GENOTECNIA DEL MAÍZ
2012
DESCRIPCION BOTANICA
IMPORTANCIA El Maíz (Zea mays L.) es una de las pocas plantas de importancia económica e conómica originarias de América. Constituye el alimento alimento básico de mayor importancia importancia en el Perú y en casi todos todos los demás países.
Ocupa actualmente el primer lugar en superficie de siembra respecto a los demás cultivos anuales de mayor importancia. En el presente curso de describen los aspectos básicos del cultivo para una mejor comprensión para luego abordar con detalle el mejoramiento genético genético de la planta.
Fig 1.- Cultivo de Maíz
PLANTA El maíz es una planta herbácea, anual, sexual, monoica, unisexual, incompleta, imperfecta (pistilada y estaminadas).
Fig 1.- Crecimiento y Desarrollo del Maíz
HOJAS Las hojas se presentan en numero de 12 a 18, con un promedio de 14, depende del numero de nudos del tallo, ya que de cada nudo emerge una hoja.
Clases de hojas
•Hojas embrionarias •Hojas de la Planta adulta Partes de la Hoja 1. Limbo 2. Nervadura Central 3. Vaina 4. Lígula
5. Estomas Posición de las hojas:
•Hojas superiores •Hojas Medias •Hojas Inferiores
TALLO Presenta tallo simple, herbáceo y de color variable (verde claro, oscuro, púrpura) según las variedades. En el tallo se encuentran: •Vasos Leñosos. •Vasos liberianos. Que transportan el agua y sustancias absorbidas por la raíz y las sustancias elaboradas respectivamente. Consta de nudo y entrenudos, cuya longitud y numero son variables.
RAICES El sistema radicular es fasciculado, de gran potencia y de rápido desarrollo. Las raíces primarias, es de origen embrionario, no llegan a asumir grandes proporciones; en cambio, las raíces adventicias alcanzan gran desarrollo y constituyen la masa principal del aparato radical.
FLORES Las flores, son incompletas porque no tienen envolturas florales. En su reemplazo tienen solamente “glumas” que protegen a los organos reproductores En el maíz, existen dos tipos de flores que se ubican en diferentes lugares de la planta, las que se denominan: 1. Flores estaminadas (masculinas; ♂) y 2. Flores pistiladas (femeninas; ♀)
LA FLOR ESTAMINADA (PANOJA O PANICULA) Las flores estaminadas se encuentran dispuestas en “espiguillas”, estas ultimas, se distribuyen en ramas de la inflorescencia comumente conocida como “espiga”; la que propiamente es una panicula ( panoja) abierta y más o menos laxa según las variedades.
Partes:
•3 estambres •2 lodiculos •1 lema y •1 palea
Fig 8.- Inflorescencia estaminada del maíz
LA UNIDAD FLORAL La estructura floral básica de la planta es la “espiguilla” y esta se encuentrna ubicada tanto en la “panoja como en la “mazorca”. Las espiguillas están dispuestas en pares son “biflorales” y se insertan en las ramificaciones de la panoja produciendo “flores masculinas”(flor estaminada) o a lo largo de la “tuza” (coranta) produciendo flores femeninas (flor estaminada)
Fig 2.- Espiguilla y sus partes
LA FLOR PISTILADA Se encuentran distribuidas en una inflorescencia, con soporte central denominada “olote”, el que filogeneticamente se integro por la fusion de las ramas de una panicula hace miles de años durante los procesos evolutivos naturales y por la intervencion del hombre mediante selección continua de aquellas inflorescencias que contenian mayor nyumero de granos. Partes: •1 ovario (óvulo) •1 pistilo largo (pelos o barbas) •1 lema y •1 palea
Fig 2.-Flor Pistilada
Fig 3.- Flor pistilada y sus partes
Fig 1.- Ubicación de la flor pistilada
Fig 3.- Inflorescencia pistilada antes de la fecundación (jilote)
Fig 2.- Inflorescencia pistilada tierna en estado lechoso-masoso después de la fecundación (elote)
Fig 2.- Inflorescencia pistilada del maíz
Fig 3.- Polinización cruzada (alogamia) en Maíz
GAMETOGENESIS MASCULINA
GAMETOGENESIS FEMENINA
Fig 6.-Fecundación y formación de semilla
Fig 3.- Polen germinando en el estigma (A) Punta del estigma (A); grano de polen (p); haces fibrovasculares (v); pelos (h); punta de los pelos de los estigmas (B); corte de un grano de polen (C ); germinación del grano de polen (D); corte long. de un estigma (E).
