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La Estructura de la Cromatina y la Regulación de la Transcripción

JUAN CARLOS RAYA PEREZ (2012)

La transcripción en eucariotas son eventos a los que se les investiga con gran interés, pues es uno de los pasos cruciales para tratar de entender cómo la información del DNA es transformada en un organismo complejo. Aquí se revisan algunos de los pasos más importantes del control de la transcripción genética, haciendo énfasis en la estructura de la cromatina. Se dan algunos ejemplos ilustrativos.

Transcription in eucaryotes is aprocess investigated with greatinterest because is one of the crucial steps to understand how the DNA information is transformed in acomplex organism. In this paper some of the most important steps in the genetic transcription control are revised giving some illustrative examples.

Article

BIOLOGÍA Y QUÍMICA Transcripción (Genética) RNA polimerasa II Complejos remodeladores Cromatina Potenciadores (Genética) Promotores (Genética) Factores de transcripción (Genética) Transcription (Genetics) RNA polymerase II Remodeling complexes Chromatin Enhancers (Genetics) Promoters (Genetics) Transcription factors (Genetics)

Introducing biological information in the superparamagnetic clustering algorithm of gene expression data

MARIA DEL PILAR MONSIVAIS ALONSO (2012)

"Los microarreglos proporcionan informaciòn de la actividad a nivel transcripcional de los genes de un organismo, bajo distintas circunstancias. Esto puede llevar al descubrimiento de genes clave en procesos celulares, clasificación molecular de enfermedades o identificar funciones para los genes, entre otras cosas. En el proceso de obtención de esta información, los algoritmos de clustering son una pieza importante al ayudar en la clasificación de los datos provenientes de microarreglos. En este trabajo modificamos el algoritmo de Clustering Superparamagnético añadiendo un peso extra en la fórmula de interacción que aprovecha la información que se tiene sobre los genes regulados por un mismo factor de transcripción. Con este algoritmo modificado, que nombramos SPCTF, analizamos los datos de microarreglos de Spellman et al. para ciclo celular en levadura (Saccharomyces cerevisiae) y encontramos clusters con un número mayor de integrantes, comparando con el algoritmo original SPC. Algunos de los genes que pudimos incorporar no fueron detectados por Spellman et al. en un principio, pero fueron identificados por otros estudios posteriormente. Otros de los genes que fueron incorporados aún no han sido clasificados, por lo que analizamos los clusters compuestos en su mayoría por estos genes sin identificar con el algoritmo MUSA y esto nos permitió seleccionar aquellos cuyos genes contienen sitios de unión a factores de transcripción correspondientes a ciclo celular. Estos clusters pueden ser estudiados ahora de manera experimental para descubrir nuevos genes involucrados en el ciclo celular. La idea de introducir la información biológica ya disponible para optimizar la clasificación de genes puede ser implementada para otros algoritmos de clustering."

"Microarray technology allow researchers to examine the transcriptional activity of thousands of genes under different conditions. Microarrays have been used, for example, to discover key genes involved in cellular processes, disease classification, drug development and gene function annotation. Clustering algorithms have become an important step in the microarray data analysis in order to discover biologically relevant information. We modify the superparamagnetic clustering algorithm (SPC) by adding an extra weight to the interaction formula that considers which genes are regulated by the same transcription factor. This combined similarity measure for two genes relies on two types of information: their expression profiles generated by a microarray, and the number of shared transcription factors that have been proved (experimentally) to bind to their promoters. With this modified algorithm which we call SPCTF, we analyze the Spellman et al. microarray data for cell cycle genes in yeast (Saccharomyces cerevisiae), and find clusters with a higher number of elements compared with those obtained with the SPC algorithm. Some of the incorporated genes by using SPCFT were not detected at first by Spellman et al. but were later identified by other studies, whereas several genes still remain unclassified. The clusters composed by unidentified genes were analyzed with MUSA, the motif finding using an unsupervised approach algorithm, and this allow us to select the clusters whose elements contain cell cycle transcription factor binding sites as clusters worthy of further experimental studies because they would probably lead to new cell cycle genes. Our idea of introducing the available information about transcription factors to optimize the gene classification could be implemented for other distance-based clustering algorithms."

