Melhoramento de plantas alógamas

Melhoramento de plantas alógamas

(Parte 1 de 7)

DISCIPLINA: FIT 370 – Melhoramento de Plantas

CURSO: 2º Semestre de 2008 PROFESSOR: Glauco Vieira Miranda

Viçosa - MG Outubro, 2008.

FIT 370 – Melhoramento de Plantas

ÍNDICE2
CAPÍTULO 1 - ESTRUTURA GENÉTICA DA POPULAÇÃO ALÓGAMA3
1. Base genética da população alógama3
2. Determinação de freqüências genéticas e alélicas5
3. Equilíbrio de Hardy-Weinberg6
4. Gerações de plantas alógamas9
5 - Tipos de cultivares alógamos10
populações alógamas12
CAPÍTULO 2 - ENDOGAMIA E HETEROSE27
1. Endogamia27
2. Heterose28
3. Bases genéticas da endogamia e heterose28
CAPÍTULO 3 - SELEÇÃO RECORRENTE14

ÍNDICE 5. Comparação entre a estrutura genética de plantas autógamas e 1. Formas para melhorar geneticamente as populações alógamas na

prática14
5. Seleção recorrente19
CAPÍTULO 4 - MÉTODOS DE MELHORAMENTO19
1. Introdução20
2. Herdabilidade16
3. Ganhos de seleção17
4. Métodos de melhoramento20
Método1: Seleção Massal21
Método 2: Seleção Massal Estratificada21
Método 3 – Seleção entre progênies de Meios-Irmãos23
Método 4 – Seleção entre progênies de irmãos completos23
Método 5 – Seleção Entre e Dentro de Progênies Endogâmicas (SEDPS)24
Método 6 - Seleção recorrente recíproca com progênie de meios-irmãos25
CAPÍTULO 5 - CULTIVARES HÍBRIDOS30
1 - Introdução30
3 - Fases para desenvolvimento dos híbridos30
4. Previsão do comportamento dos híbridos34
5. Programa para obtenção de híbrido comercial de milho35
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA36

Atenção: esta apostila trata de anotações para acompanhamento da aula em sala. Desta forma, a referida apostila não serve para o estudo sem as explicações em sala de aula e sugere-se a leitura dos capítulos dos livros da Referência bibliográfica.

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CAPÍTULO 1 - ESTRUTURA GENÉTICA DA POPULAÇÃO ALÓGAMA Objetivos:

1- Definir população alógama. 2- Conhecer a estrutura genética da população alógama. 3- Comparar a estrutura genética de populações alógama e autógama. 4- Definir Equilíbrio de Hardy – Weinberg. 5- Citar as forças que alteram o Equilíbrio de Hardy-Weinberg.

1. Definir população alógama

Definições de populações de plantas alógamas:

1- Populações em que os organismos ocupam os mesmos tempo e local e interacasalam livremente. 2- Comunidade reprodutiva composta de organismos de fecundação cruzada, os quais participam de um mesmo conjunto gênico (Dobzhansky, 1951). 3- Conjunto de genes compartilhados por indivíduos. Toda população tem um reservatório gênico.

Exemplos de populações alógamas: coco anão, mamão, milho, mangueira, abóbora e outros.

As populações de plantas alógamas apresentam as seguintes características: - são constituídas por mistura heterogênea de genótipos que na sua maioria são heterozigotos para quase todos os locos; - mais de 95% dos cruzamentos ocorrem entre plantas da espécie (fecundação cruzada, fertilização cruzada ou acasalamento ao acaso);

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- o cruzamento entre indivíduos assemelhados ou aparentados, principalmente a autofecundação, causa uma diminuição do vigor (depressão endogâmica); - a fecundação cruzada é mantida por meio de vários mecanismos (protogenia, protandria, monoicia e dioicia).

- Cruzamentos entre indivíduos geneticamente diferentes causam vigor híbrido ou heterose.

2. Base genética da população alógama

Ao cruzar duas plantas heterozigotas (boas), a sua descendência terá 1/4 de plantas ruins(a).

(boa)(boa) (ruim)

Então, como o indivíduo superior será mantido através de gerações, se as plantas alógamas são heterozigotas e na sua descendência haverá 1/4 de plantas ruins?

Os conceitos utilizados no melhoramento de plantas alógamas se baseiam no modo de reprodução e na historia evolutiva que proporcionou uma estrutura gênica integrada da população que é medida por meio das freqüências alélicas e genotípicas.

Se o processo de maior importância para evolução das espécies e seleção no melhoramento de plantas é a substituição dos alelos menos favoráveis pelos mais favoráveis, assim as populações estariam formadas por indivíduos homozigotos na maioria dos locos e por uma minoria de locos heterozigóticos. Se isto é verdade, então, como poderia existir tanta variabilidade entre os indivíduos de uma população?

