Resumo aula 1 e 2 Melhoramento de Plantas

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RESUMO DAS AULAS 1 E 2 DE MELHORAMENTO DE PLANTAS – UENF – 1/2018
Aula 1 
IMPORTÂNCIA E OBJETIVOS DO MELHORAMENTO DE PLANTAS
Tudo que consumimos diariamente é produto do melhoramento de plantas, o produtor produziu e o melhorista melhorou. O homem é quase que absolutamente dependente das plantas para a sua alimentação. Tudo aquilo de que ele se alimenta é quase que, sem exceção, constituído de plantas ou derivado mais ou menos diretamente das plantas, como por exemplo: carne, ovos e laticínios. As plantas são, também, direta ou indiretamente, as maiores fontes do vestuário, combustível, medicamentos e materiais de construção. A ênfase do melhoramento de plantas tem sido colocada, em grande parte, no aumento da produtividade agrícola. Isto é consequência da grande necessidade de uma fonte adequada de alimentação para satisfazer o constante crescimento da população num mundo de área limitada.
ORIGEM DA AGRICULTURA
Há quanto tempo o homem pratica a agricultura? Há cerca de 10.000 anos atrás, pelos nômades (civilizações que não se estabeleciam no local, viviam da coleta e da caça, então quando acabava o alimento naquele local, eles se deslocavam para outro). Imaginamos que acontecesse algo que desaparecessem os humanos do planeta, o que aconteceria com as plantas, seria extintas? Não, algumas espécies ficariam até melhor sem nós, elas continuariam no planeta, algumas espécies domesticadas (dependente de cuidado humano) talvez sim. Agora imaginamos o contrário, onde todas as espécies das plantas são extintas, nós humanos morreríamos.
O que as plantas fornecem para nós? Uma série de compostos, medicamentos, combustíveis, roupas e, logicamente alimentação. Então, a atividade humana está intrinsicamente relacionada com as plantas. Quando o homem descobre que ao semear uma semente na terra e depois se alimentar dela, foi uma grande revolução (gráfico-slide 3).
Desenvolvimento de tipos mais “adaptados” – aparência (fenótipo) – figura do trigo silvestre e trigo cultivado (melhorado). Qual a diferença entre eles? Silvestre= sistema radicular abundante, planta de tamanho maior, folhagem mais larga, resistência à competição, à doenças e pragas, etc. Melhorada= sistema radicular restrito, folhas finas, planta de tamanho menor. Portanto, muitas características relacionadas à rusticidade são perdidas por processo que vêm em decorrência do melhoramento de plantas, porém tais características podem ser resgatadas. Então, houve mudanças no aspecto geral das espécies na busca pela produtividade (produção por unidade de área).
O homem primitivo fazia seu processo de seleção empírico, sem nenhuma sistematização. A sistematização do melhoramento só foi possível graças ao avanço da genética. O que os melhoristas modernos receberam são produtos finais de um longo período de seleção natural sob as condições de cultivo.
O QUE É MELHORAMENTO DE PLANTAS?
Melhoramento é a combinação de arte (capacidade do individuo aplicar seu conhecimento) e ciência, a união dessas, é buscada no melhoramento para se modificar as plantas (cruzamentos) de forma a atender as necessidades do homem. Hoje que tipo de plantas nós precisamos? Resistência à seca, à fungo, produzam mais gastando menos pra poder permitir lucro ao produtor, produzam mais comida pra alimentar mais boca.
Foi a partir da 1ª guerra mundial que a humanidade percebeu esse desequilíbrio entre produção e consumo, então observou-se a importância de produzir mais comida e melhor (aumentar a oferta de alimento). O melhoramento realizado de forma empírica nos primórdios da agricultura, quando os agricultores iniciaram a adaptação das plantas, selecionando as espécies e variedades mais desejáveis, resultou nas primeiras mudanças alélicas dirigidas. Os resultados contribuíram para o processo evolucionário das espécies cultivadas. O melhoramento é uma ciência que envolve o conhecimento em genética, biologia molecular, bioquímica, fisiologia, estatística, botânica, fitopatologia, entomologia, agronomia. A maneira adotada, então, em vários programas de melhoramento, para o domínio de diversas áreas, é o trabalho em equipe.
Teoria de Malthus (1798) – previa que a população crescia em progressão geométrica e a produção de alimentos crescia em progressão aritmética, e em um determinado período da história nós teríamos uma grave crise e morreríamos de fome. Tal previsão não ocorreu graças ao melhoramento de plantas. Ainda hoje se fala nisso, os Malthusianos modernos afirmam que a catástrofe foi, apenas, adiada e que a miséria ligada à superpopulação ainda é o destino da civilização atual. O Brasil está caminhando para 9 Bilhões de habitantes.