Doctoral thesis

Clustering Microarrays Transcription Factors Cell Cycle Yeast BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA GENÉTICA OTRAS

Inmunogenicidad de particulas pseudo virales del virus de la mancha anular de la papaya presentadoras de un epitope del circovirus porcino tipo 2

BRENDA EUGENIA AGUILERA BAÑUELOS (2016)

"Las partículas tipo virus (PTV´s) han demostrado ser excelentes nanomateriales por sus características estructurales y posibilidad de ser expresadas en sistemas distintos. Recientemente se ha estudio su aplicación como plataformas de presentación de epítopes para su uso como adyuvantes en vacunas. La proteína de la cápside del virus de la mancha anular de la papaya (PRSV) se ha expresado exitosamente como una fusión a un péptido de 15 aminoacidos, sin embargo, no se evaluaron los efectos que dicha inserción produjo en el ensamblaje. En el presente trabajo, un epítope del circovirus porcino tipo 2 (PCV2) con características proyectoras fue insertado por fusión genética en tres diferentes ubicaciones en la proteína de la cápside (CP) del PRSV en los extremos amino y carboxilo, así como en un sitio evaluando como de alta antigenicidad, se generaron las estructuras moleculares de las tres proteínas in silico, se expresaron en Escherichia coli y se purificaron mediante precipitación, pero más importante, se demostró que la inserción del péptido influye en el ensamblaje de las partículas derivando su estabilidad y con ello variando la longitud de estas. La versión que mostró generar mayor cantidad de partículas por cantidad de proteína con un tamaño superior a las otras fue la versión con la inserción en el sitio de alta antigenicidad. se generaron las estructuras moleculares de las tres proteínas in silico, se expresaron en Escherichia coli y se purificaron mediante precipitación, pero, más importante, se demostró la formación de PTV´s por microscopía electrónica de transmisión. Se encontró que la inserción del péptido influye en el ensamblaje de las partículas, derivando su estabilidad y con ello variando la longitud de estas. La versión que mostró generar mayor cantidad de partículas por cantidad de proteínas con un tamaño superior a las otras fue la versión con la inserción en el sitio de la alta antigenicidad. Por el contrario, aquellas que alcanzaron menores longitudes, fueron las producidas con la inserción en el extremo carboxilo, las cuales al mismo tiempo fueron las partículas que al administrarse en ratones generaron una reacción antigénica más elevada."

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA GENÉTICA

Amaranth supplementation prevents the increase in activity of dipeptidyl peptidase IV in plasma of streptozotocin-induced diabetic rats

AIDA JIMENA VELARDE SALCEDO EVELYN REGALADO RENTERIA BERTHA IRENE JUAREZ FLORES ALBERTO BARRERA PACHECO ANA PAULINA BARBA DE LA ROSA (2017)

"Scope: Amaranth grain is a source of several bioactive compounds such as cancer-preventive and ACE inhibitory peptides. In vitro analysis of amaranth proteins has also demonstrated the presence of bioactive peptides, which exert inhibitory activity upon dipeptidyl peptidase IV (DPPIV), a new target for type 2 diabetes, but this potential activity has not been tested in vivo. The aim of this work was to evaluate whether chronic amaranth consumption has a beneficial effect in streptozotocin-induced diabetic rats, particularly in DPPIV activity and changes in plasma proteome profile. Methods and results: Diabetic rats were fed with 20% popped amaranth grain diet for 12 weeks. Changes in lipid profile, DPPIV activity in plasma and kidney, as well changes in plasma proteome were evaluated. Total cholesterol and DPPIV activity in plasma were increased in diabetic rats but this was ameliorated by amaranth consumption. Diabetic rats fed with amaranth showed the highest levels of HDL and this correlated with an accumulation of apolipoprotein (apo) A-II. Furthermore, amaranth diet stimulated the up-accumulation of the antioxidant protein paraoxonase 1(PON1). Conclusion This study provides molecular evidence about the role of amaranth as a potential functional food with DPPIV inhibitory activity and with a positive effect in plasma lipoproteins."

Article

Amaranth Bioactive peptides Diabetes Dipeptidyl peptidase IV Plasma proteomics BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA GENÉTICA

Técnicas tradicionales y biotecnológicas en el mejoramiento genético del rosal

AMAURY MARTIN ARZATE FERNANDEZ JESUS IGNACIO REYES DIAZ JOSE LUIS PIÑA ESCUTIA (2015)

La Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México, a través de su Centro de Investigación y Estudios Avanzados en Fitomejoramiento, publica en español esta recopilación de trabajos de investigación sobre los avances actuales en el mejoramiento genético de la especie Rosa spp., mediante el empleo de técnicas convencionales (hibridización, propagación asexual) y biotecnológicas (micropropagación, mutagénesis, marcadores moleculares), dirigida a estudiantes, técnicos, profesionistas, asociaciones de productores, viveristas e investigadores interesados en el tema, con la confianza de que este primer esfuerzo permita iniciar y fomentar trabajos formales interinstitucionales en estudios de Fitomejoramiento aplicados a ésta y otras especies con potencial ornamental, para incrementar el aprovechamiento de los recursos fitogenéticos nacionales. Cabe mencionar que en nuestro país se ha trabajado muy poco en el mejoramiento genético de rosa, no obstante la enorme importancia de este cultivo en el mercado comercial de la Floricultura. En la primera parte de la obra, el lector reconocerá la importancia económica del cultivo de la rosa en el contexto nacional e internacional por sus volúmenes de producción y exportación, así como de sus usos y aplicaciones en el sector industrial, definiendo con precisión las características de calidad de los cultivares desarrollados, o por desarrollar, para satisfacer los gustos y preferencias del consumidor. Además, se incluye la clasificación actual del género Rosa (en subgéneros y secciones), su descripción botánica, distribución y clasificación en rosales silvestres (antiguos y modernos) propuesta por la Sociedad Americana de la Rosa con base en la historia de la domesticación de esta especie. En el siguiente capítulo se describen los mecanismos de polinización y las pruebas de viabilidad y calidad del polen, así como la botánica y otras características fisiológicas del fruto (aquenio), maduración de las semillas y tratamientos para su germinación. Se aborda también la genética poliploide y el origen citogenético de sus especies, y la enorme dificultad que ello implica para su identificación, así como aspectos relacionados con la hibridación intergenérica e interespecífica que han llevado a cabo los fitomejoradores y productores para obtener materiales comerciales con caracteres deseables por transferencia de genes y sus implicaciones a nivel de meiosis. De manera adicional, en el tema de propagación asexual, se describen las ventajas y desventajas del uso de portainjertos de rosal y sus características de utilización dentro y fuera del invernadero. Se revisa el fenómeno de apomixis como un modo asexual de propagación en muchas especies, y se examinan los procesos, objetivos y perspectivas de su mejoramiento genético. Se definen claramente los criterios u objetivos genotécnicos deseables para la selección de materiales en los programas de mejoramiento genético de Rosa spp., todos ellos fundamentados en las necesidades cada vez más exigentes en la calidad de las rosas en el mercado comercial de la Floricultura. Varios autores ejemplifican y reportan los genes involucrados en la resistencia a enfermedades de importancia económica prioritaria, como la mancha negra del rosal, la cenicilla y el mildiú; en la floración recurrente, para asegurar la floración durante toda la estación; en la morfología de la flor (multi-pétalas o flores dobles) para la comercialización de flores de corte y en la ausencia de espinas en las rosas de corte y en la macetería. En los capítulos subsecuentes se revisan los avances biotecnológicos desarrollados en rosa, se describen las técnicas y metodologías empleadas actualmente como herramientas alternativas para el mejoramiento convencional, sus resultados y experiencias derivadas de la investigación científica, así como sus usos potenciales y aplicaciones prácticas en áreas asociadas con la rápida propagación (acortamiento de los ciclos de germinación in vitro); cultivo de callos, anteras, polen; rescate de embriones (superando algunos de los problemas de esterilidad); embriogénesis somática; cultivo y fusión de protoplastos; mutagénesis in vitro; desarrollo de cultivares por medio de variación somaclonal; uso de marcadores moleculares y transformación genética. Para concluir la obra, se visualiza la biotecnología en su conjunto (cultivo de tejidos, biología celular y molecular, ingeniería genética) como un área de enormes oportunidades para desarrollar nuevos cultivares de rosa en respuesta a los cambios en la demanda de este producto ornamental, además se anexa un glosario de términos para facilitar su comprensión.

Book

técnicas tradicionales biotecnológicas genética rosal BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Caracterización agronómica y aptitud combinatoria de poblaciones de maíz del sureste del Estado de México

AURELIO CHICO ARCE RAMIREZ (2013)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2013.

