Genética na Agropecuária
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Genética na Agropecuária


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Nesse cruzamento, o genitor masculino formou dois tipos de grãos de pólen, S1 que
produziu o \u201cantígeno\u201d1 e S2 que produziu o \u201cantígeno\u201d 2. Na flor feminina, o genótipo S1S3
condicionou a produção dos \u201canticorpos\u201d anti 1 e anti 3. Como a reação é específica,
quando seencontram\u201cantígenos\u201d e \u201canticorpos\u201ddemesmo número, elessão bioquimicamente
afins e é a causa do impedimento de crescimento do tubo polínico, ocorrendo, assim, o
aborto do pólen. Portanto, no cruzamento considerado, ocorreu 50% de aborto de pólen -
S1 - e formaram os descendentes S1S2 e S2S3.
No sistema gametofítico de incompatibilidade, ocorrerá aborto do pólen sempre
que houver alelos emcomumnos genitoresmasculinos e femininos. Quando os dois alelos
do genótipo de umgenitor são osmesmos do outro genitor, correspondendo, portanto, a
uma autofecundação, ou a umcruzamento onde os genótipos dos genitores são idênticos,
ocorrerá 100% de aborto de pólen e não formará nenhum descendente. Por outro lado,
quando os genótipos dos genitores não possuemnenhum alelo emcomum, não ocorrerá
aborto de pólen e serão produzidos todos os descendentes esperados. Quando apenas
um alelo está em comumnos dois genitores, como no exemplo apresentado, nunca será
recuperado o genótipo materno entre os descendentes. Em função desse mecanismo de
incompatibilidade, nunca chegama ser formados genótipos homozigóticos para os alelos S
emcondições naturais.
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AlelismoMúltiplo
Paramelhor esclarecer sobre o efeito da autoincompatibilidade gametofítica considere
os cruzamentos apresentadosnaTabela 8.3. Três situações podemocorrer: 1)quando osdois
alelos são idênticosnosdois genitores, nenhumdescendente é produzido;2)quando apenasum
dos alelos é idêntico nos dois genitores, são produzidos dois tipos dedescendentes, cada um
comfrequência de½; 3) quando todos os alelos são diferentes nos dois genitores, não ocorre
aborto de pólene são produzidos quatro tipos de descendentes naproporção de¼.
FIGURA 8.3. Incompatibilidade gametofítica. Resultado do cruzamento ( ) S1S2 x S1S3 ( ).
Observe que em razão de o alelo S1 estar presente nos dois genitores, apenas o grão de pólen
portador desse alelo é abortado no estigma.
TABELA 8.3. Resultados de cruzamentos entre plantas de fumo, que possuem incompatibilidade
gametofítica, portadoras de diferentes alelos da série S.
Genitor MasculinoGenitor
Feminino S1S2 S2S3 S3S4
- ½ S1S3 ¼ S1S3
- ½ S2S3 ¼ S2S3
- - ¼ S1S4
S1S2
- - ¼ S2S4
½ S1S2 - ½ S2S4
S2S3
½ S1S3 - ½ S3S4
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O conhecimento desse fenômeno é de grande importância. Em várias fruteiras da
família Rosácea, por exemplo, émuito comumocorreremcultivares incompatíveis, havendo
a necessidade de plantar nos pomares cultivares compatíveis para se conseguir a produção
de frutos. É evidente que numa população de plantas, quanto maior o número de alelos da
série, menor a possibilidade de ocorrer cruzamentos incompatíveis e tambémocorrer falha
naproduçãode sementes. Pode-se demonstrarque a frequência decruzamentos incompatíveis
na população é função da expressão 2/m, emquem é o número de alelos da série S.
IncompatibilidadeEsporofítica
No sistema esporofítico, o fenótipo do pólen, para a reação de incompatibilidade, é
determinado pelo genótipo da célula mãe do grão do pólen, emvez de seu próprio alelo S.
Isso ocorre porque a produção do \u201cantígeno\u201d se dá na célulamãe do grão depólen, para em
seguida terminar a meiose e formar os grãos de pólen, os quais já recebemo \u201cantígeno\u201d.
Como a célula mãe do grão de pólen é diplóide, ocorre interação entre os alelos de
incompatibilidade, o quedetermina a produçãodo \u201cantígeno\u201d. Umainteração frequentemente
observada é a dominância completa e, nesse caso, forma-se apenas o \u201cantígeno\u201d em
decorrência do alelo dominante, que é passado a todos os grãos de pólen. O \u201canticorpo\u201d é
formado no pistilo, demodo semelhante ao sistema gametofítico, coma diferença de que a
interação alélica frequentemente observada é tambéma dominância completa.
