FACULTAD CIENCIAS TIERRA Y MAR ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS ___________________________________________________________________

PROGRAMA FACULTAD, CENTRO O SEDE NOMBRE DEL CURSO: NOMBRE DEL DOCENTE:

CODIGO: NRC: NATURALEZA: TIPO DE CURSO: NIVEL: MODALIDAD: NIVEL: CREDITOS: HORAS TOTALES SEMANALES: HORAS TEORIA: HORAS LABORATORIO: HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE: HORARIO: REQUISITOS (Recomendaciones):

Escuela de Ciencias Agrarias, Campus Omar Dengo Recursos Genéticos y Biotecnología. Ramón Molina Bravo, PhD Escuela de Ciencias Agrarias Oficina: Recursos Fitogenéticos Laboratorio: Laboratorio de Biología Molecular Ext. 3300 ó 3302 [email protected] CAF-516 O 52476 Teórico-práctico Presencial Licenciatura 17 Semanas Quinto año 5 13 3 4 6 Viernes de 1:00 pm a 5:00 pm Hora de Consulta: jueves 9:00 am a 10:00 am o con cita. Práctica de Diagnóstico Fitosanitario o haber completado tercer año en carrera a fin.

DESCRIPCION DEL CURSO:

Este módulo desarrolla aspectos teóricos y metodológicos relacionados con el mejoramiento, conservación, caracterización, certificación, legislación y bioseguridad del material de recursos fitogenéticos de interés agrícola. El enfoque principal del módulo está dirigido hacia la preservación de material genético, el análisis del material, su uso en mejoramiento genético y el uso de técnicas moleculares para estudiar material genético en agricultura. La práctica consiste en sistematizar casos de especies en que se apliquen o sean aplicables los conocimientos y técnicas biotecnológicas estudio y conservación de diversidad para mejoramiento genético.

OBJETIVO GENERAL:

Desarrollar los conocimientos, habilidades y destrezas en el manejo de técnicas moleculares aplicadas a la

conservación y mejoramiento de germoplasma de interés agrícola. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1. Repasar conceptos fundamentales de funcionamiento de la célula a nivel molecular. 2. Conocer historia de los recursos genéticos, centros de origen, diversidad y conceptos de importancia y utilidad de germoplasma en agricultura. 3. Conocer y practicar diferentes técnicas moleculares básicas usadas en la agricultura y otras disciplinas para el análisis de diversidad genética. 4. Conocer conceptos fundamentales para el uso de diferentes herramientas biotecnológicas: cultivo de tejidos, ingeniería genética, marcadores moleculares, etc. 5. Integración de métodos biotecnológicos y tradicionales para, preservación, caracterización y mejoramiento de material genético de interés agrícola. 6. Conocer aspectos legales con la propiedad intelectual CONTENIDOS: 1. Recursos genéticos a. Historia b. Centros de origen c. Recolección y conservación i. Descriptores y caracterización d. Situación actual e. Fuentes de variabilidad y su importancia en mejoramiento 2. Repaso 1: a. Replicación b. Transcripción c. Traducción 3. Estructuras y funciones: Ácidos nucleicos y proteínas 4. Técnicas moleculares: a. Extracción de ácidos nucleicos b. Reacción polimerasa en cadena (PCR) i. Marcadores moleculares 1. Dominantes y codominantes 2. Uso en recursos genéticos c. Estudios filogenéticos i. Distancias genéticas de Nei ii. Dendrogramas 2

d. Secuenciación del ADN y su uso para caracterización y taxonomía de material genético e. PCR tiempo real 5. Cultivo de tejidos: a. Micropropagación i. Estacas, microestacas, meristemos, organogénesis b. Almacenamiento de germoplasma i. Crioperservación c. Variación somaclonal y su uso en mejoramiento d. Fitotransformación i. Concepto, importancia, debates y aspectos legales 6. Aspectos legales a. Derechos del material b. Explotación de recursos c. Patentes y derechos de propiedad intelectual de recursos genéticos 7. Plática científica a. Presentaciones CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES en teoría: SEMANA

TEMA(S)

TEMA ESPÉCIFICORESPONSABLE(S)

LECTURAS RECOMENDADAS

1 25 julio FERIADO 2 1 agosto

3 8 agosto

Introducción al 1. Presentación y curso: Resumen del discusión del curso. Expectativas programa de tareas y 2. Organización de exámenes. trabajo. 3. Historia Recursos Genéticos 4. Centros de origen 5. Situación actual 6. Fuentes de variabilidad, biodiversidad y su importancia en mejoramiento Recursos Genéticos 1. Recolección, conservación y descriptores 2. Conservaciones en Costa Rica 3. Laboratorio

Chahal y Gosal (2002) pp. 35-72; Moore y Janick (1983) pp. 11-20; Wang et al. (2005) Nature 436: 714–719.

Engels y Visser (2007); Franco e Hidalgo (2003).