El propósito de esta investigación fue contribuir a la detección de materiales genéticos adecuados de partida para el mejoramiento genético de maíz (Zea mays L) de grano blanco y blanco cremoso para el Sureste del Estado de México, así como definir el método de mejoramiento genético a seguir en las mismas. Para ello, se realizaron dos estudios; en el primero se evaluó el peso seco de grano por planta (PSG/PP), componentes del rendimiento, y características agronómicas de 110 materiales genéticos, mientras que en el segundo se estimaron los efectos de aptitud combinatoria general (gi) (ACG) y específica (sij)(ACE) del PSG/PP de 10 poblaciones sobresalientes y de sus 45 cruzas simples posibles, respectivamente, mediante el Método 2 de Griffing. En ambos estudios se usó un diseño de látice triple 10 x 11 con tres repeticiones en cuatro localidades del Estado de México, y la información obtenida se analizó con el modelo estadístico del diseño de bloques completos al azar haciendo un análisis combinado de localidades; adicionalmente, con los efectos de gi y sij se construyó la estructura genética del PSG/PP de cada cruza, para identificar las mejores poblaciones y las mejores cruzas. En el primer estudio se confirmó que las poblaciones nativas en general presentaron valores bajos en la mayoría de los componentes de rendimiento y del rendimiento mismo, y que algunas manifestaron características agronómicas no deseables. Por otro lado, en comparación con las poblaciones nativas, las poblaciones producto del premejoramiento, así como sus cruzas presentaron mejores componentes del rendimiento, mejor PSG/PP y características agronómicas deseables. Por su parte, las retrocruzas presentaron valores intermedios en rendimiento y características agronómicas no deseables, mientras que los maíces mejorados mostraron valores intermedios en rendimiento, y presentaron buenas características de planta, pero no de mazorca. Además, se detectarona los híbridos HS2 y Niebla como sobresalientes en rendimiento, y a Juchitepec como la localidad que reunió las condiciones óptimas para el cultivo del maíz. En el segundo estudio, el análisis de varianza combinando detectó significancia en la mayoría de las fuentes de variación, excepto en ACG. Las cruzas que mostraron los mayores efectos de ACE no siempre fueron las que tuvieron mayor PSG/PP.Las cruzas con efectos bajos de ACE no siempre presentaron bajo PSG/PP. Las cruzas de más alto rendimiento fueron aquéllas en las que cuando menos uno de los progenitores fue de alta ACG y sus efectos de ACE fueron altos y positivos. Las cruzas de bajo rendimiento fueron aquéllas en las que cuando menos uno de sus progenitores fue de baja ACG y sus efectos de ACE fueron negativos y de alto valor absoluto. En general, se identificaron materiales genéticos sobresalientes de partida para el mejoramiento genético del maíz en el Sureste del Estado de México, ya sea por selección o por hibridación. _______________ ABSTRACT: In order to contribute to detect highly productive varieties to start genetic improvement in maize (Zea mays L.) of white and white-cream colored kernel for the Southeast of the State of Mexico, as well as to define the breeding method to be implemented, two studies were carried out. In the first one, the grain yield per plant (PSG/PP), yield components, and some agronomic traits were evaluated in 110 different populations, while in the second one, ten outstanding maize populations and their 45 possible single crosses were evaluated for PSG/PP to estimate the general (gi) (GCA) and specific (sij) (SCA) combining effects of the populations and their single crosses,according to Griffing’s Method 2. In both studies, the populations were evaluated in a 10 x 11 triple lattice design with three replications at four locations in the State of Mexico, and a combined analysis of variance of data was performed using the statistical model of the randomized complete block design. Additionally, the genetic structure for each cross was constructed with the gi and sij estimates to identify the best populations and crosses. In the first study, it was confirmed that the native populations had low yields and low values for most of the yield components, and some of them had a bad agronomic performance. On the other hand, the populations subjected to pre-breeding as well as their crosses had better yields and yield components, as well as a better agronomic performance, than the native populations. Meanwhile, the backcrosses had intermediate yields and bad agronomic performances, while the improved populations had intermediate yields and good agronomic traits of plant but not of ear. Moreover, the hybrids HS2 and Niebla had the highest yields, and Juchitepec was the best location to grow maize. In the second study, the analysis of variance detected significance in most of the sources of variation, except in GCA. Crosses with the highest sij effects did not always have the highest PSG/PP, and those having low sij effects did not always have low PSG/PP. High yielding crosses were those in which at least one of the progenitors was of high GCA and had high sij effects. On the contrary, low yielding crosses were those in which at least one progenitor was of low GCA and its SCA effects were high and negative. According to results, it was possible to identify highly productive varieties to start a breeding program for the Southeast of the State of Mexico, using both selection and/or hybridization.

Master thesis

Zea mays L. Aptitud combinatoria Cruzas dialélicas Poblaciones nativas Premejoramiento Rendimiento Combining ability Diallel crosses Native populations Yield Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Adaptación a clima templado de poblaciones exóticas de maíz mediante selección masal visual

ANA LUISA GOMEZ ESPEJO (2014)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2014.

