Capítulo 1

 Introducción

F. Nuez, J. M. Carrillo y A. M. de Ron

1.1. Problemas básicos de la mejora vegetal

   1.1.1. La necesidad de variación

   1.1.2. El efecto perturbador del ambiente

1.2. Marcadores genéticos

1.3. Utilización de los marcadores en la mejora vegetal

1.4. Los mapas genéticos como herramientas de trabajo

1.5. Los marcadores genéticos en la conservación y uso de los recursos genéticos

1.6. Los marcadores y el sistema reproductivo de las plantas

1.7. Selección asistida por marcadores

1.8. Los marcadores en el desarrollo de plantas transgénicas

1.9. Uso de marcadores genéticos para la identificación varietal

1.10. Los marcadores moleculares en la empresa

1.11. Bibliografía

Capítulo 2

 Marcadores morfológicos y bioquímicos

J. F. Vázquez, M. D. Sánchez-Yélamo y J. M. Carrillo

2.1. Introducción

2.2. Marcadores morfológicos

2.3. Marcadores bioquímicos

   2.3.1. Isoenzimas

      2.3.1.1. Sistemas enzimáticos más frecuentes

      2.3.1.2. Utilización de las isoenzimas como marcadores genéticos

   2.3.2. Proteínas de la semilla

2.4. Técnicas electroforéticas

   2.4.1. Electroforesis

     2.4.1.1. Medios de soporte

     2.4.1.2. Tipos de electroforesis

   2.4.2. Isoenzimas

     2.4.2.1. Material vegetal

     2.4.2.2. Extracción

     2.4.2.3. Separación electroforética

     2.4.2.4. Protocolos de tinción

     2.4.2.5. Interpretación de resultados

   2.4.3. Proteínas de semillas

     2.4.3.1. Extracción

     2.4.3.2. Separación electroforética

     2.4.3.3. Protocolos de tinción

     2.4.3.4. Interpretación de los resultados

   2.4.4. Ejemplos prácticos

     2.4.4.1. Análisis de faseolinas de judía

     2.4.4.2. Análisis de las proteínas del endospermo en trigo

2.5  Bibliografía

Capítulo 3

Marcadores de ADN: concepto, tipos, protocolos

J. García-Más, E. Graciano, M. J. Aranzana, A. Monforte, M. Oliver, J. Ballester, M. A. Viruel y P. Arús

3.1. Introducción

3.2. Interpretación genética

3.3. Extracción de ADN

   3.3.1. Protocolo A. Extracción de ADN en gradiente de cloruro de cesio

   3.3.2. Protocolo B. Extracción de ADN a gran escala a partir detejido de buena calidad

   3.3.3. Protocolo C. Extracción rápida de ADN

   3.3.4. Infraestructura necesaria

3.4. RFLPs

   3.4.1. Base molecular

   3.4.2. Protocolo

     3.4.2.1. Digestión del ADN

     3.4.2.2. Electroforesis y transferencia del ADN digerido

     3.4.2.3. Hibridación, lavados y exposición de las muestras

     3.4.2.4. Revelado y análisis de los resultados obtenidos

   3.4.3. Infraestructura necesaria

3.5. RAPDs

   3.5.1. Base molecular

   3.5.2. Protocolo

     3.5.2.1. Reacción de la PCR

     3.5.2.2. Electroforesis y visualización de la amplificación

   3.5.3. Infraestructura necesaria

3.6. AFLPs 3.6.1. Base molecular

   3.6.2. Protocolo

     3.6.2.1. Digestión

     3.6.2.2. Ligación

     3.6.2.3. Amplificación

        3.6.2.3.1. Amplificación preselectiva

        3.6.2.3.2. Amplificación selectiva

     3.6.2.4. Electroforesis

        3.6.2.4.1. Electroforesis en geles de secuenciación