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8 12 septiembre

4. Invitado: Orlando Varela, M.Sc. Recursos Genéticos 5. Fuentes de Repaso variabilidad, biodiversidad y su importancia en mejoramiento Replicación Técnicas 1. Extracción de moleculares (Cont..) ácidos nucleicos 2. Replicación 3. PCR Marcadores moleculares y aplicaciones Práctica de 1. Laboratorio laboratorio 2. Extracción de ADN 3. PCR 4. Electroforesis 4. UBM. Invitada: Irena Hilje, Lic. Práctica de 5. Continuación… laboratorio 6. Electroforesis Análisis Distancias genéticas Métodos para medir distancias genéticas

9 19 septiembre

Laboratorio Cómputo

4 15 agosto

5 22 agosto

6 29 agosto

7 5 septiembre

10 26 septiembre

11 3 octubre

Chahal y Gosal (2002) pp. 35-72; Moore y Janick (1983) pp. 11-20; Wang et al. (2005) Nature 436: 714–719. Chahal y Gosal (2002) pp. 509-546; Snustad y Simmons (2002) 174-183, 190216, 555-567. Pierce (2011)

Green y Sambrook (2012)

Green y Sambrook (2012)

de Distancias genéticas y diversidad alélicaGenAlEx Cultivo de tejidos 1. Micropropagación y almacenamiento de germoplasma. 2. Crioperservación Invitado: Rafael Orozco, M.Sc. Cultivo de tejidos Práctica Lab Cultivo (Cont…) de Tejidos

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12 10 octubre

Cultivo de (Cont…)

13 17 octubre

tejidos 1. Fitotransformación Chahal y Gosal y la industria (2002) 399-428, 486agrícola 508 OGMs Bioseguridad Taller Biosecurity Clearinghouse

14 24 octubre

Cultivo de Tejidos (Cont…)

15 31 octubre

Aspectos legales

16 7 noviembre 17 14 noviembre

Pláticas científicas

2. Gira a Programa de mejoramiento genético 1. Protección de material genético 2. Ley de la diversidad Invitada: Marta L. Jiménez, M. Sc. 1. Presentaciones

Pláticas científicas

1. Presentaciones

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES EN PRÁCTICA: SEMANA 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

ACTIVIDAD Artículo 1

FECHA DE ENTREGA 8 agosto 15 agosto Ejercicio Replicación ADN 22 agosto Artículo 2 29 agosto 5 septiembre Reporte técnicas moleculares 12 septiembre Ejercicio en clase dist. genét. 19 septiembre Artículo 3/Repartición 26 septiembre examen 3 octubre Examen 10 octubre Artículo 4/Ejercicio BCH 17 octubre Gira 24 octubre Repartición de artículos a 31 octubre presentar/Reporte de gira Presentación de artículos 7 noviembre Presentación de artículos 14 noviembre

AN 5

ESTRATEGIA METODOLÓGICA:

Este curso será a base de lecciones con cierto énfasis en participación del estudiante. Las pláticas serán enfocadas hacia una enseñanza visual complementadas por prácticas de laboratorio y visitas a centros de recursos con pertinencia al curso. El material de la charla estará disponible para descargar en la página de la escuela. Ingrese al www.agrarias.una.ac.cr . En la parte inferior izquierda de la página haga clic en DOCUMENTOS ELECTRÓNICOS. Después haga clic en la carpeta PROFESORES. Dentro de esa carpeta encontrará la carpeta del curso para descargar el material. Será su responsabilidad venir a clases con las charlas impresas.

ESTRATEGIA DE EVALUACIÓN:

La evaluación de este curso estará basada mayor parte en resúmenes de artículos y a las presentaciones finales de tal material. Importancia media se le dará al examen de evaluación y a participación en clase de los alumnos. El concepto de ‘participación’ incluye ejercicios en clase y prácticas de laboratorio. Todo trabajo deberá de ser entregado por correo electrónico a [email protected], al menos de que sea necesario entregar en papel. Resúmenes de artículos: El artículo a resumir tiene que ser de una revista científica reconocida en español o en inglés. Debe de ser una artículo donde reportan algún hallazgo o experimento, no elija un artículo de revisión. El resumen del artículo se aceptará en español o en inglés. El escrito no debe exceder dos páginas, caracter tipo Times New Roman o Arial tamaño 12. Se restarán puntos por excederse del límite de páginas. Puede escribir en renglón sencillo o sencillo y medio. Debe de incluir el título completo del artículo, al menos el primer autor (apellidos e iniciales), nombre de la revista, volumen y páginas. El resumen debe de estar escrito de tal manera que cualquier persona pueda entender el experimento y los hallazgos importantes sin tener que leer el artículo del todo. No es necesario resumir cada una las secciones del artículo, es decir no es necesario resumir la introducción, los materiales y métodos, etc. Sino escriba el resumen de una manera que el mensaje principal sea claro con algunos otros elementos principales de los M & M, los resultados, la discusión, etc. Al final del resumen, escriba 1 a 5 oraciones expresando la evaluación, las implicaciones o sugerencias críticas sobre el artículo. En esta sección de evaluación crítica no escriba oraciones generales sobre el estudio, por ejemplo “estudiar la diversidad genética es importante…” el comentario está de más, puesto que es algo que se puede decir sobre cualquier estudio de diversidad genética; los comentarios deberían de ser pertinentes y específicos al estudio que están resumiendo. En otras palabras ¿por qué son importantes los hallazgos de este estudio? ¿se puede aplicar a algo más fuera de lo que mencionan? ¿los hallazgos serían una aplicación para mejorar algún problema específico del país? ¿cuál es el impacto que tienen los hallazgos hacia el sector agrícola de Costa 6