O melhoramento com ênfase na produtividade agrícola conseguiu aumentar a produção por área. Então, por exemplo, culturas que se produziam 200kg/ha passaram a produzir 2000kg/ha com o melhoramento e, com outras forma de manejo, irrigação, adubação, controle de invasoras, uma série de atividades que tornaram o método de produção mais eficiente do ponto de vista de aumentar a quantidade de alimentos produzidos. Isso tem e teve um custo, houve muito desmatamento, contaminações por adubos químicos e, também, a utilização massiva de agrotóxicos.
Revolução verde – aumentar a produtividade em lugares onde há muita pobreza e fome, priorizavam híbridos com alta performance, alta produtividade e que necessitavam grande quantidade de adubação. O sucesso foi só no primeiro ano, depois no terceiro e quarto ano aconteceu um efeito que eles não esperavam, a quantidade de insetos-pragas (devastação drástica por gafanhoto) e doenças presentes nessas áreas aumentou drasticamente, porque se passou de um processo de grande diversidade local para um processo de uniformidade genética. O Malthus não contava com essas variedades melhoradas, não contava que novas áreas de produção fossem conquistadas, mesmo a custo de alto investimento (ex. soja plantada em várias regiões). Outra oportunidade para aumentar a produção consiste no uso de melhorias práticas agrícolas, incluindo melhor fertilização, rotação de cultura mais efetiva, melhores métodos de preparo do solo e controle mais eficiente de ervas daninhas, doenças e pragas. Finalmente, pode-se esperar que o melhoramento de plantas contribua para aumentar a produtividade agrícola. Conseguido não somente por melhoramento de variedades altamente produtivas, como também pelo desenvolvimento de variedades que contribuam para estabilizar a produção através da resistência a doenças, seca, calor, frio e vento.
OBJETIVOS DO MELHORAMENTO DE PLANTAS:
Uma das contribuições mais importantes do melhoramento de plantas tem sido o desenvolvimento de melhores variedades para novas áreas agrícolas. Isto tem sido conseguido ajustando-se o ciclo de crescimento da variedade para melhor se adaptar às disponibilidades climáticas. Outra contribuição do melhoramento de plantas consiste no melhoramento de plantas em relação a caracteres agronômicos e hortícolas. A mais conhecida contribuição do melhoramento de plantas, consiste no desenvolvimento de variedades resistentes a doenças e insetos. 
- Variedades tolerantes ao calor, frio ou seca.
- Aumentar a produtividade;
- Produtos de alta qualidade no mercado (sem doenças, perfeito aspecto visual e palatável);
- Cultivares para colheita mecanizada (carência de mão-de-obra);
- Cultivares para novas áreas agrícolas (ex. produção de cevada em Campos);
- Cultivares resistentes a doenças e pragas;
- Cultivares resistentes à estresse ambiental (T alta, falta d’água, Al no solo, pouco nutriente...)
Importância para o bem-estar humano os progressos que conduzem a uma melhor qualidade dos produtos agrícolas. Exemplos: o desenvolvimento de fibras de algodão mais fortes e mais longas, certamente, contribui para o bem-estar humano. Igualmente, feijão-vagem sem fio e maçãs de melhor sabor; trigo com maior teor de proteína ou tomates com maior conteúdo de vitamina.
Todas essas características são importantes para o melhorista ter em foco.
Essa gama de objetivos faz com que o melhorista requeiraa multidisciplinaridade. O melhorista precisa entender um pouco de botânica (se a planta é autógama, alógama, tipo de crescimento, quando ela floresce, têm que conhecer, entender a planta); genética (característica dominante ou recessiva, muito ou pouco genes que controlam); estatística (qual o delineamento estatístico vou usar); biotecnologia (cultura de tecidos, marcadores moleculares), fitopatologia (doenças que ocorrem, resistência, interação planta-patógeno); entomologia; manejo da cultura (com que vai adubar? Quando? Que época vai adubar? Como vai irrigar?). Então, monta uma equipe com profissionais de diversas áreas trabalhando integradamente. 
ATIVIDADES PRINCIPAIS DO MELHORISTA
- desenvolver uma cultivar nova
- pesquisar na área de recursos genéticos
- pesquisa em novos métodos de melhoramento
- pode treinar, ensinando, formando novos melhoristas (trabalho em empresas públicas quanto em empresas privadas)
O QUE SE ESPERA DE UM MELHORISTA DE PLANTAS?
Têm que ser bom em duas coisas: Gerenciar recursos humanos e financeiros (máquinas agrícolas, equipamentos e produtos de laboratório); trabalho em equipe (acessível, flexível, pronto a ouvir, pra trabalhar junto).
ONDE SE TRABALHA COM MELHORAMENTO DE PLANTAS 
Na universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF)- único programa de melhoramento do estado do RJ; No mundo: CIAT (Centro internacional de Agricultura Tropical que estuda feijão e mandioca); CIMMYT (Centro internacional de milho e trigo no México); CIP (Centro Internacional Papa-Perú); IRRI (Centro internacional que estuda o arroz); Universidade da Califórnia, Universidade da Flórida; Empresas privadas; No Brasil: instituições públicas – Embrapa (+ de 65% estão aqui); empresas estaduais de pesquisa; universidades (o produto é formar melhoristas); empresas privadas.