        3.6.2.4.2. Electroforesis en secuenciador automático

   3.6.3. Infraestructura necesaria

3.7. S-SAP

   3.7.1. Base molecular

   3.7.2. Protocolo

   3.7.3. Infraestructura necesaria

3.8. SSCPs

   3.8.1. Base molecular

   3.8.2. Protocolo

   3.8.3. Infraestructura necesaria

3.9. Microsatélites

   3.9.1. Base molecular

   3.9.2. Desarrollo de marcadores microsatélites

   3.9.3. Protocolo

   3.9.4. Infraestructura necesaria

3.10. ISSRs

   3.10.1. Base molecular

   3.10.2. Protocolo

   3.10.3. Infraestructura necesaria

3.11. STSs 3.11.1. Base molecular

   3.11.2. Protocolo

   3.11.3. Infraestructura necesaria

3.12. SCARs

   3.12.1. Base molecular

   3.12.2. Protocolo

   3.12.3. Infraestructura necesaria

3.13. CAPS

   3.13.1. Base molecular

   3.13.2. Protocolo

   3.13.3. Infraestructura necesaria

3.14. SNPs

   3.14.1. Base molecular

   3.14.2. Protocolo

   3.14.3. Infraestructura necesaria

3.15. Comparación entre diferentes tipos de marcadores: criterios de elección

   3.15.1. Marcadores basados en secuencias de ADN no conocidas

     3.15.1.1. Marcadores esencialmente codominantes (RFLPs)

     3.15.1.2. Marcadores esencialmente dominantes (RAPDs, ISSRs y AFLPs)

   3.15.2. Marcadores basados en secuencias de ADN conocidas (microsatélites, CAPSs, SCARs y SNPs)

3.16. Bibliografía

Capítulo 4

Introducción al análisis del ligamiento y cartografía de marcadores simples

F. Nuez

4.1. Ligamiento

   4.1.1. Concepto y terminología

   4.1.2. Efecto del ligamiento sobre la segregación mendeliana

   4.1.3. Contraste del ligamiento

   4.1.4. Efectos que enmascaran la detección del ligamiento

4.2. Recombinación

   4.2.1. Fracción de recombinación

   4.2.2. Estimación de la fracción de recombinación

     4.2.2.1. Cruces de prueba

     4.2.2.2. Diplohaploides (DH)

     4.2.2.3. Líneas consanguíneas recombinantes (RIL)

     4.2.2.4. Cruces entre dihíbridos

     4.2.2.5. Poblaciones alógamas

4.3. Contraste del ligamiento basado en la fracción de recombinación

   4.3.1. Contraste basado en las propiedades asindóticas de los estimadores ML

   4.3.2. Puntuaciones LOD (lod score)

     4.3.2.1. Concepto y relación con la razón de verosimilitud (RL)

     4.3.2.2. Mapas de verosimilitud

     4.3.2.3. Intervalos soporte

     4.3.2.4. QTLs (quantitative-trait loci)

4.4. Eficiencia del diseño experimental

   4.4.1. Retrocruzamiento y diplohaploides

   4.4.2. Líneas consanguíneas recombinantes

   4.4.3. Cruces entre dihíbridos con codominancia

   4.4.4. Cruces entre dihíbridos con dominancia

   4.4.5. Líneas F3 de plantas F2 simples

   4.4.6. Poblaciones alógamas. Desequilibrio de ligamiento

4.5. Cartografía de tres marcadores

   4.5.1. Hipótesis de Morgan

   4.5.2. Orden lineal

   4.5.3. El concepto de distancia de mapa

   4.5.4. La doble recombinación

   4.5.5. El problema de los tres puntos

   4.5.6. La fórmula de TRO W

   4.5.7. Interferencia y coincidencia

   4.5.8. Criterios de ordenación

4.6. Funciones de mapa

   4.6.1. Conceptos básicos

   4.6.2. Interferencia completa: Métrica de Morgan