Fig 2.-Flor Pistilada y Polinización en el Maíz
FRUTO Es un cariópside conocido comúnmente como “semilla” o grano. Esta constituida por las siguientes estructuras:
Partes: . Pericarpio .Capa de células de aleurona . Endospermo . Capa de Células epiteliales . Escutelo . Coleoptilo . Plumula . Nudo cotiledonar . Radicula y . Coleorriza.
Fig 3.- El grano (semilla) y sus partes
Fig 2.- Estructura del grano de maíz corte longitudinal en dos planos
LA MAZORCA Es la inflorescencia pistilada luego de ocurrido la fecundación y cuando los granos han entrado en maduración y están en condiciones de cosecha.
Fig 6.- Mazorca y sus partes
Fig 2.- Distribución de los granos en la mazorca
Fig 5.- Partes de la mazorca
Fig 6.- Mazorca completa y corte longitudinal
Fig 6.- Granos de maíz y composición de aceite y proteína
TAXONOMIA
Clasificación Taxonómica del Maíz Reino:
Vegetal
Clase:
Angiosperma
Sub-clase:
Monocotiledonea
Orden:
Glumiflorales
Familia:
Gramineae
Tribu:
Maydeae
Genero: Especie:
Zea mays, mexicana, diploperennis, perennis, luxurians
Sub-especie: mays, parviglumis, huehuetenangensis
Raza:
Mas de 300 clasificadas en el mundo.
ORIGEN Y EVOLUCION
Fig 6.- Imperio Incaico
EVIDENCIAS ARQUEOLOGICAS
Fig 2.- Diosa de la Cultura Maya Guatemala-México
Fig 2.- cerámica de la cultura Moche_Perú
FILOGENA DEL MAIZ CULTIVADO
EL MAIZ Y SUS PARIENTES SILVESTRES
Tripsacum
Teocintle (Teosinte) Maíz cultivado
Fig 2.-Comparación entre la mazorca del Maíz cultivado (Zea mays L.) con
TEOCINTLE
Fig 2.- Mazorca de Maiz con inflorescencia de Teocintle
Fig 3.- Mazorca de Maíz con inflorescencia de Teocintle madura
TEOCINTLE PERENNE “Chapule” Reserva de “Manantlan” Jalisco -México
Fig 6.- Inflorescencia de Teocintle y cubierta de la semilla
Fig 7.- Inflorescencia de Teocintle
Fig 6.- Zea diploperennis
TRIPSACUM
Fig 1:- Espiguilla Pistilada (T. dactyloides)
Planta
( espiguilla estaminada T.dactyloides)
Planta
HIBRIDACIÓN INTERGENERICA Tripsacum x Teocintle
Fig 1.-Tripsacum dactyloides
Fig 2.-Euchlaena mexicana
Fig 3.- Híbrido Tripsacum x Euchlaena
TEORIAS QUE TRATAN DE EXPLICAR EN ORIGEN DEL MAIZ
Fuente: adaptado
de Wilkes and Goodman, 1995
Fig 2.-Posible origen híbrido del maíz con duplicación de los cromosomas
GENETICA Y CITOGENETICA DEL MAIZ
Cuadro 1.- Numero de cromosomas del maíz cultivado y especies relacionadas Genero y especies
Nombre
Cromosomas
Maíz común
2n= 2x=20
n=10
Teocintle
2n= 2x=20
n=10
Z. perennis
T. perenne
2n= 4x=40
n=10
Tripsacum australe, T. bravum, T. T. Dactyloides, T. floridanum, T.latifolium, T. laxum, T. pilosum, T. maizar, T. manisuroides, T.zopilotense.