BIODIVERSIDADE – Diversidade ecológica => refere-se a muitos tipos diferentes de comunidade de plantas e as relações entre elas; Diversidade de espécies => refere-se ao grande número de tipos diferentes de plantas; diversidade genética => genes e cromossomos. 15 espécies, 90% de toda a alimentação: arroz, feijão, milho, trigo, cevada, cana, banana, beterraba, soja, sorgo, amendoim, coco, batata-doce, batata, mandioca. 
EROSÃO GENÉTICA => irreversível; perda de genótipos ou genes (variabilidade); passo antes da extinção (áreas degradadas). Pode ocorrer: condições naturais (queimadas, represas, estradas); banco de germoplasma (má preservação=perda de germinação); programas de melhoramento (seleção intensa). UNIFORMIDADE GENÉTICA => Ocorre quando todos os membros de uma população têm genótipos semelhantes. Diversidade genética: BANCOS DE GERMOPLASMA => locais onde são guardados os genes das plantas-coleções; mantém a diversidade genética -> variedade de genes e genótipos dentro de uma espécie particular. Destinado a: coletar, preservar, caracterizar, distribuir, avaliar e regenerar. 
CENTROS DE ORIGEM: É muito importante para o melhorista saber onde se encontra geograficamente a variabilidade genética da cultura que está trabalhando. Grande parte da variabilidade genética de uma cultura está presente no seu centro de origem ou centro de diversidade. Um grupo de pesquisadores russos, e em especial o biologista Nicolai Ivanovich Vavilov, mostraram que certas áreas do mundo concentram a maior diversidade genética das espécies cultivadas. Vavilov identificou oito diferentes centros, alguns dos quais foram subdivididos: 1. China, 2. Índia, 2a. Indo-malaio, 3.Ásia Central, 4. Oriente Próximo, 5. Mediterrâneo, 6. África Oriental, 7. Mesoamérica, 8. América do Sul, 8a. Chile. Esses centros estão separados geograficamente por desertos, planícies ou montanhas. Os centros definidos por Vavilov são áreas onde houve o desenvolvimento independente de civilizações agrícolas. Geralmente uma espécie está relacionada apenas com um centro, mas algumas vezes ela pode ser encontrada em mais de um. Quando isto acontece, o local onde existe maior variabilidade é denominado de centro primário, e é considerado o local onde a espécie foi domesticada. O centro secundário se desenvolve de tipos que migraram do centro primário. Vavilov considerava estes centros de diversidade genética como centros de origem (onde ocorreu a domesticação) das espécies cultivadas. Entretanto, alguns pesquisadores afirmam que nem sempre o centro de origem coincide com o centro de maior diversidade genética de uma determinada espécie. Segundo Nicolai Ivanovich Vavilov (1926), os centros de origens das espécies coincidem com as áreas onde existe a maior variabilidade nas espécies. Local onde as espécies se originaram e evoluíram; espécies apareceram em locais específicos. 
CENTROS DE DIVERSIDADE: locais com maior variabilidade das espécies. Importância para a ecologia (áreas de proteção e conservação), para o melhoramento (aproveitamento de variabilidade). Porque centros de origem não são mais considerados centros de diversidade? Centros de diversidade nem sempre ocupam uma área delimitada; os centros de diversidade de diferentes culturas nem sempre coincidem com os centros de origem. Existem centros secundários de diversidade: longa história de cultivo contínuo; diversidade ecológica; diversidade humana. 
ATIVIDADES RELACIONADAS COM RGV: intercâmbio de Germoplasma e Quarentena-regulamentos fitossanitários; Coleta de Germoplasma- tipos de locais: hortas, pomares, mercados, habitats silvestres; Prioridade de coleta- variedades obsoletas, raças locais (landraces), áreas com mudanças severas; Dados de coleta- passaporte completo; Estratégias de ação para coleta de germoplasma => coleta: o que coletar? Parentes silvestres, espécies silvestres, cultivares primitivos e obsoletas; onde coletar? Centros de diversidade, pequenas propriedades, mercados/feiras, aldeias, rodovias secundárias; como coletar? Prospecção, expedição, amostragem, manejo do material coletado. Caracterização de Germoplasma => morfológica, reprodutiva, agronômica, citogenética, química, bioquímica, molecular. Descritores (boa separação); Avaliação do germoplasma => características de interesse: avaliação A>B ou A<B, avaliação de forrageiras para uso sob pastejo “in situ”, avaliação de espécies para resistência à doenças. 