   4.6.3. No interferencia: métrica de Haldane

     4.6.3.1. Introducción analítica de una métrica

     4.6.3.2. Derivación de Haldane

   4.6.4. Métricas con interferencia

     4.6.4.1. Ecuación diferencial de Haldane

     4.6.4.2. Función de mapa de Kosambi

     4.6.4.3. La suma relativista de velocidades

     4.6.4.4. Otras métricas

4.7. Construcción de mapas

   4.7.1. Asignación de marcadores a grupos de ligamiento

   4.7.2 Ordenación de marcadores dentro de su grupo de ligamiento

     4.7.2.1. Seriación

     4.7.2.2. Algoritmo SA (simulated annealing)

     4.7.2.3. Algoritmo BB (branch and bound)

   4.7.3. Corrección de errores

   4.7.4. Fuentes de información sobre mapas

4.8. Programas de ordenador

   4.8.1. JOINMAP

   4.8.2. MAPMAKER

   4.8.3. GGT

   4.8.4. LINKEM

   4.8.5 MAPMANAGER

   4.8.6. COMBIN

4.9. Literatura recomendada

   4.9.1. Libros recomendados

   4.9.2. Artículos recomendados

Capítulo 5

La bioinformática y la conservación de los recursos genéticos

A. Moya y F. González Candelas

5.1. Introducción: presente y futuro de la genómica aplicada a la mejora vegetal

5.2 ¿Qué es la bioinformática?

5.3. Redes de información: la EMBNET

5.4. Bases de datos de proteínas y ADN

   5.4.1. Acceso y búsqueda

   5.4.2. FASTA

   5.4.3. BLAST

5.5. Bases de datos especializadas

   5.5.1. Otros recursos informáticos de interés para los mejoradores vegetales

5.6. Literatura citada

Apéndice 5.1. Registros de secuencias en EMBL y GENBANK

Apéndice 5.2. Tabla de características de las secuencias depositadasen EMBL y GENBANK

Capítulo 6

Marcadores morfológicos y bioquímicos para el estudio del sistema de reproducción

J. I. Cubero

6.1. Los sistemas de reproducción

   6.1.1. Los sistemas posibles

   6.1.2. Alogamia

   6.1.3. Alogamia parcial

   6.1.4. Autogamia

   6.1.5. Apomixia y multiplicación vegetativa

   6.1.6. Un caso especial: la poliploidía

6.2. El comienzo del estudio del sistema de reproducción de una especie

   6.2.1. Observaciones de tipo general

   6.2.2. Tipos de marcadores

     6.2.2.1. Caracteres deseables

     6.2.2.2. Tipos de marcadores utilizables

6.3. El estudio con marcadores

   6.3.1. Sexualidad o asexualidad

   6.3.2. Autogamia o alogamia

   6.3.3. Determinación del coeficiente de alogamia

     6.3.3.1. Base de la estimación

     6.3.3.2. Método básico

     6.3.3.3. Un procedimiento simple

     6.3.3.4. Método general (poblaciones no en equilibrio)

6.4. Referencias (citadas y para ampliar conocimientos)

Capítulo 7

Selección asistida por marcadores moleculares

J. Capel, M. Santalla, J.J. Ferreira, A. de Ron y R. Lozano

7.1. Introducción

7.2. Generalidades

7.3 Identificación de marcadores moleculares ligados a genes de interés agronómico

7.4 Desarrollo de marcadores codominantes

7.5. Casos prácticos

   7.5.1. Utilidad de un marcador codominante es-trechamente ligado a un gen de resistencia a un patógeno

   7.5.2. Marcadores homogéneamente distribuidos por el genoma reducen el número de generaciones en programas de retrocruzamiento

