8hileras

4 y 4=8hileras

Fusin de mazorcas y prdida de lignina de las glumas del grano.

6 y 6=12hileras


32/43

Preponderancia en el desarrollo de una mazorca por rama.

Mazorcaprincipal


33/43

Posicin apical de mazorca en las ramas.


34/43

No elongacin de entrenudos de las ramas.


35/43

Cobertura de mazorca por la totalidad dehojas de la rama (ahora brcteas)


36/43

Inhibicin de todas las yemas laterales excepto las centrales


37/43

Emisin de races adventicias de nudos inferiores.

4 reas de distribucin en Mxico


38/43

Fuente: CONABIO 2009.

4. reas de distribucin en MxicoRegistro de poblaciones de teocintle.

El 83% de los registrosse concentra en: Jal.,Mich., Gro. y Edo. Mx.

Figure 1. Models of the current distributions of the wild teosintes, parviglumis and mexicana.


39/43

Hufford MB, Martnez-Meyer E, Gaut BS, Eguiarte LE, et al. (2012) Inferences from the Historical Distribution of Wild andDomesticated Maize Provide Ecological and Evolutionary Insight. PLoS ONE 7(11): e47659. doi:10.1371/journal.pone.0047659

http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659

Zea mays spp parviglumis
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659


40/43

Zea mays spp parviglumis

Fuente: Hufford, M.B., et al2012.

Zea mays spp mexicana


41/43

Zea mays spp mexicana

Fuente: Hufford, M.B., et al2012.

Figure 3. Overlapping models of the current distributions of primitive maize landraces.


42/43

Hufford MB, Martnez-Meyer E, Gaut BS, Eguiarte LE, et al. (2012) Inferences from the Historical Distribution of Wild andDomesticated Maize Provide Ecological and Evolutionary Insight. PLoS ONE 7(11): e47659. doi:10.1371/journal.pone.0047659

http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659

5. Conclusiones
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0047659


43/43

5. Conclusiones

1. El principio de continuidad propio de las formas

morfolgicas es evidente y observable a simple vista y sesintetiza en la elongacin y la anamorfosis

2. La anamorfosis parece ocasionar en forma concatenada yen el mismo proceso, el acortamiento paulatino y supresinde ramas, la elongacin longitudinal de la planta y la fusin

de protomazorcas en una mazorca integradora nica; ellodeber quedar plasmado en regiones polimrficas delgenoma

3. Una posible causa de la anamorfosis sera una recurrentetoxicidad por cido sulfhdrico producto del estrs oxidativo

milenario, propio de los vasos lacustres caractersticos delEje Neovolcnico, y en vegas saturadas de ros en la SierraMadre del Sur.

Documents

Hibridación teocintle-maíz, Ciénega, Jal; sep 2013