ETAPAS: correta identificação botânica, cadastro de acessos por espécie (detecta duplicata), caracterização, avaliação preliminar, avaliação complementar-experimentos com equipes multidisciplinares. DOCUMENTAÇÃO (informática) – dados de fácil recuperação e compreensíveis (dados de passaporte, caracterização e de avaliação); CONSERVAÇÃO – Tipos de coleção: coleção base – agrupa a variabilidade possível das espécies alvo, incluindo parentais selvagens, cultivares, cultivares tradicionais e elites. Tem a função de conservação do germoplasma a longo prazo e como precaução contra possíveis perdas, e não para distribuição ou intercâmbio; longo prazo (segurança nacional). Quantas coleções base temos no Brasil? Só uma, na EMBRAPA, recurso genético em Brasília, DF. Coleção ativa (BAG) – faz a conservação a curto e médio prazo, para gestão e distribuição. Nestes locais são mantidas amostras oriundas de coleções base, dedicando-se a avaliação, documentação e intercâmbio de germoplasma. Essa coleção tem em outros lugares devido ser trabalhadas ativamente. Coleção Nuclear – reúne a maior variabilidade genética de uma espécie no menor número possível de amostras. Os acessos duplicados são eliminados, diminuindo o número de amostras similares. Representa a variabilidade genética da espécie. É quando tenho uma coleção grande e retiro uma porcentagem para representar o todo. Coleção de trabalho – fornece material para o melhorista ou para instituições de pesquisa que fazem melhoramento. As sementes são conservadas a curto prazo. É aquela que está sendo usada pelo melhorista naquele momento. 
TIPOS DE SEMENTES: Ortodoxas – suportam redução 4 a 6% de Umidade, -18 a -20ºC, são as sementes que sobrevivem a secagem e congelamento durante a conservação ex situ, ao contrário das sementes recalcitrantes.Ex. milho, trigo, arroz, feião, pimenta e pimentão, tomate. Recalcitrantes – são as sementes que não sobrevivem à secagem e congelamento durante a conservação ex situ, não suportam redução na umidade. Ex. manga, seringueira, abacate, café, citros, cacau e coco. 
TIPOS DE CONSERVAÇÃO => in situ – são coleções de germoplasma conservadas no local de origem. Esses bancos são constituídos de reservas genéticas ou conservação de ecossistemas. Na natureza, ou seja, no local de origem. Conservação in situ – é definida como sendo a conservação dos ecossistemas e dos habitats naturais e a manutenção e a reconstituição de populações viáveis de espécies nos seus ambientes naturais e, no caso de espécies domesticadas e cultivadas, nos ambientes onde desenvolveram seus caracteres distintos. A conservação in situ apresenta algumas vantagens, tais como: (i) permitir que as espécies continuem seus processos evolutivos; (ii) favorecer a proteção e a manutenção da vida silvestre; (iii) apresentar melhores condições para a conservação de espécies silvestres, especialmente vegetais e animais; (iv) oferecer maior segurança na conservação de espécies com sementes recalcitrantes e (v) conservar os polinizadores e dispersores de sementes das espécies vegetais; ex situ – fora do local de origem (banco de sementes-câmaras frias, mais barato e para sementes ortodoxas. In vitro – cultura de tecidos – são coleções de germoplasma mantidos em laboratório em condições que reduzam o crescimento das amostras. A conservação é feita através de meristemas ou outros tecidos das plantas. Ex. reprodução vegetativa e sementes recalcitrantes, em meios de cultura. VANTAGENS E DESVANTAGENS DA CONSERVAÇÃO in vitro => vantagens: facilita intercâmbio de germoplasma, espaço físio pequeno, limpeza clonal-isenção de doenças, multiplicação rápida; desvantagens: variação somaclonal, culto elevado, necessidade de treinamento para mão-de-obra especializada. Ainda in vitro, a criopreservação – conservação do material em ultra-baixas temperaturas (-196ºC) em nitrogênio líquido. In vivo (a campo) – mantidas a curto prazo com o melhorista, sementes recalcitrantes e plantas propagadas vegetativamente.
Aula 2 
Fenótipo – manifestação visível ou detectável de um genótipo. São as características observáveis, resulta da expressão dos genes do organismo, da influência de fatores ambientais e da possível interação entre os dois. Aparência de um indivíduo ou de um grupo de indivíduos; característica mensurável (tamanho e coloração da espiga). Genótipo – é o conjunto de genes característicos de cada espécie, vegetal ou animal. Composição genética de um indivíduo, mais frequentemente a respeito de um gene ou grupo de genes. Frequência genotípica – a percentagem em que determinado genótipo se apresenta num grupo. Frequência fenotípica; frequências iguais quando: dominância parcial = quando o heterozigótico tem um fenótipo distinto de qualquer dos homozigóticos, sendo o seu valor fenotípico intermédio entre os que representam os dois homozigóticos. Sobredominância = quando o fenótipo do heterozigótico é distinto e superior (ou inferior) ao de qualquer dos homozigóticos, ou seja, quando se situa fora dos limites dos dois homozigóticos; aditividade = no caso particular de estar exatamente a meio entre eles, fala-se de aditividade (ausência de relações de dominância). Diferem quando há dominância completa = quando o heterozigótico tem o fenótipo igual a um dos homozigóticos, que se diz dominante (denotado geralmente por uma inicial ou abreviatura em maiúsculas); o outro homozigótico é recessivo (denotado geralmente pela mesma designação, mas em minúsculas).
