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Métodos de melhoramento de plantas autógamas, alógamas, mistas e de reprodução assexuada: I - Seleção FTT 1007 Melhoramento de Plantas Turma 11 Profª Lia Reiniger Sequência da apresentação • Métodos de melhoramento de plantas autógamas, alógamas, mistas e de reprodução assexuada • Que método de melhoramento empregar? • As cultivares atualmente disponíveis são dos seguintes tipos • I – Seleção • Teoria da seleção de Linhas Puras • As descobertas de Johannsen • Métodos de melhoramento de autógamas • Métodos de melhoramento de alógamas • Métodos de melhoramento de plantas de reprodução assexuada • Seleção massal em autógamas, em alógamas, em plantas de reprodução assexuada • Seleção de plantas individuais com teste de progênie em autógamas, em alógamas Exemplos de Culturas • Autógamas • Alógamas • Reprodução Assexuada Métodos de melhoramento de plantas autógamas, alógamas, mistas e de reprodução assexuada • Dividem-se em: 1. Convencionais 2. Assistidos ou auxiliados pela Biotecnologia Vegetal • Introdução de germoplasma • Seleção • Hibridação Incluem: 2.1 SAM ou MAM 2.2 Transformação Genética geram cultivares melhoradas convencionais geram cultivares melhoradas transgênicas Que método de melhoramento empregar? Depende da variabilidade genética existente no germoplasma • Sp silvestre ou domesticada mas não melhorada introdução + seleção seleção • Sp com alto nível de melhoramento hibridação + seleção , introdução + SAM ou MAM, hibridação + transformação genética As cultivares atualmente disponíveis são dos seguintes tipos: • Autógamas: • Alógamas: • Reprodução assexuada: Linhas Puras (versões convencional ou transgênica) híbridos, no Brasil: arroz, tomate, berinjela Variedades de Polinização Aberta (VPAs) Híbridos (versões convencional ou transgênica) clones clones híbridos I - Seleção • Reprodução diferencial • Processo natural em que os indivíduos mais bem adaptados deixam um maior número de descendentes • Processo artificial em que somente os indivíduos com características desejáveis deixam descendentes • Em autógamas: Teoria da Seleção de Linhas Puras • Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927) - botânico e geneticista dinamarquês Teoria da Seleção de Linhas Puras (1903): efeito da seleção sobre o peso das sementes de feijão de um lote da cultivar ‘Princess’ • 1º Ensaio - lote inicial com sementes de vários tamanhos (pesos): as mais pesadas possuíam maior peso médio seleção entre progênies foi efetiva • 2º Ensaio – 19 sementes do lote original, cada uma delas procedente de uma planta-mãe diferente cada progênie com um peso médio característico: Linha 1: 68 cg......Linha 19: 35 cg pequena variabilidade dentro e muito grande entre as progênies Teoria da Seleção de Linhas Puras: as descobertas de Johannsen • o lote de sementes da cultivar ‘Princess’ era constituído de uma mistura de “linhagens puras” • Linha pura = a descendência ou progênie obtida da autofecundação de um único indivíduo homozigoto • Há variações herdáveis e variações causadas pelo ambiente • A seleção somente atua sobre diferenças herdáveis • A seleção não cria variabilidade; apenas atua sobre a variabilidade genética existente Métodos de Melhoramento de Plantas Autógamas • Introdução de plantas • Seleção massal⇒ alta h2 • Seleção de Plantas Individuais com teste de progênie ⇒ alta e baixa h2 2. ampliam a variabilidade por meio de hibridação e depois: conduzem as populações segregantes novamente à homozigose • Método do Genealógico (‘Pedigree’) • Método da População (‘Bulk’) • Método ‘Single Seed Descent’ - SSD (descendente de uma única semente) • Método dos Retrocruzamentos (para caracteres qualitativos) 1. exploram a variabilidade existente: 3. explora o vigor híbrido: mantém na geração F1 1 e 2 geram cultivares tipo Linha Pura 3 gera cultivares tipo Híbrido