MELHORAMENTO GENETICO DE PLANTAS (FAG)

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MELHORAMENTO GENÉTICO 1
MELHORAMENTO GENÉTICO
MÉTODOS DE MELHORAMENTO
DAS ESPÉCIES 
AUTÓGAMAS (parte 01)
Faculdade de Agronomia Assis Gurgacz – FAG
Cascavel-Paraná
Melhoramento Genético
Prof. Celso G. de Aguiar
MELHORAMENTO GENÉTICO 2
DILMA
LULA
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MELHORAMENTO GENÉTICO
As espécies autógamas incluem as que
têm flores hermafroditas e que se
reproduzem predominantemente por
autofecundação, a morfologia força a
liberação do pólen dentro da própria flor
com taxa de autofecundação aproximada
de 95%.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Espécies autógamas de importância agronômica:
Cereais Leguminosas Olerícolas Frutíferas Industriais Forrageiras
Arroz Amendoim Alface Citrus Fumo Crotolária
Aveia Feijão Pmenta Nectarina Linho Ervilhaca
Sorgo Soja Tomate Pessego
Trigo
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MELHORAMENTO GENÉTICO
A variabilidade genética em autógamas ocorre
devido aos diferentes genótipos homozigotos
constituintes da população.
Indivíduos homozigotos transferem seu
genótipo aos descendentes, são reproduzidos
com precisão, isto possibilita que os agricultores
podem utilizar a própria semente para a próxima
geração.
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Reprodução fiel
F1 = G + E1 F2 = G + E2
Genitores Descendentes
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MELHORAMENTO GENÉTICO
SIMBOLOGIA
F - descendente de planta filial, para cruzamentos
controlados sendo a frequência alélica igual a metade;
F1 – geração homogenia geneticamente, são
heterozigotos para todos os locos em que os pais
diferem;
F2 – devido ao intercruzamento dos F1, ou
autofecundação, apresenta o máximo de segregação;
F3 até Finfinito – gerações sucessivas de autofecundações;
F3 – significa ou indica a geração da semente embrião e
não da planta;
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MELHORAMENTO GENÉTICO
SIMBOLOGIA
F2:3 – primeiro número refere-se a geração da planta que
originou a família e o segundo número a geração
utilizada para sua avaliação.
S0 – intercruzamento ao acaso de vários indivíduos, de
vários pais, não se conhece a frequência alélica;
S0 é igual a F2 – população de equilíbrio ou de
referencia;
RC1F1 – representa o progenitor 1, no primeiro
Retrocruzamento na geração F1;
Consequência genética: aumento da homozigose das
plantas que em eu grau máximo produz Linhas Puras.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
DESAFIO DOS MELHORISTAS
* DESENVOLVER CULTIVARES
SUPERIORES AOS EXISTENTES
NO MERCADO.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
ESTRUTURA GENÉTICA 
DAS
AUTÓGAMAS
MELHORAMENTO GENÉTICO 11
MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Profs. Antônio Costa de Oliveira e Luciano Carlos Maia – UFPEL - RS
ESTRUTURA GENÉTICA DAS AUTÓGAMAS
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Estrutura genética das Autógamas
(P1) (P2)
Homozigotos 
Total
AA x aa (%)
F1
Aa
0% 100% 0% 0
F2 25% 50% 25% 50
F3 37,50% 25% 37,50% 75
F4 43,75% 12,50% 43,75% 87,5
F5 46,88% 6,25% 46,88% 93,75
F6 48,44% 3,13% 48,44% 96,87
F7 49,22% 1,56% 49,22% 98,43
FInfinita 50% 0% 50% 100%
(1/2) 0 (1/2)
FInfinita [ 1 - (1/2)(n-1)]/2 (1/(1(1/2)(n-1)2)2)n-1 [ 1 - (1/2)(n-1)]/2 [ 1 - (1/2)(n-1)]
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Tamanho da população segregante
Nº de Genes Nº de Gametas F1
Nº de Genótipos 
F2
Nº Mínimo de 
indivíduos F2
n 2n 3n 4n
1 2 3 4
2 4 9 16
3 8 27 64
4 16 81 256
5 32 243 1.024
10 1.024 59.049 1,1x106
20 1.084.576 3,5x109 1,1x109
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MELHORAMENTO GENÉTICO
PODE-SE CONCLUIR QUE AS
AUTOFECUNDAÇÕES PROMOVEM A
HOMOZIGOSE, MAS NÃO A
HOMOGENEIDADE, POIS O RESULTADO
DAS AUTOFECUNDAÇÕES É A FORMAÇÃO
DE 3n GENÓTIPOS DIFERENTES.