CARACTERES QUALITATIVOS
-classes fenotípicas distintas
-controlados por um ou dois genes
-expressão dos genes – pouca ou nenhuma influência do ambiente. 
Gráficos 
Não segue uma distribuição contínua. Exemplo clássico de um caráter qualitativo: cor da flor
Não se altera em função do ambiente que está cultivando, então se eu plantar em casa de vegetação, campo, cidade, latitude, longitude, a cor da flor não vai mudar, não vai se alterar. Isso é um caráter qualitativo, pouco influenciado pelo ambiente.
CARACTERES QUANTITATIVOS
Possuem classes fenotípicas com distribuição contínua (gráfico - curva de daltos - distribuição normal) normalmente acontece na geração F2 entre pais contrastantes.
Alguns exemplos de características que respondem dessa maneira: altura de plantas, rendimentos de grãos. Essas características sofrem grande influência do ambiente, porque elas são controladas por muitos genes. Ex. pimenta (pungência)– controlada por um gene só (arde ou não arde), mas o quanto que arde é governada por vários genes de efeito menor. Pimenta cultivada em casa de vegetação (sombra) vai ter teores de capsaicina menor do que a mesma planta cultivada a céu aberto (sol pleno), porque a céu aberto o ambiente influencia de tal modo que a pungência aumenta. Então é um caráter qualitativo (presença ou ausência de pungência), mas a quantidade da pungência é um caráter quantitativo.
GENÉTICA QUANTITATIVA
Estuda os caracteres quantitativos estudados e são aqueles que têm herança poligênica (herança que depende de vários genes – quanto maior o nº de genes maior é a influência do ambiente); estuda em nível de populações que baseia-se em estimação de parâmetros como média, variância e covariância. Mendel fez só qualitativas, roxo-branco, amarelo-verde, lisa-rugosa, essas características não tem como quantificar. Na genética quantitativa estuda associadamente essas variações contínuas que são transformadas pelo nº de genes e pelo efeito ambiental que esses genes sofrem.
Sistemas reprodutivos em plantas cultivadas
Conhecer o sistema reprodutivo
Decidir sobre métodos de melhoramento
TIPOS DE REPRODUÇÃO EM PLANTAS
Reprodução sexual -> se caracteriza pela formação de gametas (meiose), fusão dos gametas masculino e feminino (fertilização) para formação de um embrião e posteriormente da semente.
Reprodução assexual ou vegetativa -> novas plantas são formadas a partir de órgãos vegetativos especializados. Não envolve a fusão de gametas. As novas plantas são obtidas pela divisão celular (mitose) de vários órgãos vegetativos trais como tubérculos, estolões, colmos, manivas, rizomas, rebentos, estacas, borbulhas ou por cultura de tecidos.
Uma planta que se propaga assexuadamente não significa dizer que ela não se propaga por via sexual. Por exemplo, a batata, batata-doce, fruteiras, cana-de-açúcar, mandioca, morango produzem sementes. Porque não plantamos essas por sementes? Por causa da grande variabilidade genética, por causa do alto grau de HETEROZIGOSE. Está associado também a espécies de ciclo longo (perene-fruteiras); espécies de ciclo curto que normalmente se reproduzem sexualmente, mais para fins comerciais o método utilizado é propagação assexuada. 
No melhoramento para espécies de reprodução assexual, o que se faz: identificação de indivíduos superiores; multiplicação vegetativa; ensaios de competição (ex. para cana - maior brix, maior produtividade, produção de açúcar ou de álcool; ensaios de VCU); multiplicação (in vitro- produção de milhares de mudas) e distribuição (colocadas para os produtores).
PLANTAS AUTÓGAMAS – são aquelas que realizam preferencialmente autofecundação (>95%). A autofecundação ocorre quando o pólen (gameta masculino) fertiliza um óvulo (gameta feminino) da mesma planta. Ex. uma flor hermafrodita (auto se poliniza); uma planta onde o pólen dela poliniza ela mesma. Essa características levam as plantas a uma condição de HOMOZIGOSE. Ex. uma planta de feijão (AABB), em que as flores se autopolinizam, colhe as sementes e planta, o que vou colher? Plantas Homozigotas (AABB) se a planta produzir 100 sementes, as 100 sementes vão ter essa constituição genotípica, e se eu plantar todas as 100, todas elas vão ser iguais, mas se isso não ocorrer é devido o ambiente. Então, isso é uma característica de plantas autógamas. Uma população de plantas autógamas é representada por uma ou várias linhaspuras. Exemplos: arroz, aveia, sorgo, trigo, citros, pêssego, algodão, berinjela, alface, quiabo, pimenta e pimentão, feijão-comum, amendoim, ervilha, soja, tomate.