Considerando o cruzamento ( ) S1S2 x ( ) S1S3 e admitindo que o alelo S1 seja o
dominante nosdoisgenitores, tem-seo resultado apresentado naFigura8.4. Nessecruzamento,
o genitor masculino produziu dois tipos de grãos de pólen, S1 e S2, e ambos receberamo
único \u201cantígeno\u201d 1 formado pela célula mãe dos grãos de pólen, em razão de ser o alelo S1
dominante. Aflor feminina tambémformou umúnico \u201canticorpo\u201d anti1, pelamesmarazão do
alelo S1 ser dominante. Assim, todos os grãos de pólen eramportadores do \u201cantígeno\u201d 1,
que tinha afinidade como \u201canticorpo\u201d anti1, resultando em100%de aborto do pólen e não
produzindo nenhumdescendente.
Apesar do sistema gametofítico ser o mais comum e conhecido há mais tempo, a
autoincompatibilidade esporofítica tambémocorre emmuitas espécies importantes, como,
por exemplo, nas brássicas: brócolis, repolho e couve flor. Para melhor entender esse
mecanismo, considere os cruzamentos apresentados naTabela 8.4. Nesses cruzamentos, foi
considerado que o alelo demenor expoente é dominante aos alelos demaior expoente em
todos os genótipos. Nos exemplos, ocorremcruzamentos com100% de aborto de pólen e
nenhumdescendente, quando o alelo dominante é comumnos dois genitores. Nos demais
cruzamentos são formados todos os descendentes esperados, na proporção de ¼. É
importante observar que entre os descendentes ocorremalguns homozigotos, ao contrário
do que se observou para a autoincompatibilidade gametofítica.
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AlelismoMúltiplo
FIGURA 8.4.Incompatibilidade esporofítica. Resultado do cruzamento ( ) S1S2 x S1S3 ( ).
Observe como há dominância de S1 em relação a S3, nenhum dos grãos de pólen consegue penetrar
no ovário não havendo produção de sementes.
TABELA8.4. Resultados de cruzamentos de plantas de brócolis, que possuem incompatibilidade
esporofítica, portadoras de diferentes alelos S.
Genitor MasculinoGenitor
Feminino S1S2 S2S3 S3S4
- S1S3 S1S3
S1S2 - S1S3 S1S4
- S2S2 S2S3
- S2S3 S2S4
S1S2 - S2S3
S2S3 S1S3 - S2S4
S2S2 - S3S3
S2S3 - S3S4
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Os mecanismos de incompatibilidade favorecem os cruzamentos entre genótipos
diferentes, evitando, dessemodo, a formação de homozigotos, que podemser prejudiciais
para a adaptação de uma espécie, quando unememumgenótipo alelos deletérios ou letais.
O conhecimento de incompatibilidade é importante para omelhoramento genético das
plantas que a possui, como as crucíferas.Uma operação que se tornamais facilitada, graças
à incompatibilidade, éaprodução de híbridos.Nesse caso, quando sedeseja produzir sementes
híbridas, a partir do cruzamento de duas linhagens, por exemplo S1S1 e S2S2, basta plantá-las
no campo, em fileiras alternadas, e todas as sementes produzidas serão híbridas.
Amultiplicação das linhagens homozigóticas para produzir novos híbridos é possível
mediante a autofecundação artificial, na fase de botão floral, quando, provavelmente, ainda
não se formou o \u201canticorpo\u201d no pistilo, que condiciona a incompatibilidade na
autofecundação natural. Atualmente, como desenvolvimento das técnicas de cultura de
tecidos, o processo tornou-se mais fácil, pela possibilidade de multiplicar as linhagens
autoincompatíveis por via assexuada.
Vale salientar tambémque em algumas espécies do gêneroEucalyptus é frequente a
ocorrência de autoincompatibilidade. Em um povoamento da espécie Eucalyptus
leucoxylon, por exemplo, foi constatado que em 57% das plantas não ocorria
autofecundação (Ellis e Sedgley, 1993). Omecanismo envolvido foi atribuído, emparte, à
ocorrência de macho-esterilidade (Capítulo 16), mas, principalmente, ao fenômeno de
autoincompatibilidade.
A identificação de plantas autoincompatíveis emeucaliptos émuito promissora, por
possibilitar a obtenção de sementes híbridas, a baixo custo, pois não haverá necessidade de
se proceder cruzamentos artificiais. Basta, para isso, colocar a planta autoincompatívelnos
campos deprodução