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Numero de Genótipos e Fenótipos
A a
A AA Aa
a Aa aa
Genótipos: 3 AA: Aa;Aa: aa
Fenótipos: 2 AA: Aa;Aa: aa
Indivíduos: 4
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Numero de Genótipos e Fenótipos 
(2 pares de genes – A,a – B,b)
AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb Indivíduos: 16
Ab AABb AAbb AaBb Aabb Genótipos: 9
aB AaBB AaBb aaBB aaBb Fenótipos: 4
ab AaBb Aabb aaBb aabb Segregação: 9:3:3:1
Genótipos: AABB
(1)
AABb
(2)
AAbb
(1)
Aab
(2)
AaBb
(4)
AaBB
(2)
aaBB
(1)
aaBb
(2)
aabb
(1)
Fenótipos: A_B_ 9 aaB_ 3
A_bb 3 aabb 1
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Teoria das Linhas Puras de 
Johannsen
Johannsen (1903), cientista Dinamarquês
foi o primeiro a conceituar Linhas Puras,
ficou claro que o fenótipo observado de
qualquer planta é o resultado da sua
constituição genética e os efeitos do meio
ambiente - (F=G+A).
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Teoria das Linhas Puras de 
Johannsen
A teoria das linhas puras explica a causa do insucesso
das seleções dentro de linhas originárias por espécies
autofecundadas. Estas populações são constituídas por
uma mistura de tipos diferentes de plantas
homozigotas. Por isso, a descendência de uma planta
selecionada é igual a planta mãe. Não existe
variabilidade genética dentro das linhas e isto é a causa
do insucesso no processo seletivo, toda variação
observada é de origem ambiental.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Reprodução fiel
F1 = G + E1 F2 = G + E2
Genitores Descendentes
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MELHORAMENTO GENÉTICO
EXPERIMENTO DE JOHANNSEN
• A partir de uma amostra de feijão (Princess) em um lote misto,
selecionou diversos grãos de feijão pelo tamanho;
• Utilizou linhagens de sementes de diferentes tamanhos no
qual investigou o efeito da seleção sobre o peso médio das
sementes das progênies;
• Seu estudo se baseou no efeito das seleções para o caráter
peso médio de grão de sementes para os tamanhos pequena,
intermediários e grandes, em feijão da variedade Princess;
• Em seguida semeou e observou que a descendência dos grãos
menores produziam grãos com peso médio menor e a
descendência de grãos maiores produziam grãos com pesos
médios maiores.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
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MELHORAMENTO GENÉTICO
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Prof. José Baldin Pinheiro, ESALQ/USP
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MELHORAMENTO GENÉTICO
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MELHORAMENTO GENÉTICO
CONCLUSÕES......
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Conclusões do Experimento
1) Existem variações herdáveis e ambientais:
• Seleção foi efetiva em função que o lote apresentava
uma mistura de linhas puras, a variabilidade foi devido
à interação do genótipo com o ambiente – G + E;
2) A seleção só é efetiva se recair sobre diferenças
herdáveis, pois a população inicial era constituída de
linhas puras;
3) A seleção não gera variabilidade (variações).
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MELHORAMENTO GENÉTICO
DEFINIÇÃO DE LINHAS PURAS
São todas as plantas originadas
por autofecundação de uma
única planta totalmente
homozigota.
Johannsen(1903)
MELHORAMENTO GENÉTICO 28
MELHORAMENTO GENÉTICO
MÉTODOS
DE
MELHORAMENTO
EM
AUTÓGAMAS
Avaliação preliminar
Avaliação avançada
Ensaios regionais
Lançamento
Mutação Hibridação Introdução
Obtenção de linhagens
MutaçãoMutação
Melhoramento genético
1 ano
5 anos
1 ano
1 ano
3 anos
1 ano
30Fonte: Epagri - SC
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Métodos de melhoramento
que exploram a 
variabilidade existente
1) Introdução de linhagens;
2) Seleção Massal;
3) Seleção de plantas individuais com teste de
progênies.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Métodos de melhoramento
onde a variabilidade é gerada
artificialmente(Hibridação)
1) Método Populacional (“Bulk”);
2) Método Genealógico (“Pedigree”);
3) SSD (Single Seed Descent);
4) Retrocruzamentos.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Métodos de melhoramento
que exploram a 
variabilidade existente
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MELHORAMENTO GENÉTICO
1) Introdução de linhagens
Introdução é um método de melhoramento;
Ganho rápido;
Pode ser baseado em 2 focos:
Fonte de variabilidade através da introdução de
germoplasmas:
Uso direto para lançamento de cultivar.