Linha pura -> é uma linha resultante da autofecundação de uma única planta homozigota. Uma planta que esteja em homozigose, não segregará na formação de gametas e produzirá descendentes com o mesmo genótipo se for multiplicada por autofecundação. Nas plantas autógamas podemos ter dois tipos de cultivares, quais são eles? Linhas puras e híbridos. Portanto, se houver qualquer variação será devido ao efeito ambiental.
Também, pode ocorrer pequena taxa de fecundação cruzada, na qual dependerá da espécie, dos insetos polinizadores (abelhas e outros), a intensidade do vento (disseminação do pólen), as condições climáticas (Tº e U), por exemplo, quando a umidade estiver muito alta o pólen fica higroscópico (aderido), o contrário deixa o pólen seco (leve, fácil dispersão ex. citros) Ex. alface (6%), feijão, fumo e trigo (4%), soja (< 1%), tomate (5%). Há aquelas que são consideradas INTERMEDIÁRIAS, possuem alta taxa de fecundação cruzada (10 a 50%) Ex. algodão, berinjela, café, quiabo e sorgo. Essas plantas consideradas intermediárias, aumentam a taxa de alogamia, embora elas sejam autógamas. Como determinar taxa de cruzamento natural? Primeiramente, como procedimento simples, identificar um gene marcador (ex. fenótipo de fácil visualização como a cor da flor, o cotilédone ou hipocótilo colorido, dentre outros marcadores morfológicos); esse gene marcador se expresso na fase de plântula facilitará o procedimento (quanto mais precoce for, melhor para identificar); após definir o marcador, plantar em fileiras alternadas (gene marcador dominante e recessivo), importante saber que deve ter coincidência no florescimento (florescendo na mesma época); colher as sementes nas plantas cujo gene marcador é recessivo, semeá-las no campo e avaliar a progênie. Então, se não houver fecundação cruzada, teremos 100% de autofecundação. Exemplo (feijão): gene marcador (cor da flor), plantou em fileiras alternadas (flor roxa dominante-RR e flor branca recessivo-rr) e colheu as linhas recessivas (brancas-rr), plantou no campo, esperou o florescimento e observou se houve ou não fecundação cruzada.
Condições para a autogamia: Cleistogamia -> quando a polinização ocorre antes da antese (período imediatamente anterior a abertura da flor). Técnicas de hibridação: emasculação -> retira-se a parte masculina da flor. Técnica usada na antese, antes da fecundação. Polinização; porcentagem de pegamento; flor perfeita x autofecundação; macho-esterilidade (a planta não produz pólen). A flor perfeita, ela têm a parte masculina e feminina, mas nem sempre flores que possuem Gineceu e Androceu vão se autopolinizar. 
PLANTAS ALÓGAMAS -> são aquelas que realizam preferencialmente polinização cruzada (> 95%). Neste caso, a fertilização ocorre quando o pólen de uma planta fertiliza o óvulo da flor de outra planta. As espécies alógamas são caracterizadas pela heterozigose, apresentando heterose e endogamia. Exemplos: milho, alfafa, repolho, couve-flor, cenoura, mamona, maça, abacate, banana, cereja, tâmara, figo, uva, manga, mamão, pêra, ameixa, mêlão, cebola, salsa, abóbora, abobrinha, espinafre, girassol, batata-doce, nabo, melancia. 
População panmíticas (“pan”=global; recebem pólen de toda população). Plantas Alógamas – tipo de flor: Hermafroditas: batata-doce, cebola, cenoura. Não há barreira (distância) entre F e M. Plantas monóicas: flores unissexuais femininas e masculinas na mesma planta. Ex. abóbora, mamona, melancia, melão, milho, pepino e seringueira. Plantas dioicas: plantas com flores masculinas e plantas com flores femininas. Ex. araucária, mamão.
Dicogamia é dividida em dois grupos: PROTANDRIA – ocorre nos casos que a antera e o pólen ficam prontos, mas o estigma não está pronto para receber pólen (estigma fechado); PROTOGINIA – o estigma está pronto para receber pólen (estigma aberto), mas a antera não está pronta. Mecanismos de proteção da alogamia: Dioicia: plantas dioicas- mamão, espinafre; Monoicia: plantas monóicas- abóbora, melancia, melão. Heterostilia -> posição dos órgãos masculinos e femininos em lugares diferentes na planta (posição distintas). 
INCOMPATIBILIDADE => entre espécies hermafroditas existem vários sistemas controlados geneticamente, os quais para forçar a polinização cruzada, operam através de uma incompatibilidade entre o pólen e o estilo. O processo de incompatibilidade pode operar em qualquer estágio desde a polinização até a fertilização. No centeio, repolho e rabanete, o pólen normalmente nem chega a germinar, mas quando o faz, o tubo polínico não consegue penetrar o estigma. Em outras espécies há germinação do pólen incompatível; o tubo polínico chega a crescer pelo estilo, mas tão lentamente que raras vezes alcança o ovário no momento próprio para efetuar a fertilização. 