Métodos de Melhoramento de Plantas Alógamas 1. aumentam a frequência de alelos favoráveis = melhoramento de populações 2. exploram o vigor híbrido: mantém na geração F1 geram cultivares do tipo Variedades de Polinização Aberta gera cultivares do tipo Híbrido entre Linhagens Endogâmicas Métodos de melhoramento de plantas de reprodução assexuada Sequência de um Programa de Melhoramento de Plantas de Propagação Vegetativa: 1. obtenção de variabilidade genética: vários métodos 2. seleção de genótipos superiores 3. testes dos genótipos superiores 4. multiplicação e distribuição aos agricultores convencionais e não convencionais Obtenção de variabilidade em plantas de reprodução assexuada Convencionais • Introdução de plantas • Hibridação • Autofecundação: libera a variabilidade genética e permite a seleção de novos genótipos para uso em cruzamentos Não Convencionais • Indução de mutação • Técnicas da Cultura de tecidos • Transformação genética geram cultivares tipo Clone ou Clone Híbrido Seleção Massal em Autógamas: • eficiente para caracteres de alta h2 • aplicações: pouco utilizada atualmente nos programas de melhoramento convencional de espécies com alto grau de melhoramento 1. obter cultivares locais melhoradas: linhagens diferentes quanto ao ciclo (muito precoces ou muito tardias), com resistência a doenças 2. purificar cultivares para a produção de sementes: algumas espécies autógamas (arroz, feijão): os agricultores não adquirem sementes anualmente, deve existir variabilidade dentro da cultivar em uso decorrente de mistura mecânica de sementes de linhagens diferentes cruzamentos mutação Seleção Massal Simples • consiste na seleção, por ocasião da colheita, das melhores plantas ou dos melhores frutos • método barato e simples • alta intensidade de seleção: 1 - 5% • consiste na introdução, em um campo de seleção massal simples, de um melhor controle da heterogeneidade do solo, dividindo a área em estratos e praticando-se a mesma intensidade de seleção em cada estrato • devem-se: - praticar a seleção em cada estrato independentemente dos outros estratos - evitar a seleção em estratos com falhas (falta de competição) • alta intensidade de seleção: 1 - 10% Seleção em Alógamas: Seleção Massal Estratificada • aplicação: populações de ampla base genética como populações recém sintetizadas ou material exótico, recém introduzido e para caracteres de alta h2 • 1 ciclo por ano (seleção e recombinação simultâneas) • seleção em apenas 1 sexo (depois da floração) Melhoramento Intrapopulacional Seleção e testes de genótipos superiores em plantas de reprodução assexuada • seleção clonal = seleção massal fenotípica • a seleção é efetuada em plantas individuais de uma população segregante ou mesmo em lavouras comerciais que apresentem indivíduos atípicos, com fenótipo superior ao clone original • inicialmente: muitos genótipos, pouco material propagativo, parcelas pequenas, poucas repetições e locais; seleção para características de alta h2 • gradativamente: o nº de genótipos o material propagativo o tamanho das parcelas as repetições e os locais • Pode-se aumentar a intensidade de seleção Seleção de Plantas Individuais com Teste de Progênie em Autógamas • seleção de plantas individuais superiores (fenotipicamente) seguida da análise de suas descendências • 1 ciclo leva 2 anos: primeiro seleção e depois recombinação • teste de progênie = avaliação do genótipo dos pais baseada no fenótipo da descendência Alógamas: seleção entre e dentro de progênies de meios irmãos (= seleção com teste de progênie) • inicialmente são obtidas sementes de plantas de polinização livre (progênies de meios irmãos) da população a ser melhorada • avaliam-se as progênies • seleção entre progênies – intensidade de seleção: 10 a 20% • recombinação das progênies selecionadas usando-se semente remanescente • seleção dentro dasprogênies