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Aula 6 – Melhoramento de Espécies com Propagação Assexuada Prof. Isaias Olivio Geraldi LGN0313 – Melhoramento Genético Piracicaba, 2012 LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi Cronograma de Aula 1. Objetivos do Melhoramento 2. Vantagens do Uso da Propagação Assexuada 3. Geração de Variabilidade 4. Seleção de Genitores para Cruzamentos 5. Etapas da Seleção 6. Considerações Finais LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 1 – Objetivos do Melhoramento • Identificar, selecionar e multiplicar o genótipo superior de uma população, de modo que este venha a ser cultivado pelos agricultores, isto é, se torne um cultivar • Quanto ao modo de reprodução as plantas podem ser: • Autógamas • Alógamas • Intermediárias LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 2 - Vantagens da Propagação Assexuada • Algumas, porém, têm a alternativa da propagação assexuada (ou propagação vegetativa), que é a propagação feita através de bulbos, estacas, manivas, etc • Exemplos: cana-de-açucar, mandioca, batata, forrageiras LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 2 - Vantagens da Propagação Assexuada • O genótipo de uma planta (homozigoto ou heterozigoto) pode ser multiplicado indefinidamente, e deste modo, ser avaliado com um alto nível de precisão (uso de parcelas maiores, várias repetições, vários locais, vários anos, etc.), possibilitando uma avaliação bastante segura do mesmo. O mesmo não acontece com a propagação sexuada onde ocorre segregação. LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 3 – Geração de Variabilidade • Como já foi visto, é necessária a existência de variabilidade genética para permitir a seleção de genótipos superiores. Ou, recordando da expressão da resposta esperada com a seleção: • Portanto, quanto maior a variabilidade genética ( ), maior o coeficiente de herdabilidade (h2) e maior a resposta (ganho) com a seleção (Rs) )/( 2222 EGG h σσσ += 2 .hdsRs = 2 G σ LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi • As populações-base para seleção geralmente são obtidas de cruzamentos biparentais ou multiparentais entre cultivares comerciais: 3 – Geração de Variabilidade C1 X C2 ↓↓↓↓ F1 (Pop. base) C1 X C2 C3 X C4 ↓↓↓↓ ↓↓↓↓ X ↓↓↓↓ F1 F1 F1 (Pop. base) LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 3 – Geração de Variabilidade • Procura-se nesses cruzamentos obter combinações genotípicas diferentes. Exemplo, considerando-se um loco com dois alelos: • Para n locos, com dois alelos por loco, tem-se: 22n genótipos diferentes A1A2 X A3A4 ↓↓↓↓ F1: A1A3 A1A4 A2A3 A2A4 LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 3 – Geração de Variabilidade • Exemplo: – 20 locos com dois alelos: 240 genótipos diferentes, ou mais de um trilhão de genótipos diferentes – Obviamente, isso produz uma variabilidade considerável – Portanto, a magnitude da variabilidade genética liberada pelo cruzamento de cultivares (clones) é função da heterozigose e do número de alelos diferentes por loco LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi • Na escolha de genitores para cruzamentos geralmente utilizam- se os Cultivares existentes • Objetivos: – Aproveitar os benefícios já conseguidos com o melhoramento genético – Aumentar a probabilidade de concentração de alelos favoráveis em um genótipo 4 – Seleção de Genitores para Cruzamento LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi • Os cultivares comerciais geralmente apresentam um nível já elevado de produtividade e uma série de outros caracteres favoráveis em conjunto, como adaptação, resistência a doenças e pragas, precocidade, resistência a acamamento, etc • Portanto a seleção de cultivares para cruzamentos deve ser muito criteriosa e, para isso, considera-se os seguintes fatores: - Genealogia - Divergência genética - Complementariedade 4 – Seleção de Genitores para Cruzamento LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi a. Genealogia • O conhecimento da genealogia de cada cultivar é muito importante, para evitar o cruzamento entre cultivares aparentados. Isso porque estes não liberam muita variabilidade, por terem muitos alelos em comum 4 – Seleção de Genitores para Cruzamento LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi b. Divergência genética • O nível de divergência genética está relacionado com a magnitude da variabilidade genética liberada nos cruzamentos, isto é, quanto maior a divergência genética entre os cultivares, maior a quantidade de variabilidade genética. A divergência genética pode ser avaliada através dos seguintes fatores: • heterose dos cruzamentos • marcadores moleculares 4 – Seleção de Genitores para Cruzamento LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi c. Complementariedade • No melhoramento genético procura-se concentrar os caracteres favoráveis em um único genótipo • Considerando-se os caracteres “resistência a uma doença X” e “resistência a uma praga Y” pode-se ter, por exemplo: – Cultivar A: Resistente à doença X e suscetível à praga Y – Cultivar B: Suscetível à doença X e resistente à praga Y • Estes dois cultivares são complementares e o cruzamento entre eles pode originar genótipos resistentes à doença X e à praga Y 4 – Seleção de Genitores para Cruzamento LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 5 – Etapas da Seleção • De um cruzamento biparental ou multiparental, obtém-se uma geração “F1” com grande variabilidade genética μ LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi a. Etapas Iniciais • Seleção individual para caracteres de alta herdabilidade (vigor, resistência a doenças, etc) • As plantas selecionadas são clonadas para iniciar a avaliação em experimentos com repetições • Como tem-se muitos genótipos e poucos clones de cada genótipo, nos experimentos utilizam-se parcelas pequenas, com poucas repetições e apenas um local • A precisão experimental é baixa e, devido a isso, a seleção é branda (baixa intensidade) 5 – Etapas da Seleção LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi b. Etapas Intermediárias • Quando o número de genótipos diminui, devido às etapas iniciais de seleção, aumenta-se gradativamente o tamanho das parcelas, o número de repetições e o número de locais de avaliação • Devido a isso a precisão experimental aumenta, podendo-se aumentar a intensidade de seleção 5 – Etapas da Seleção LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi c. Etapas Finais • Quando o número de genótipos diminui consideravelmente utilizam-se parcelas maiores e com bordaduras, e aumenta-se ainda mais o número de repetições e de locais de avaliação • As avaliações são repetidas também em vários anos, utilizando-se testemunhas nos experimentos, que são os melhores cultivares disponíveis • Torna-se assim possível selecionar o “genótipo superior”, que poderá se tornar um novo CULTIVAR 5 – Etapas da Seleção LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi 6 – Considerações Finais para seleção individual para seleção baseada na média de repetições (R) para seleção baseada na média de repetições (R) e locais (L) para seleção baseada na média de repetições (R), locais (L) e anos (A) )/( 2222 1 EGG h σσσ += )]/(/[ 2222 2 Rh EGG σσσ += )]/(/[ 2222 3 RLh EGG σσσ += )]/(/[ 2222 4 RLAh EGG σσσ += • É importante considerar que: LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. Isaias Olivio Geraldi • Consequentemente, a herdabilidade aumenta no mesmo sentido, isto é: , devido ao maior controle ambiental proporcionado pelo uso de um maior número de repetições, locais e anos de avaliação • Isso permite uma avaliação praticamente perfeita do valor genotípico do indivíduo e, consequentemente, a seleção do “genótipo superior” 6 – Considerações Finais 2 4 2 3 2 2 2 1 hhhh <<< LGN0313 – Melhoramento Genético Prof. IsaiasOlivio Geraldi
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