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE INCOMPATIBLIDADE => Sistemas heteromórficos e homomórficos e depois entre os gametofíticos e esporifíticos. Sistemas Heteromórficos => caracterizam-se pelas diferenças morfológicas das flores de diferentes plantas. Ex. (brevistilas) o estilo é curto e as anteras são proeminentes; no outro tipo de planta (longistila), o estilo é longo, mas as anteras são curtas. As únicas polinizações compatíveis são as que ocorrem entre anteras e estigmas da mesma altura, isto é, entre brevistilas e longistilas, e reciprocamente. Essas plantas diferem não apenas na morfologia da flor e na incompatibilidade, mas também a outras características, como por exemplo, o tamanho do pólen e o das células estigmáticas. Nos sistemas Homomórficos, as diferenças na morfologia floral não tem relação com a incompatibilidade. 
SISTEMA GAMETOFÍTICO => Nesse sistema a incompatibilidade é encontrada por um só gene, S, o qual, geralmente, é caracterizado pelo grande número de formas alélicas que apresenta. No sistema gametofítico, o crescimento do tubo polínico é, em geral, muito lento quando o grão de pólen e o estilo têm o mesmo alelo S. Existem três tipos de polinização: 1) incompatibilidade completa (porque produzem o mesmo gameta, tanto da mãe quanto do pai). (S1S2 x S1S2), quando ambos os alelos são comuns (100% aborto); 2) Incompatibilidade parcial – em que metade do pólen é compatível (alelos S1S2 x S1S3), quando um alelo é diferente. 3) Incompatibilidade nula (compatível)– em que todo o pólen é compatível (S1S2 x S3S4), quando ambos os alelos são diferentes. O fenótipo do pólen para a reação de incompatibilidade é determinado pelo alelo S que ele possui. Sempre haverá aborto do pólen quando houver alelos comuns nos genitores masculino e feminino (autofecundação=100% aborto). 
SISTEMA ESPOROFÍTICO => O sistema esporofítico é semelhante ao gametofítico porque o seu controle genético também envolve um só gene com alelos múltiplos. No entanto, ele difere do gametofítico, pois a reação de incompatibilidade é referida ao pólen pela planta produtora do grão de pólen. Outras diferenças entre eles é que no esporofítico pode haver alelos com dominância com ação individual ou mesmo com competição, tanto no pólen como nos estilos, conforme o tipo de combinação alélica. O que determinará a ocorrência ou não a incompatibilidade não será o alelo que o pólen carrega, mas sim os alelos presentes no tecido diploide da planta mãe. Incompatibilidade Total (S1S2 x S1S2) e (S1S2 x S1S3); Incompatibilidade Nula=Compatibilidade (S1S2 x S3S4).
Autoincompatibilidade -> incapacidade de uma planta fértil formar sementes quando fertilizada por seu próprio pólen. Produz pólen, viável, mas não fecunda o óvulo da mesma flor devido a uma glicoproteína no estigma da flor que impede a polinização. 
Distinção entre INCOMPATIBILIDADE e ESTERILIDADE => Na INCOMPATIBILIDADE, o pólen e os óvulos são funcionais, e a não formação de frutos decorre de algum obstáculo fisiológico que impede a fertilização. Esse obstáculo em geral se manifesta ou pela não germinação do pólen sobre o estigma, ou por umcrescimento lento do tubo polínico no estilo. A característica principal da ESTERILIDADE por sua vez, é o não funcionamento dos gametas, o qual pode ser devido a aberrações cromossômicas, à ação de genes ou a influência de origem citoplasmática. Esses fatores atuam causando abortamento ou então modificações completas da flor, dos estames ou pistilos; a MACHO-ESTERILIDADE podem também abortar flores, impedir o desenvolvimento do pólen, do saco embrionário, do embrião ou do endosperma. ESTERILIDADE MASCULINA => Não há a produção de gametas masculinos viáveis, apesar de os órgãos florais femininos e as estruturas vegetativas não apresentarem qualquer anomalia. Papel importante no melhoramento de plantas, principalmente na produção de sementes híbridas. 
A ESTERILIDADE MASCULINA PODE SER DIVIDIDA EM TRÊS TIPOS: esterilidade masculina genética; esterilidade masculina citoplasmática e esterilidade masculina genético-citoplasmática. 