   7.5.3. Introduccion simultánea de resistencias a virus

7.6. Conclusiones y perspectivas de futuro

7.7. Bibliografía

Capítulo 8

Marcadores moleculares para la selección de caracteres cuantitativos

J. Moreno-González

8.1. Genes controlando los caracteres cuantitativos (QTLs)

8.2. Métodos clásicos para analizar la herencia de los caracteres cuantitativos

8.3. Marcadores moleculares en la selección asistida

8.4. Modelos genéticos para detectar QTLs

8.5. Selección asistida basada en marcadores moleculares (MAS)

8.6. Bibliografía

8.7. Apéndice

Capítulo 9

Análisis de la variación genética en las poblaciones

M. Pérez de la Vega y P. García

9.1. Introducción

9.2. El problema de medir la variación genética

9.3. Como expresar la cantidad de variación

9.4. El reparto de la variabilidad en y entre poblaciones

9.5. Técnicas de muestreo repetido

   9.5.1. JACKNIFE

   9.5. 2. BOOTSTRAP

9.6. Estimación de las tasas de auto-alogamia

9.7. Asociaciones multi locus

9.8. Variabilidad y recursos fitogenéticos

9.9. Bibliografía

Capítulo 10

Clonación posicional y mapeo comparativo

B. Picó y J. J. Ruiz Martínez

10.1. Clonación posicional

   10.1.1. Introducción

   10.1.2. Etapas de un proceso de clonación posicional

   10.1.2.1. Mapeo del gen en un mapa de ligamiento

     10.1.2.2. Construcción de un mapa físico que contiene al gen

     10.1.2.3. Identificación del gen diana

   10.1.3. Ejemplo de clonación del gen MLO que confiere resistencia a oidio en cebada

10.2. Mapeo comparativo

   10.2.1. Introducción

   10.2.2. ¿En qué consiste el mapeo comparativo?

     10.2.2.1. Tipos de marcadores utilizados

   10.2.3. Macrocolinearidad

   10.2.4. Algunas limitaciones del mapeo comparativo

   10.2.5. Comparación de secuencias: microcolinearidad

   10.2.6. Algunos ejemplos

     10.2.6.1. Arabidopsis thaliana y las brásicas cultivadas

     10.2.6.2. El arroz y otros cereales

     10.2.6.3. El tomate y otras solanáceas

     10.2.6.4. Macro y microsintenia entre familias distintas

10.3. Perspectivas

10.4. Referencias bibliográficas

Capítulo 11

Identificación varietal

J.M. Ortiz, I. Aguinagalde y J. P. Martín

11.1. Introducción

11.2. Identificación de variedades

11.3. Tipos de marcadores

11.4. Características deseables en los marcadores moleculares

11.5. Clasificación de los marcadores moleculares

11.6. Aplicación de los marcadores moleculares a la identificación varietal

11.7. Los marcadores moleculares en los distintos grupos de cultivos

   11.7.1. Cereales y otras gramíneas

   11.7.2. Hortícolas

   11.7.3. Leguminosas alimenticias y forrajeras

   11.7.4. Leñosas

11.7.5. Otros

11.8 ¿Qué marcador utilizar en identificación varietal?

11.9. Bibliografía

Capítulo 12

Empleo de marcadores moleculares en actividades económicas agroindustriales

M.T. Cervera y l. Simón

12.1. Introducción

12.2. Marcadores moleculares como herramientas de caracterización genética

12.3. Aplicaciones de marcadores en mejora genética

   12.3.1. Desarrollo de marcadores genéticos

   12.3.2. Certificación de variedades y clones de interés

   12.3.3. Detección de variedades esencialmente derivadas

   12.3.4. Control de variación somaclonal

   12.3.5. Control sanitario. Detección de patógenos

   12.3.6. Generación de mapas de ligamiento genéticos y análisis de QTLs

   12.3.7. Retrocruzamiento asistido por marcadores

   12.3.8. Descubrimiento de genes

12.4. Aplicación de marcadores en agro-industria

   12.4.1. Control de calidad

   12.4.2. Detección de organismos genéticamente modificados

12.5. Conclusiones

12.6. Bibliografía