A variabilidade da população teria, então, as seguintes origens: - alelos responsáveis por fenótipos com valor neutro de adaptação, ligeiramente vantajoso ou desvantajoso conforme o ambiente. - Aparecimento de mutantes prejudiciais em freqüências individualmente baixas.

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- Polimorfismo balanceado devido aos alelos múltiplos mantidos na população pelas flutuações do ambiente.

- Mutantes benéficos e raros que não tiveram tempo de desalojar seus alelos. Com base neste conceito da estrutura das populações com ampla variabilidade, os alelos são considerados como a unidade básica dos estudos populacionais e define uma população como um conjunto de genes.

As propriedades das populações transcendem as dos membros que a compõem. As populações possuem uma coesão genética que em si, é uma propriedade da população e não de indivíduos.

O conjunto de genes de uma população é considerado como sendo um sistema organizado com propriedades complexas e integradas.

A seleção não estaria limitada a fixação dos genes, mas tenderia a afetar toda a população por meio de uma reorganização do conjunto de genes.

como um todo

A superioridade dos indivíduos fica subordinada à prosperidade da população

Se a planta alógama é heterozigota para a maioria dos locos, toda homozigose é prejudicial?

Porque as espécies alógamas devem ser tratadas como populações e as espécies autógamas como plantas individuais?

2. Determinação de freqüências genéticas e alélicas.

Sinonímias: - freqüências genotípicas ou genéticas ou zigóticas (Aa); - freqüências alélicas ou gaméticas (alelo A ou a).

Para as plantas alógamas, as freqüências genéticas e alélicas determinam as propriedades genotípicas ou genéticas das populações. As propriedades genotípicas da população são a variabilidade genotípica, as correlações genotípicas e as médias genotípicas das características agronômicas. O estudo das proporções genéticas das

FIT 370 – Melhoramento de Plantas populações alógamas ocorre por meio de amostragens.

Vamos utilizar, como exemplo, o tipo de constituição do endosperma da semente de milho. As sementes que possuem alto teor de açúcar no endosperma apresentam as sementes enrugadas quando esta estiver seca (13% de umidade). Quanto maior o teor de açúcar, mais enrugado é a semente. Sementes normais não se apresentam enrugadas devido ao alto teor de amido. Numa população hipotética são encontrados:

100 sementes com genótipo SuSu (doce) n1 1.0 sementes com genótipo Susu (meio doce) n2 900 sementes com genótipo susu (comum) n3

O número total de sementes é de 2.0 = N. A freqüência genotípica pode ser obtida da seguinte forma:

Por sua vez, a freqüência alélica pode ser calculada da seguinte forma:

3. Equilíbrio de Hardy-Weinberg

Foi deduzido independentemente por Hardy na Inglaterra, em 1908, e Weimberg, na Alemanha em 1909.

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“Numa população infinitamente grande em acasalamento ao acaso (a.a.a.), as freqüências alélicas e genotípicas permanecerão constantes de uma geração para outra a não ser que haja uma alteração devido à seleção, erro de amostragem (acasalamento não ao acaso), migração diferencial de genes (plantio sem isolamento) ou mutação”.

Princípios técnicos para a multiplicação de populações naturais de plantas alógamas (não são válidos para híbridos):

Isolamento (para evitar cruzamento indesejável); Amostragem (para representar corretamente as plantas superiores); Seleção (para eliminar as plantas inferiores e favorecer as superiores).

Forças que alteram o Equilíbrio de Hardy-Weinberg: - Seleção - reprodução diferencial dos genótipos.

- Acasalamento não ao acaso (erro de amostragem) – ocorre quando ao realizar o cruzamento, por exemplo, prefere-se plantas mais baixas em relação às mais altas.

- Migração diferencial - plantio sem isolamento de outras populações da mesma espécie ocorrendo uma transferência de genes. - Mutação – o alelo A é inativado, se transformando no alelo a.

Os objetivos de apresentar esse Equilíbrio de H.W. são mostrar a complexidade real e ajudar a entender os pontos principais das complexas relações biológicas, as quais, na sua ação conjunta, produzem as organizações próprias das populações mendelianas e são responsáveis pelas diferentes respostas à seleção. Além disso, o Equilíbrio de H-W proporciona as bases necessárias para estudar as alterações nas freqüências alélicas causadas pela seleção, migração, acasalamento não ao acaso e mutação.

O estado de equilíbrio (p2: 2pq: q2) é atingido em uma só geração ao se considerar somente um gene, qualquer que seja a freqüência genotípica ou alélica da população. Qual a aplicação prática desse fenômeno na atividade agronômica?

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