1) A esterilidade masculina genética é controlada por um só gene, em geral, o recessivo é responsável pela esterilidade e, para manter as populações macho-estéreis, são feitos cruzamentos entre plantas macho-estéreis com plantas férteis heterozigóticas. 2) A esterilidade masculina citoplasmática depende de fatores citoplasmáticos. Nesse caso, ela ocorre em plantas que possuem certos tipos de citoplasma, mas que são capazes de produzir sementes quando na presença de plantas polinizadoras. Essas sementes F1, contudo, produzirão somente plantas macho-estéreis, pois seu citoplasma é todo derivado do gameta feminino. Essa esterilidade apresenta vantagens em certas espécies ornamentais, isso porque os descendentes de plantas macho-estéreis também são macho-estéreis, independentemente da origem do pólen, e, portanto, não produzirão frutos na ausência de plantas polinizadoras. Essas plantas que não frutificam tendem a manter a flor por mais tempo que as plantas produtoras de sementes da mesma categoria; além disso, as flores permanecem frescas por mais dias. Tais características são evidentemente vantajosas em plantas ornamentais. Também é útil para produção de híbridos simples ou duplos, nas espécies cultivadas cujo produto comercial é alguma parte vegetativa da planta. Não é aplicável para produzir sementes híbridas nas espécies em que o produto comercial é a semente ou o fruto, a não ser que se possa garantir a presença de plantas polinizadoras suficientes. 
3) A esterilidade masculina genético-citoplasmática, os descendentes de plantas macho-estéreis não são todos necessariamente macho-estéreis, mas podem ser férteis, dependendo do tipo de planta usada como polinizadora. As plantas genitoras masculinas deixam uma descendência F1 macho-fértil sempre que possuem certos genes. Estes têm a faculdade de restaurar a capacidade de produção de pólen nas plantas portadoras do citoplasma da esterilidade masculina. Dessa forma, os casos de esterilidade masculina citoplasmática podem transformar-se em tipo esterilidade masculina genético-citoplasmática, graças à descoberta dos chamados genes “restauradores”. Ex. uma planta (cebola) que era totalmente macho-estéril foi propagada por bulbos, quando ela foi cruzada com plantas macho-férteis, deu três tipos distintos de descendentes, ou seja, alguns que novamente eram macho-estéreis, outros completamente macho-férteis e ainda outros que produziram macho-férteis e macho-estéreis na proporção 1:1. Isso mostra a existência de dois tipos de citoplasma, isto é, um fértil F e outro estéril S. As plantas com citoplasma fértil produzem sempre pólen viável e podem ter qualquer um dos seguintes genótipos, F (RR), F (Rr) ou F (rr). O gene R é restaurador da fertilidade, tornando normal o citoplasma S.
DETERMINAÇÃO DO MODO DE REPRODUÇÃO => importante para definir o uso de métodos de melhoramento. Então, avalia as estruturas florais: flores hermafroditas (podem ser alógamas ou autógamas); flores dioicas (só alógamas) e flores monóicas (só alógamas). Logo, o problema observado na avaliação das estruturas florais está nas flores hermafroditas, neste caso será necessário isolar a planta hermafrodita e observar as características: produz ou não produz sementes. Bom, se não produziu sementes ela é alógama e não autógama, mas se produziu semente, pode ser alógama ou autógama. Portanto, faço a autofecundação e obtenho F1, se for linha pura, produzirá plantas idênticas à planta-mãe; faço nova autofecundação e obtenho F2, se as plantas apresentarem baixo vigor, considera alógama. Contudo, ao isolar uma planta observarmos suas características e identificamos se houve produção de sementes ou não, caso não produziu sementes não será autógama, mas se produziu sementes, tanto pode ser autógama quanto alógama, o que vai separá-las é a comparação com o vigor da planta-mãe. Plantas da Família Cucurbitaceae não sofrem depressão por endogamia, são alógamas. Ex. abóbora, melão, melância, pepino.
Controle da polinização => para evitar polinização cruzada adotamos: campos de melhoramento; produção de sementes comerciais; isolamento no espaço (plantio espaçados); isolamento no tempo (evitar coincidência do período de florescimento); barreiras artificiais contra a dispersão do pólen (quebra-ventos, etc). Dirigir a reprodução conforme as necessidades dos métodos.
HIBRIDAÇÃO x HIBRIDIZAÇÃO => São diferentes. A HIBRIDAÇÃO é a produção de híbrido natural. E HIBRIDIZAÇÃO é uma técnica da biologia molecular para determinar porções de DNA.Outros materiais para prova: Cinco artigos enviados por email; Capítulo 1 do livro: Competências em melhoramento genético de plantas no Brasil (2010); Capítulo 1, 2, 3, 4, 5 e 20 do livro: Princípios do melhoramento genético das plantas. Allard, R.W. (1961).
Cruzamento de feijão:
-marcação das flores polinizadas
-anotar dados de data do cruzamento, genitores, operador
-após 24h observar o pegamento das flores
-colheita. Ex. 100 cruzam/dia = 80 deram origem a fruto
Quantas sementes foram produzidas?
Sempre no lado esquerdo dos cruzamentos será Genitor feminino
Genitor feminino (mãe)
Genitor masculino (pai)
A
B
O recomendado para Campos dos Goytacazes-RJ, que possui altas TºC e baixa U, é fazer os cruzamentos após às 16h da tarde, porque há mais chance de sucesso no pegamento. Essa recomendação serve para qualquer cultura na região.