Independientemente de la eficiencia teórica de los métodos de mejoramiento, es la cantidad de variabilidad genética en las poblaciones la que determina el progreso genético obtenido por ciclo de selección; por ello, es de particular interés para todo programa de mejoramiento genético de maíz (Zea mays L.) incrementar la variabilidad genética de su germoplasma base, siendo para ello una vía la adaptación y uso de germoplasma exótico tropical o subtropical en las regiones de clima templado. En este trabajo se consideró la expresión del rendimiento de grano como indicador de la adaptación a clima templado, proponiéndose además que los genes de adaptación son dominantes sobre los de inadaptación. Así, durante los ciclos P-V 2011 y 2012, se evaluaron 48 poblaciones constituidas por 18 variedades progenitoras provenientes de distintas regiones climáticas, tanto en su versión original como en la seleccionada, y 30 de sus cruzas F1. Las 30 cruzas se obtuvieron como sigue: 12 resultaron del apareamiento entre una variedad local de la raza Chalqueño en sus versiones original y seleccionada, con tres variedades exóticas originales y adaptadas de las razas tropicales Tabloncillo, Tepecintle y Comiteco; cuatro cruzas resultaron del apareamiento entre el compuesto exótico tropical Tuxpeño Crema 1 original y adaptado con la variedad V520C original y adaptada; ocho cruzas resultaron de aparear la variedad de la raza Cónico Norteño original y adaptada con las variedades exóticas originales y adaptadas de las razas Nal-tel y Zapalote Chico. Finalmente, seis cruzas provinieron de cruzar la versión original y la mejorada (adaptada) de cada variedad exótica. Los caracteres estudiados fueron rendimiento (RTO), altura de planta (AP), y días a floración masculina (DFM); de manera adicional se consideraron algunos componentes del rendimiento, como peso de 100 granos (PCG), volumen de 100 granos (VCG), longitud de mazorca (LM), diámetro de mazorca (DM), número de hileras por mazorca (NHM), y número de granos por hilera (NGH). Se encontró que las poblaciones exóticas adaptadas superaron en RTO a sus respectivas versiones originales y que también fueron más precoces y más altas; es decir, el proceso de selección aumentó la frecuencia de genes favorables al rendimiento, y por ende aumentó también el grado de adaptación de las mismas. Las poblaciones que mostraron un mayor grado de adaptación fueron: Jalisco 63 (Tabloncillo), V520C (Tuxpeño), y Yucatán 7 (Nal-tel). El comportamiento de los cruzamientos y la mayoría de los contrastes ortogonales entre los promedios de rendimiento, permitieron evidenciar que las variedades exóticas adaptadas manifiestan su expresión genética de manera dominante cuando se cruzan con variedades exóticas originales o variedades locales en proceso de mejoramiento. Las cruzas de Cónico Norteño por Zapalote Chico, Chalqueño por Tepecintle, y Tuxpeño Crema 1 por V520C, manifestaron los valores más altos de heterosis (52, 32 y 28 %, en promedio), evidenciando posibles patrones heteróticos nuevos. _______________ ABSTRACT: Regardless of the theoretical efficiency of the breeding methods, it is the amount of genetic variability in the populations which determines the maximum genetic progress obtainable by selection; for this reason, it is of particular interest to any maize (Zea mays L.) breeding program to increase the genetic variability of its basic germplasm, mainly through the adaptation and use of tropical and/or subtropical exotic germplasm in regions of temperate climate. In this study, we considered the grain yield as an indicator of the adaptation to temperate climate, and it was also proposed that the genes for adaptation are dominant over the genes that cause inadaptation. Thus, in 2011 and 2012 we evaluated 48 different populations constituted by 18 progenitor varieties from different climatic regions, both in their original and improved versions, and 30 of their F1 crosses. The 30 crosses, were made as follows: 12 were generated from the mating among one variety of the local Chalqueño race (in its original and improved versions) and three original exotic varieties and three selected (adapted) exotic varieties of the tropical races Tabloncillo, Tepecintle and Comiteco; four crosses resulted from the mating between the exotic variety Tuxpeño Crema 1 (original and adapted) and the exotic variety V520C (original and adapted); eight more crosses were generated by crossing a variety of the Cónico Norteño race (original and adapted) with the original and adapted exotic varieties of the races Nal-Tel and Zapalote Chico; finally, six crosses resulted from the mating between the original and the selected (adapted) exotic varieties of each race. The traits evaluated were yield (RTO), plant height (AP), and days to male flowering (DFM). Additionally, some yield components were considered as follows: weight (PCG) and volume (VCG) of 100 kernels, ear length (LM), ear diameter (DM), number of rows per ear (NHM), and number of kernels per row (NGH). Results showed that the exotic adapted populations generally surpassed the RTO of their original versions and were also earlier and taller. This means that the selection process increased the frequency of alleles favorable to yield and this also increased the degree of adaptation of the populations. The populations that had the highest degree of adaptation were Jalisco 63 (Tabloncillo), V520C (Tuxpeño) and Yucatán 7 (Nal-tel). In general, the performance of the crosses and the orthogonal contrasts between their yield averages revealed that the adapted exotic varieties had a dominant genetic expression over that one of the original exotic varieties and local varieties without much improvement. Moreover, crosses between Cónico Norteño and Zapalote Chico, Chalqueño and Tepecintle, and Tuxpeño Crema 1 and V520C showed the highest values of heterosis (52%, 32%, and 28% average), evidencing new heterotic patterns.

