Melhoramento genético

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Métodos de Melhoramento Genético 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof .: Thede Pamponet 
FACULDADE MADRE THAIS – FMT 
CURSO: BIOMEDICINA 
DISCIPLINA: GENÉTICA 
ILHÉUS – BAHIA 
2014 
 
 
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O que é melhoramento genético de espécies? 
 
O melhoramento genético tem por finalidade aperfeiçoar a 
produção de cultivares que apresentam interesse 
econômico para o homem. 
INTRODUÇÃO 
 
 
 
  1o Estágio: ± há 10 mil anos 
 - Práticas de cultivo e variedades melhoradas 
  2o Estágio: década de 1960 
 - “Revolução Verde” 
 - Uso de herbicidas, fertilizantes e variantes de 
plantas 
  3o Estágio: a partir de 1970 
 - “Biorrevolução” 
 - Uso da eng. genética 
Plantas transgênicas 
 Principais estágios do melhoramento 
genético: 
Quando o melhoramento genético teve seu início? 
 
Na história da agricultura o homem sempre procurou 
obter espécies mais resistentes e produtivas. 
O melhoramento executado pelo homem primitivo 
resultava da simples procura de tipos mais adequados 
para satisfazer a suas necessidades. 
 
O Milho - Originário do Novo Mundo, onde foi 
domesticado pelos índios, há milhares de anos, espalhou-
se pelas Américas, a partir do México (seu provável 
centro de origem), e, quando aqui aportaram, os 
europeus encontraram centenas e centenas de 
variedades conservadas. 
 
 
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• Redescoberta das leis de Mendel, no início do século; 
• Automatização de plantio; 
• Informatização da maioria dos programas de 
melhoramento; 
• Rapidez no processamento e divulgação de dados; 
• Genética; 
• Estatística; 
• Bioquímica; 
• Fisiologia; 
• Mutagênese; 
• Cultura de células e tecidos; 
• Biologia molecular. (BORÉM, 2005) 
O Século XX foi marcado por grandes descobertas ou 
desenvolvimentos que tiveram profundo impacto na 
maneira de se fazer o melhoramento genético. 
 
 
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Com o avanço de vários ramos científicos, o melhoramento de 
plantas passou a possibilitar aos melhoristas a criação de novos 
tipos de plantas, pela MODIFICAÇÃO DIRIGIDA DOS 
CARACTERES HEREDITÁRIOS. 
 
Hoje, rendimentos da ordem de 23,9 t/ha de milho e 7,4 t/ha 
de soja já foram alcançados. 
 
É verdade que tais rendimentos somente foram possíveis com a 
ajuda do melhoramento do ambiente para as plantas, por 
intermédio de adubação, irrigação, controle de pragas, doenças 
e plantas daninhas e outras práticas agrícolas. 
 
 
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O que propõe o melhoramento genético ? 
 
Auxiliar a criação de variabilidade e/ou seleção de 
genótipos superiores 
O melhoramento genético encontra aplicações 
importantes nos segmentos da agricultura, 
pecuária, saúde e indústria. O melhoramento é um 
fator importante que tem causado grande impacto 
econômico e social. 
 
 
 
 MELHORAMENTO GENÉTICO 
 
 
 
 
 
 
MÉTODOS MELHORAMENTO MÉTODOS BIOTECNOLÓGICOS 
CLÁSSICO 
 
 TRANSFORMAÇÃO GENÉTICA 
 
 
 
 
Quais os métodos de melhoramento genético ? 
 
 
 
Como se processa o melhoramento clássico? 
 
 
 
O melhoramento envolve três passos: 
 
• indução de variabilidade 
• identificar e selecionar 
• estabilizar e multiplicar 
 
Obtenção de variabilidade 
 
 
 
 
Obtenção de variabilidade: 
 
Cruzamento de dois progenitores 
 
Fusão ao acaso dos gametas na 
fertilização 
 
Segregação de alelos (meiose) 
 
Novas combinações genéticas 
(recombinantes) 
 
Escolha dos progenitores é 
fundamental 
 
 
 
 
Fontes que ampliam variabilidade: 
Recombinação e crossing over 
Fontes que criam variabilidade : 
Mutações 
 
 
 
Definição Geral: é a escolha fundamentada de indivíduos 
submetidos à mesma condição ambiental. 
 
Fórmula Básica: Fenótipo = Genótipo + Ambiente + 
Genótipo/Ambiente. 
 
Meta consiste na alteração do Fenótipo (kg, cm, dias, score, cor, 
etc.) através da manipulação do Genótipo, mantendo-se 
constante o Ambiente (fatores climáticos, alimentação, 
tratamentos sanitários, etc.). 
 
1º passo: comparação entre indivíduos e posterior identificação 
dos mais aptos segundo algumas características pré-
determinadas. 
 
2º passo: disseminação da carga genética dos indivíduos 
superiores dentro da população selecionada. 
Seleção 
 
 
 
 
Definir bem quais as características que se pretende 
selecionar, em função de: 
 
 Exigências do Mercado. 
 
 Avaliação do mercado que vai absorver a produção; 
 
 Tipo de Organismo. 
 
 Conhecimento anatômico e fisiológico; 
 
 Meio Ambiente. 
 