Rica? Etc. El artículo debe ser pertinente a cualquier tema que cubriremos en el curso. Es importante que usen palabras propias y no simplemente quitar palabras a lo que ya está escrito en el artículo. Explique y redacte de una manera simple de entender. El resumen se calificará bajo el siguiente rubro Resumen Claridad del objetivo del autor Explicación breve y clara del método que se ejecutó y por qué Resumen de resultados sobresalientes Claridad de las conclusiones Evaluación, implicaciones TOTAL

% 25 20

20 20 15 100% (Resúmenes son 30% de la calificación final)

Ejercicios y Reportes de laboratorio: Los ejercicios serán sobre los temas que cubriremos en el curso. Se espera que realicen los ejercicios con plenitud para recibir todos los puntos. Estos ejercicios incluye aquellos que se realicen en clase y constituyen como parte de su participación en clase (15% de la calificación final). Puede consultar cualquier fuente de información, de preferencia artículos indexados y revisados por pares. Se le pedirá realizar un reporte de la práctica de laboratorio en biología molecular. El reporte será corto, con una corta introducción, explicación breve de los materiales y métodos, resultados y discusión corta y al punto. Examen: El examen será en casa. Consistirá principalmente de preguntas abiertas con algunas preguntas de respuesta corta. Presentaciones: Usted tendrá dos presentaciones. La presentación de los artículos será con diapositivas PowerPoint o Prezi. Las dos presentaciones serán individuales de 10 a 15 minutos incluyendo preguntas. El tiempo puede variar dependiendo del número de alumnos. Se les evaluará la claridad, la organización, la habilidad de contestar preguntas de la exposición y la evaluación crítica del artículo en sí. También se tomará en cuenta que su presentación deje una impresión clara sobre el objetivo de los autores y como fue que se logró ese objetivo. La exposición puede ser sobre un artículo que ya hayan resumido (recomendado). Se le pide al alumno que 7

exprese claramente la evaluación crítica, las implicaciones, o sugerencias del artículo más que una simple síntesis del trabajo de los autores. Se le recomienda considerar lo siguiente en el desarrollo de sus diapositivas:  No sature las diapositivas con mucha información o Trate de usar frases o palabras clave, NO oraciones completas o Evite muchas viñetas en una sola diapositiva o Evite el uso de números de muchos dígitos o Evite cuadros sinópticos con exceso de columnas o renglones  Use figuras que resuman conceptos  Evite exceso de elementos decorativos, diseños, animación y figuras  Evite usar fuente de letra muy pequeña  Considere el contraste (fondo blanco con fuente en negro o viceversa)

Resumen de la evaluación de actividades: ACTIVIDAD Reportes Resúmenes de artículos (4) Participación/ejercicios en clase Presentación de artículos (2) Examen (1) TOTAL

% 10 30 15 30 15 100%

BIBLIOGRAFIA: +Chahal GS, Gosal SS (2002) Principles and procedures of plant breeding: biotechnological and conventional approaches. Alpha Science International Ltd. Pangbourne, UK. +Engels JMM, Visser L (eds.). 2007. Guía para el manejo eficaz de un banco de germoplasma. Manuales para Bancos de Germoplasma No. 6. Bioversity International, Roma, Italia. +Franco TL, Hidalgo R (eds.). 2003. Análisis Estadístico de Datos de Caracterización Morfológica de Recursos Fitogenéticos. Boletín técnico no. 8, Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos (IPGRI), Cali, Colombia. 89 p *Green y Sambrook (2012) Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press +Moore J, Janick J (1983) Methods in fruit breeding. Purdue University Press, West Lafayette, IN, USA. 8

*Pierce B (2011) Fundamentos de genética: Conceptos y relaciones. Editorial Médica Panamericana Sa de. +Rao NK, Hanson J, Dulloo ME, Ghosh K, Novell D, Laringe M (2007) Manual para el manejo de semillas en bancos de germoplasma. Manuales para Bancos de Germoplasma No. 8. Bioversity International, Roma, Italia +Russell P (2003) Essential iGenetics. Benjamin Cummings, CA, USA. *Snustad DP, Simmons MJ (2000) Principles of genetics, 2nd edition. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY, USA. +Wang H, Nussbaum-Wagler T, Li B, Zhao Q, Vigouroux Y, Faller M, Bomblies K, Lukens L, Doebley JF (2005) The origin of the naked grains of maize. Nature 436: 714–719. *Disponible en la Biblioteca de la FCTM +Disponible en la carpeta o en oficina del docente.

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