Master thesis

Zea mays L. Adaptación Selección masal Rendimiento Heterosis Cruzas Razas exóticas tropicales Razas de clima templado Adaptation Crosses Yield Mass selection Tropical exotic races Temperate climate races Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Modelado de la interacción de híbridos tropicales de maíz en ambientes múltiples

AGUEDA LOZANO RAMÍREZ (2014)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2014.

Los programas de mejoramiento a través de hibridación se enfocan a la obtención de mayores rendimientos, por lo que es necesario determinar los mejores ambientes predictores de su comportamiento; la interacción genotipo-ambiente (GA) puede interferir en dicha predicción y así complicar la selección. Con la finalidad de predecir el rendimiento, y estudiar la interacción GA se utilizaron diferentes modelos estadísticos. Se realizó un estudio con un grupo de 32 híbridos blancos y otro grupo de 24 híbridos amarillos del Programa Global de Maíz del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, en 15 y 16 ambientes de América tropical respectivamente, cada uno en un diseño experimental en α-látice con 3 repeticiones. Se evaluaron seis variables a las cuales se les practicó análisis de varianza individual y combinado. La variable rendimiento se sometió a los análisis de efectos principales aditivos e interacción multiplicativa (AMMI) y análisis de regresión de sitios (SREG) con estructura FA, para modelar la interacción GA. El análisis AMMI mostró que un grupo de tres localidades (de Guatemala, México y Nicaragua) aportaron más a la interacción para el grupo de híbridos de endospermo blanco, y lo mismo ocurrió en otro grupo diferente de tres localidades de los mismos países para los híbridos de endospermo amarillo. El método SREG permitió identificar para híbridos de endospermo blanco dos grandes grupos de ambientes, uniendo ambientes pertenecientes a diferentes países, por la relación existente de características edafoclimaticas en común; mientras que para el grupo de híbridos de endospermo amarillo se observaron tres mega-ambientes marcados. El método SREG FA es eficiente para agrupar conjuntos de ambiente y genotipos con baja interacción. _______________ MODELING THE INTERACTION OF TROPICAL MAIZE HYBRIDS IN MULTIPLE ENVIRONMENTS. ABSTRACT: Breeding programs through hybridization focus on obtaining higher yields, so it is necessary to determine the best predictors of their behavior environments, genotype- environment ( GA ) interaction can interfere with this prediction and thus complicate the selection. In order to predict yield, and to study the interaction GA different statistical models were used. A study with a group of 32 white hybrids and another group of 24 yellow hybrid of the International Center for the Improvement of Maize and Wheat , 15 and 16 environments tropical respectively Americas Global Maize Program was conducted , each in an experimental design α - lattice design with 3 replications . Six variables which underwent combined analysis of variance were individually evaluated. The performance variable is subjected to the analysis of additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) and regression analysis of sites (SREG ) , to model the interaction GA . The AMMI analysis showed that a group of three locations (Guatemala, Mexico and Nicaragua ) contributed most to the interaction for the group of hybrids of white endosperm, and so did another group of three different locations in the same countries for hybrid yellow endosperm . The SREG method allowed to identify hybrids of two major groups of white endosperm environments, linking environments belonging to different countries, the relationship of edaphoclimatic features in common, while for the group of hybrid yellow endosperm three mega -environments were observed marked . The SREG method is efficient to group sets of genotypes with low environment and interaction.

Master thesis

AMMI SREG FA Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Variabilidad genética de la termosensibilidad en poblaciones de maíz nativo de México: una aportación al reto del cambio climático

FRANCISCO JAVIER SANCHEZ RAMIREZ (2012)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2012.