Maíz Pasto
2n= 2x=36
n=18
T. Bravum, T. dactyloides, T. intermedium, T. latifolium, T. maizar, T. pilosum, T. zopilotense.
Maíz pasto
2n= 3x= 54
n=18
.T. bravum, T. dactyloides, T. intermedium, T. lanceolatum, T.latifolium, T.T. maizar, T. pilosum,
Maíz pasto
2n= 4x=72
n=18
T. dactyloides, T. intermedium, T. pilosum.
Maíz pasto
2n= 5x=90
n=18
Zea mays Z. mexicana, Zea diploperennis, Z. luxurians, Z. parviglumis.
Numero Básico
NUMERO DE CROMOSOMAS EN VARIAS ESPECIES DE LA TRIBU MAYDEA
Número de cromosomas (2n)
Nombre de las especies
10
Coix aquatica; C. poilanei
20
Zea mays; Z. diploperennis; Z. luxurians; Z. mexicana; Z. parviglumis; Coix lacryma jobi; C. gigantia; Chionachne koenigii; Ch.. semiteres; Sclerachne punctata; Polytoca macrophylla; Trilobachne cookei
32
Coix spp.
36
Tripsacum australe; T. bravum; T. dactyloides; T. floridanum; T. latifolium; T. laxum; T. pilosum; T. maizar; T. manisuroides; T. zopilotense
40
Zea perennis; Coix gigantia
54
Tripsacum bravum; T. dactyloides; T. intermedium; T. latifolium; T maizar; T. pilosum; T. zopilotense
64
Tripsacum andersonii
72
Tripsacum bravum; T. dactyloides; T. intermedium; T. lanceolatum; T. latifolium; T. maizar; T. pilosum
90 o +
T. dactyloides; T. intermedium;T. pilosum
GENEROS
ORIGEN
1)Coix
asiático
2) Polytoca
asiático
3) Sclerachne
asiático
4) Chionachne
asiático
5) Trilobachne
asiático
6) Zea
americano
7) Euchlaena
americano
8) Tripsacum
americano
Fig 2.- Géneros relacionados con el maíz cultivado
Fig 2.- Coix aquatica
Planta
inflorescencia
Fig 2.- Coix lacryma-jobi (lagrimas de Job) Raíces y demás órganos
CROMOSOMAS DEL MAIZ
Fig 2.- Los grupos de ligamiendo del Maíz
GERMOPLASMA
Banco de Germoplasma (Banco Genético).-Son los lugares donde se conservan diferentes muestras de semillas o partes de una planta cultivada (accesiones) y de sus especies silvestres con fines de preservar su diversidad y utilizar para el mejoramiento genético.
Función de un Banco de Germoplasma.- Consiste en tener disponible para los fitomejoradores en cualquier momento muestras de semillas que involucren un factor genético en particular, o grupos de factores que se deseen estudiar para propósitos definidos BANCOS DE GERMOPLASMA NACIONALES Y MUNDIALES DEL MAIZ
a) Nacionales
•
UNA-La Molina, Lima Perú.
•
INIA, Lima, Peru
b) Mundiales
•CIMMYT, El Batan México •Diversas Universidades de EEUU •Escuela Superior de Agricultura “Luis Queiroz”, Sao Paulo, Brasil
Fig 2.- Maíces De La Zona Andina
Fig5.- Maíces de América
RAZAS DE MAICES Raza.- Son poblaciones de individuos de una misma especie con genotipos similares; que manifiestan ciertos rasgos diferenciables, heredables y que a su vez, permiten separar de otras poblaciones. Ejem. Raza “Cuzco Gigante” Formación de Razas.-Se originan por distintas modalidades como: 1. Aislamiento 2. Mutaciones 3. Hibridación y selección natural.