Avaliar as possíveis interações positivas e negativas do 
organismo melhorado com o ambiente. Seleção deve 
ser realizada em condições próximas daquelas onde as 
plantas irão ser cultivadas. 
Seleção 
 
 
 
Papel do selecionador 
A melhoria genética se processa com base na escolha 
correta daqueles que participam, ou melhor, daqueles 
aos quais é dada a possibilidade de participar, do 
processo de constituição da geração seguinte. 
O selecionador observa o fenótipo mas 
o que se quer selecionar é o genótipo 
 
 
 
Seleção 
 
Nem todos os fenótipos são devidos a hereditariedade 
mendeliana (qualitativos e monogênicos) 
 
 
 Seleção 
 
Existem caracteres quantitativos e poligênicos (peso dos 
frutos, maturação…); 
 
Neste caso, a distribuição dos fenótipos é contínua; 
 
Ocorrem complexas interações genéticas e ambientais; 
 
 
 Seleção 
 
Efeito favorável da seleção, depende: 
 
– Existência de variabilidade; 
– Intensidade de seleção; 
– Tamanho efetivo da população; 
– Método de seleção. 
 
Seleção - aspectos importantes a considerar 
 
 
Que características das plantas 
serão importantes nos próximos 
15 – 20 anos? 
 
Um novo cultivar demora anos a 
ser produzido 
 
Em plantas lenhosas esse 
período pode ser 
consideravelmente maior 
 
 
 
 
A seleção, de modo geral, tem o objetivo de melhoria 
e/ou fixação de alguma característica de importância. 
Isso quer dizer que ela tem por finalidade, aumentar 
na população, a freqüência de alelos favoráveis. 
Seleção 
SELEÇÃO NATURAL X SELEÇÃO ARTIFICIAL 
Dois dos principais fatores da evolução, A 
RECOMBINAÇÃO E A SELEÇÃO, são intensivamente 
utilizados pelos melhoristas. AS MUTAÇÕES, o terceiro 
grande fator da evolução, são instrumentos adicionais, 
capazes de auxiliar os métodos convencionais de 
melhoramento, para o aumento da VARIABILIDADE 
GENÉTICA DAS ESPÉCIES 
 
 
 
Seleção 
Multiplicação e estabilização 
 
 
 
Métodos Biotecnológicos 
• Cultura de Células 
• Clonagem: Molecular e Celular 
• DNA recombinante 
• Marcadores moleculares 
• Genômica 
• Proteômica 
 
TÉCNICAS DE ENGENHARIA GENÉTICA 
 
Genes de interesse isolados e clonados em um vetor 
Limitação: 
 
Número limitado de genes isolados que regulam caracteres 
agronômicos relevantes. 
 
 
 
Plantas Transgênicas 
 
São plantas que tiveram sua constituição genética 
alterada pela introdução de gene(s) de um outro 
organismo, em geral de outra espécie. 
 
Importânciada técnica: 
 
Obter plantas com características agronômicas 
desejáveis, as quais não são possíveis por polinização. 
 
“Fonte adicional de variabilidade genética para ser 
incorporada em um programa de melhoramento”. 
 
 
 
Biotecnologia Hoje 
 
 
 
Descoberta do DNA 
 
 
Enzimas de restrição 
- Descobertas da década de 70 
Como foi 
descoberta? 
Plasmídeos 
bacterianos 
Plasmídeos + enzimas de 
restrição= 
DNA RECOMBINANTE 
BENEFÍCIOS 
-Frutos que 
demoram 
mais para 
amadurecer; 
-Vegetais e animais que produzem 
vacina; 
- Vegetais adaptados a ambientes 
inóspitos; 
 
 
 
 
- Alimentos mais nutritivos; 
 
 
 
-Plantas resistentes à 
agrotóxicos; 
 
- Plantas que produzem 
substâncias contra seus 
predadores; 
Área Global de Plantas Transgênicas Cultivadas em 2008: 
por Paises (Milhões de Hectares) 
 
Produtos Transgênicos Comercializados 
 
 
 
OUTROS PRODUTOS 
• Salmões gigantes 
• Frangos e porcos com menos gorduras 
• Porcos produtores de órgãos semelhantes aos 
humanos com fins de transplante 
• Vacas - leite ricos em certos nutrientes 
• Maças - que não oxidam 
• banana, batata e alface - produtoras de vacinas 
• Eucalipto - que facilita a retirada da celulose 
• Milho e soja - capazes produzir anticorpos humanos 
Tabaco Transgênico 
RISCOS 
• Riscos ambientais 
• Riscos alergênicos 
• Produção de novas doenças 
microbianas 
• Riscos da eugenia 
• Imprevisibilidade de 
determinação de todos os riscos 
 
 
 
O melhoramento genético é a alternativa 
ecologicamente mais equilibrada e de 
menor custo para o agricultor. Ao utilizar 
uma variedade melhorada o agricultor 
contribui para o aumento da produção, 
aliviando a pressão pela incorporação de 
novas áreas ao sistema produtivo. 
ALGUNS RESULTADOS DO MELHORAMENTO NAS 
PLANTAS: 
 
 Genes de resistência a herbicida 
 Gene de resistência a vírus 
 Gene de resistência a moléstias 
 Genes que modificam a composição de lipídios (óleos) 
 Genes de resistência a insetos 
 Genes com diferentes vitaminas (arroz pró vitamina A) 
 Genes para maturação retardada (longa vida ) 
 Genes para a produção de fitoterápicos para a fabricação de 
remédios 
 Genes para a fixação do Nitrogênio 
 Vacinas comestíveis – vacinas contra difteria em bananas, etc. 
 
 
 
“Os mistérios da vida estarão sob controle 
das futuras gerações - dependendo da 
rapidez 
com que os segredos do DNA forem 
elucidados” 
 James Watson, 1940