El presente estudio se realizó para conocer la variabilidad genética del maíz nativo de diferente origen ecológico (frío, templado y subtropical) para responder ante condiciones de temperatura alta, principalmente; considerando esta como uno de los principales escenarios provocados por el cambio climático que actualmente amenaza a la diversidad del maíz nativo. La valoración del efecto de temperaturas contrastantes sobre la germinación mostró que afectaron la duración del proceso más no la germinación total. La dinámica de acumulación de biomasa en la plántula (BP), mediante la cuantificación de la biomasa en la parte aérea (BPa), en la raíz (BRa), en el mesocótilo (BMe), la biomasa consumida en la respiración (BCR), el pericarpio más los restos del endospermo (P+E) y el peso seminal inicial (PSI), fue afectada de manera diferencial dependiendo del tratamiento de temperatura, encontrando que la BCR fue la característica más afectada. La estabilidad de la membrana celular evaluada mediante 1) las diferencias conductimétricas, obtenidas de la diferencia entre la conductividad del tejido expuesto a temperatura alta (50 ± 1 °C) y del que permaneció a temperatura ambiente, y 2) el daño de la membrana celular (DMC). Los resultados entre ambas metodologías mostraron cierta discrepancia principalmente entre las poblaciones que presentaron mayor variabilidad genética (frías). De acuerdo al comportamiento de las poblaciones en el resto de las evaluaciones se consideró que la DMC fue más precisa en la determinación de la termoestabilidad de las poblaciones. El ensayo de rendimiento en campo en condiciones templadas, mostró, que las poblaciones de este origen, tal como se esperaba, mostraron mayor rendimiento (RG) debido a su mejor adaptación, expresada en los componentes de rendimiento superiores con respecto a las poblaciones frías y subtropicales. El ambiente templado provocó que las poblaciones de frío presentaran un ciclo precoz, mientras que en las subtropicales fue tardío. La altura de la planta, la sanidad de las mazorcas y la susceptibilidad a enfermedades también fueron afectadas por el ambiente. De acuerdo con los resultados de las diferentes evaluaciones, se encontró que las poblaciones con mayor potencial para aportar a la base germoplásmica para el desarrollo de materiales mejorados son Hgo4, Hgo5, Hgo8, Hgo9, Hgo11 de la región fría, Poxtla y Tlapala de la región tempada, Tam1 y Tam2 de la región subtropical. _______________ GENETIC VARIABILITY OF THERMOSENSITIVITY OF NATIVE MAIZE POPULATIONS OF MEXICO: A CONTRIBUTION TO TO THE CLIMATE CHANGE CHALLENGE. ABSTRACT: Considering that the increase of temperatures is one of the main scenarios expected as an effect induced by climate change and that this fact threatens the diversity of native maize, this research was done in order to examine the genetic variability of native maize populations from different ecological origin (cold, temperate and subtropical) and mainly observe how do they respond to high temperature conditions. An evaluation of the effects caused by different temperatures (optimal, suboptimal and supraoptimal) on germination showed that the length of this process was affected by different temperatures but the total germination rate was kept in acceptable values. The dynamic of biomass accumulation of the seedling (BP) was analyzed through the quantification of the aboveground biomass (BPa), root biomass (Bra), mesocotyl biomass (BMe), the biomass consumed during the breathing process (BCR), the pericarp and the remains of the endosperm (P + E) and the initial seed weight (PSI), which were affected differentially depending on the temperature treatment, finding out that the BCR was the feature more affected. The cell membrane stability was evaluated by two mechanisms: 1) Conductivity differences and 2) Cell membrane damage (DMC). The results of both methodologies showed differences, especially among the cold region populations that had the highest genetic variability. According to the performance of the populations on the other evaluations it was considered that the DMC methodology was more accurate in the determination of their thermostability. In the field, the yield test, done under template weather conditions, showed that the populations from this ecological region, as it was expected, obtained the highest yield (RG) and the superior yield components compared to the cold and subtropical populations due to the fact that they were suited to those weather conditions. The temperate weather caused that the populations from cold weather turned into an early cycle, meanwhile subtropical populations became belayed. The plant height, the health of the cobs and the susceptibility to illnesses were also affected by the environment. According to the results of the different evaluations it was found that populations with more potential to be part of the germplasm used to develop breeding materials were Hgo4, Hgo5, Hgo6, Hgo9, Hgo11 from the cold region, Poxtla and Tlapala from the temperate region and Tam1 and Tam2 from the subtropical region.

Master thesis

Zea mays Poblaciones nativas Cambio climático Termosensibilidad Native populations Climate change Thermosensitivity Maestría Genética CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Evaluación agronómica e interacción genotipo-ambiente en poblaciones de maíz de la raza Jala

JESUS ASUNCION LOPEZ GUZMAN (2013)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Genética).- Colegio de Postgraduados, 2013.