Introdução, Testes, seleção e multiplicação;
Liberação;
Exemplos: Soja no Brasil: Bossier, Bragg, Davis e
Paraná.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
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MELHORAMENTO GENÉTICO
2) Seleção Massal
Fonte: Prof. Rosana Rodrigues – Uenf - RJ
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MELHORAMENTO GENÉTICO
O objetivo na seleção Massal é melhorar o desempenho de uma
dada população, selecionando-se e misturando-se os indivíduos
superiores;
_
_seleção de indivíduos fenotipicamente semelhantes;
_Método altamente influenciado pelo ambiente;
_Praticado desde a antiguidade;
_Só é eficiente em populações heterogêneas;
_Só pode ser usado em ambientes onde a característica se expressa;
_Como critério, só considera o fenótipo;
_A seleção é utilizada para caracteres de alta herdabilidade;
_Sistema muito utilizado para purificação de variedades autógamas
(antigas cultivares) pela perda de pureza durante as multiplicações;
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MELHORAMENTO GENÉTICO
VANTAGENS: 
Facilidade de condução;
Baixo custo operacional;
Purificação de linhas puras.
DESVANTAGENS:
Sem controle ambiental;
Ineficiente para baixa herdabilidade;
Atualmente é pouco eficaz devido a pouca variabilidade 
genética que a maioria das autógamas cultivadas apresenta 
hoje em dia;
Não é possível o estudo de progênies;
Não existe controle da geração;
Somente utilizado onde a característica se expressa no local;
Não é possível saber se a seleção foi pela constituição 
genética ou ambiental;
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MELHORAMENTO GENÉTICO
CONSIDERAÇÕES:
• NA SELEÇÃO MASSAL OS TIPOS SELECIONADOS SÃO COLHIDOS E
MISTURADOS, SENDO ASSIM, A NOVA VARIEDADE É CONSTITUÍDAS
POR MISTURA DE LINHAS PURAS.
• POPULAÇÃO MELHORADA MANTÉM A VARIABILIDADE DENTRO DA
POPULAÇÃO.
• TAMBÉM UTILIZADA PARA PURIFICAÇÃO DE SEMENTES DE UMA
VARIEDADE.
• OBJETIVO É MELHORAR O DESEMPENHO DE UMA CERTA POPULAÇÃO.
• INDICADO PARA PURIFICAÇÃO DE CULTIVARES ANTIGOS OU NO
PROCESSO FINAL DE LANÇAMENTO UMA NOVA CULTIVAR.
MELHORAMENTO GENÉTICO 40
MELHORAMENTO GENÉTICO
CONSIDERAÇÕES:
• HÁ DOIS TIPOS DE SELEÇÃO MASSAL:
a) positiva – seleção dos tipos desejáveis na 
população original;
b) negativa – seleção dos tipos indesejáveis 
preservando os remanescentes.
* A IDÉIA PRINCIPAL DA SELEÇÃO É AUMENTAR 
A MÉDIA GERAL DA POPULAÇÃO COM 
INDIVIDUOS SUPERIORES.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
3) Seleção de plantas individuais com teste de 
progênies
(Seleção de Linhas Puras ou Seleção Genealógica)
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MELHORAMENTO GENÉTICO
 O método consiste na seleção individual
de plantas feita na população original,
seguida da observação de suas
descendências, para fins de avaliação;
 Nenhum genótipo é criado, apenas
isola-se os melhores genótipos já
presentes na população heterogênea.
Borem (2009)
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MELHORAMENTO GENÉTICO
 ETAPAS:
 SELEÇÃO DE INDIVÍDUOS A PARTIR DA
POPULAÇÃO ORIGINAL (HETEROGENEA);
 PLANTIO EM LINHAS INDIVIDUÁIS PARA EXAME
VISUAL;
 REALIZAÇÃO DE EXPERIMENTAÇÃO COM
REPETIÇÕES E TESTEMUNHAS.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Cada linha selecionada passa a constituir uma unidade
experimental.
Fonte: Prof. Rosana Rodrigues – Uenf - RJ
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Prof. Celso G. de Aguiar – FAG – Cascavel-PR
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Prof. Celso G. de Aguiar – FAG – Cascavel-PR
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Profs. Antônio Costa de Oliveira e Luciano Carlos Maia – UFPEL - RS
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MELHORAMENTO GENÉTICO
3) Seleção de plantas individuais com teste de progênies
Fonte: Prof. José Baldin Pinheiro, ESALQ/USP
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MELHORAMENTO GENÉTICO
Fonte: Prof. José Baldin Pinheiro, ESALQ/USP
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MELHORAMENTO GENÉTICO
VANTAGENS:
1. Seleção eficiente para caracteres de baixa
herdabilidade;
2. É possível verificar se o potencial apresentado é de
efeito genético ou de ambiente;
DESVANTAGENS:
1. Mais trabalhoso e de maior custo;
2. Maior custo;
3. Condução somente onde se pretende lançar a
cultivar;
4. Não é possível o uso de casa de vegetação.
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MELHORAMENTO GENÉTICO
FIM
PRIMEIRA PARTE
OBRIGADO