Variedad.- Es un grupo de individuos de una especie y raza con rasgos diferenciables más estrechos que aquellos manifestados por las razas. Ejem. La variedad “jaspeada” de la Raza “San Geronimo”
Fig 6.- Maíces de la Raza Morado Canteño
RAZAS PERUANAS DE MAICES a) RAZAS DE COSTA
b) RAZAS DE SIERRA
31) Uchuquilla
46) Perlilla
1)Mochero
16) Confite Morocho.
32) San Geronimo Huancav.
d) RAZAS FORANEAS
2) Pagaladroga
17) Confite Puntiagudo.
33) San Geronimo
47)Arizona
3) Alazan
18) Confite Puneño
34) Jora
48) Alemán
4) Rabo de Zorro
19) Kculli
35) Cuzco Gigante
49) Cuban Yellow
5) Chaparreño
20) Chullpi
36) Arequipeño
e) RAZAS NUEVAS
6) Huachano
21) Huayleño
37) Morado Canteño
50)Tumbesino*
7) Chancayano
22) Paro
38) Morocho Cajabambino
51) Colorado*
8) Perla
23) Morocho
39) Sarco
52)Morochillo*
9) Rienda.
24) Huancavelicano
c) RAZAS DE SELVA
53) Allajara*
10) Pardo.
25) Ancashino
40)Enano
54) Huarmaca*
11) Arizona
26) Shajatu
41) Sabanero
55) Blanco Ayabaca*
12) Coruca
27) Piscorunto
42) Piricinco
56) Huanuqueño*
13) Chancayano Amarillo.
28) Cuzco Ciristalino Amar.
43) Chimlos
14) Iqueño
29) Cuzco Blanco.
44) Marañon
15) Amarillo Huancabamba
30) Granada
45) Chuncho
Fuente: Grobman,A, Salhuana, W. y Sevilla, R. 1961. Races of Maize in Perú.
RAZAS MEXICANAS DE MAICES a) INDIGENAS ANTIGUAS
17)Zapalote Grandei
33) Onaveño
1)Palomero Toluqueño
18) Pepitilla Huayleño
34) Cristalino de Chihuahua
2)Arrocillo Amarillo
19) Olotillo
35) Palomero de Chihuahua
3)Chapalote
20) Tuxpeño
36) Coastepec
4) Nal-Tel
21) Vandeño
37) Motozinteco
b) EXÓTICAS PRE-COLOMBINAS
d) MODERNAS INCIPIENTES
38) Elotero de Sianloa
5) Cacahuacintle
22) Chalqueño
39) Chatino Maizon
6) Harinoso de Ocho
23) Celaya
40) Mixeño
7) Oloton
24) Cónico Norteño
41) Choapaneco
8) Maiz Dulce
25) Bolita.
42) Mixteco
c) MESTIZAS PREHISTÓRICAS
e) SERRANAS OCCIDENTALES 43) Serrano Mixe
9) Cónico Arizona
26) Tablilla de Ocho
44) Zamorano Amarillo
10) Reventador
27) Bofo
45) Mushito
11)Tabloncillo
28) Gordo
46) Dulcillo del Nor-oeste
12) Tehua
29) Azul
47) Blandito
13)Tepecintle
30) Apachito
48) Conejo
14) Comiteco
f) RAZAS NUEVAS
49) Complejo Serrano de Jalisco
15) Jala
31)Ratón
50) Maíz Blando de Sonora
16) Zapalote Chico
32) Tuxpeño Norteño
Fuente: Wellhausen,L., M. Roberts, E.J. Hernández 1951. Razas de Maíz en México, su origen,
LA HIBRIDACION DEL MAIZ
CRUZAMIENTO E HIBRIDACIÓN DEL MAIZ
Fig 6.- Recolección del polen de maíz por el procedimiento de sacudir la panoja dentro de la misma bolsa que la cubría
Fig 7.-El polen del maíz recolectado en una bolsa grande se aplica a los estigmas de las flores pistiladas (femeninas) rompiendo el fondo de la bolsa que las cubría y volviendo a cerrar la bolsa después de aplicado.