La raza Jala de maíz (Zea mays L.) es una de las más importantes de México. Ésta ha sido cultivada durante siglos en el Valle de Jala, Nayarit, y su mazorca se reconoce mundialmente como la de mayor tamaño; no obstante, esta raza ha sufrido “erosión genética” grave que le ha provocado una reducción en longitud de mazorca y producción de grano. Para contribuir a su conservación y mejoramiento genético, en este trabajo se estudiaron su potencial productivo (RGp) y atributos agronómicos, en especial la longitud de mazorca (LMZ). Por otro lado, los productores citan con frecuencia la confianza que tienen en los maíces criollos por ser opciones resistentes y predecibles en su comportamiento agronómico, en comparación con las variedades “modernas” producto del mejoramiento formal. En este sentido, los estudios de la interacción genotipo-ambiente proveen información sobre el comportamiento de cada genotipo frente a variaciones ambientales. Con el objetivo de hacer una evaluación agronómica del maíz raza Jala y de estudiar su interacción genotipo por ambiente para RGp y LMZ, en este trabajo se evaluaron 14 poblaciones, de las cuales cinco fueron colectas de la región de Jala, siete fueron poblaciones semimejoradas, y dos fueron híbridos varietales con 50 % de germoplasma de Jala. El experimento se estableció bajo condiciones de temporal o secano en cinco localidades: San José de Mojarras, Ixtlán de Río, Jala, y Xalisco, Nayarit, y Colegio de Postgraduados, Estado de México, en un diseño experimental de bloques completos al azar con tres repeticiones. El análisis de varianza combinado detectó significancia (p≤0.01) entre poblaciones y entre localidades para RGp y LMZ. La interacción Loc x Pob resultó significativa solamente para RGp. La población P5 tuvo un promedio de LMZ de 20.6 cm, y un promedio de RGp de 131 g, por lo que ésta representa una buena base genética para intentar recuperar la longitud de mazorca y mejorar el rendimiento de grano en la raza Jala mediante selección recurrente. Por otro lado, la población que presentó menor interacción fue P3, y la que contribuyó más a la misma fue P5. Para rendimiento de grano por planta el modelo Biplot GGE-SREG identificó a la población UAN-2010 como la de mayor adaptación. En tanto que para longitud de mazorca el modelo Biplot GGE-SREG se identificó a la población P3 como la mejor. La localidad que mejor discriminó a los genotipos fue San José de Mojarras, y donde mejor rindieron los genotipos fueron L1 y L4. No se encontró una población que tuviera alta capacidad de adaptación tanto para rendimiento de grano por planta como para longitud de mazorca. _______________ AGRONOMIC EVALUATION AND GENOTYPE x ENVIRONMENT INTERACTION IN MAIZE POPULATIONS OF THE JALA RACE. ABSTRACT: The Jala race of maize (Zea mays L.) is one of the most important maize races in México. For centuries, this race has been exclusively cultivated in the Jala Valley in Nayarit, Mexico. The Jala ear has been worldwide recognized as the largest one, but nowadays this race has undergone severe genetic erosion which has caused it a great reduction in ear length and yield production. In order to contribute to its conservation and genetic improvement, in this work it was studied its yield potential (RGp) and agronomic attributes, specially the ear length (LMZ). On the other hand, small farmers in México frequently quote the confidence they have in cultivating landraces of maize, as this type of materials are resistant to adverse factors and have a predictable agronomic performance in comparison with the modern maize varieties generated by conventional plant breeding. In this regard, genotype x environment interaction studies provide information about the performance of each genotype in front of environmental fluctuations. In order to agronomically evaluate the Jala race of maize and to study its genotype x environment interaction for RGp and LMZ, in this work we evaluated 14 populations, from which five populations were collections from the Jala region, seven populations were semi-improved populations, and two populations were intervarietal hybrids containing 50% of Jala germplasm. The experiment was carried out under rainfall conditions at five locations: San José de Mojarras, Ixtlán de Río, Jala, and Xalisco, State of Nayarit, and the Colegio de Postgraduados, State of México. A randomized complete block design with three blocks was used in each location. Results showed significance among populations and among locations for the two traits. The interaction Locations x Populations was significant only for RGp. Population P5 had an average of 20.6 cm for LMZ and yielded (RGp) on average 131 g, therefore it is a good genetic population to be used to try recovering the typical Jala ear size and to improve its grain yield by recurrent selection. On the other hand, Population P3 had the smallest contribution to the interaction for RGP and LMZ, whereas population P5 had the largest one. The Biplot GGE-SREG identified to population UAN-2010 as the one having the largest adaptation for RGp and to population P3 as the one having the largest adaptation for LMZ. The environment that better discriminated the genotypes was San Jose de Mojarras, and the best environments for RGp were L1 and L4. No population was found to have a high capacity of adaptation for both RGp and LMZ.

Master thesis

Zea mays L. Interacción genotipo por ambiente Poblaciones raza Jala Rendimiento Longitud de mazorca Biplot Genotype x environment interaction Populations Jala race Grain yield Ear length Genética Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA