Métodos de Melhoramento de Frutíferas

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MÉTODOS DE 
MELHORAMENTO DE 
FRUTÍFERAS 
Enologia – Dom Pedrito 
Introdução 
 Início rudimentar: 12.000 anos, seleção de plantas 
mais adequadas às necessidades do homem. 
 Melhoramento de Plantas: “ciência e arte de 
manipulação gênica de plantas, de maneira a 
torná-las mais úteis ao homem”. 
 Ciência: depende dos conhecimentos práticos e teóricos 
nos campos da Genética, Estatística, Agronomia, 
Fitopatologia, Entomologia, etc. 
 Arte: depende da intuição e experiência do melhorista. 
Modo de reprodução 
 Reprodução Sexuada: 
 Autógamas: reproduzem-se predominantemente por 
autofecundação. A conseqüência genética deste tipo 
de reprodução, após várias gerações, é a homozigose. 
Quando esta é alcançada, os descendentes de uma 
planta não diferem entre si. 
 
 Alógamas: reproduzem-se predominantemente por 
fecundação cruzada. Os descendentes geralmente são 
distintos entre si e diferem dos pais que os originaram, 
em conseqüência da segregação genética. 
Variabilidade Genética 
 É fundamental para que ocorra a evolução das 
espécies. 
 
 É nas populações com variabilidade genética que 
se procede à seleção de plantas com características 
de interesse agronômico, como frutos maiores e 
mais saborosos, resistência a doenças e pragas. 
Propagação Vegetativa 
 A maioria das frutíferas são propagadas 
vegetativamente, por meio de enxertia, estaquia ou 
outros métodos. 
 As plantas enxertadas são compostas de pelo 
menos dois genótipos: 
 
 Variedade copa 
 
 Porta-enxerto 
Características 
 Copa: 
 Deverá apresentar características adequadas para a 
produção, comercialização, processamento e consumo 
final. 
 Porta-enxerto: 
 Deverá apresentar adaptações às condições de solo e 
dar sustentação à parte aérea, à qual deverá 
proporcionar porte adequado, alta produção e 
qualidade de frutos. 
Características 
 Filtro (interenxerto): 
 Reduzir o vigor da copa, facilitando o manejo 
 Contornar possíveis problemas de incompatibilidade 
entre o porta-enxerto e a copa 
 Acelerar o início da frutificação 
 Aumentar a produtividade 
Melhorar a qualidade dos frutos 
 
Enxertia 
 Possibilita a reunião de genótipos distintos numa mesma 
planta, proporcionando redução de porte das plantas 
e maior precocidade de produção, sem que haja 
recombinação genética. 
 
 Porta-enxertos propagados assexuadamente 
(vegetativamente): estaquia, micropropagação 
 
 Micropropagação: comercial, agregada aos viveiros, material de 
propagação livre de doenças ou acelerar métodos convencionais 
de propagação vegetativa. 
Interesse 
 O melhoramento pode ser direcionado à planta, 
apenas à parte aérea, no caso de plantas propagadas 
por enxertia, ou ao porta-enxerto. 
 
 Muitas vezes a produção é baseada em poucos 
cultivares amplamente conhecidos e o mercado resiste 
a mudanças no padrão conhecido da fruta (uva 
vinífera). Nesses casos, a obtenção de variedades que 
tenham frutos semelhantes aos das variedades 
consideradas padrão facilita sua aceitação. 
Objetivos do melhoramento 
 Os objetivos de um programa de melhoramento são 
definidos em função das necessidades que têm os 
diversos agentes que compõem a cadeia produtiva, 
além do meio ambiente. 
 
 Do ponto de vista dos produtores, é importante 
desenvolver plantas com boa adaptação a condições 
de clima e solo, com alta produção, resistentes a 
pragas e doenças e que se adaptem bem ao cultivo, 
permitindo razoável nível de mecanização. 
Objetivos do melhoramento 
 Do ponto de vista dos comerciantes é importante que 
as frutas sejam de alta qualidade, atrativas, resistentes 
ao transporte e que possam ser armazenadas, ou que 
ao menos tenham boa conservação, durante o período 
de comercialização. 
 
 Para as indústrias de processamento, as quais têm 
necessidades específicas para cada produto, as 
características físicas e químicas da fruta são de 
grande importância. 
Objetivos do melhoramento 
 Aos consumidores interessa poder adquirir frutas 
atrativas, saborosas, nutritivas e saudáveis, durante 
a maior parte do ano. 
 
 Variedades cujo processo produtivo tenha o mínimo 
impacto ambiental negativo, decorrente da 
utilização de insumos químicos, são cada vez mais 
importantes para a humanidade. 
Objetivos do melhoramento 
 Para que o melhoramento possa ter sucesso, é 
necessário que haja variabilidade genética relativa ao 
caráter que se busca melhorar. 
 
 O melhorista precisa ter à sua disposição germoplasma 
adequado para que possa obter as combinações 
gênicas adequadas nas novas variedades. 
 
 Definidos os objetivos e de acordo com as 
características da espécie e do germoplasma 
disponível, serão escolhidos os métodos de 
melhoramento a serem empregados. 
Métodos de melhoramento 
 Introdução de Plantas 
 
 Seleção 
 
 Seleção massal 
 
 Seleção massal estratificada 
 
 Seleção com testes de progênies 
 
 Seleção recorrente 
Métodos de melhoramento 
 Introdução de Plantas 
 
 Introdução de germoplasma promissor proveniente de outros 
locais pode atingir os mesmos resultados de um programa de 
melhoramento na obtenção de genótipos superiores. 
 
 Os genótipos introduzidos podem ser imediatamente cultivados, 
avaliados e selecionados ou servirem de germoplasma para 
melhoramento. 
 
 A introdução deve ser seguida da sua caracterização nas 
condições locais, com estudos de interação genótipo x ambiente 
e seleção dos melhores materiais para uso imediato como novas 
variedades ou como fontes de variabilidade genética. 
 
Métodos de melhoramento 
 Seleção 
 Mais antigo método de melhoramento, ao coletar material 
para o cultivo o homem, inconscientemente, começou a 
praticar seleção. 
 Pode ser um processo subjetivo, depende da experiência e 
do conhecimento do melhorista, dos genes disponíveis no 
germoplasma e dos objetivos da seleção. 
 A rigidez no processo de seleção é dependente do estágio 
em que se encontra o programa de melhoramento, sendo 
menos rigoroso no início dos programas. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção 
 Para que possa haver ganho com a seleção, é 
necessário existir variação genética em relação a cada 
caráter a ser melhorado. 
 Se a variação genética não for conhecida, o 
germoplasma disponível necessita ser previamente 
avaliado. 
 Para cada caráter a ser selecionado, é necessário 
estabelecer um valor mínimo desejável e a 
metodologia de avaliação passível de ser utilizada. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção 
 A seleção é um processo contínuo de aumento da 
freqüência dos alelos que possuem efeitos favoráveis 
sobre as características de importância agronômica em 
determinada população. 
 Esse sucessivo melhoramento decorre da recombinação 
e seleção, em cada geração, daqueles indivíduos que 
se demonstraram promissores na produção de 
progênies superiores. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção Massal 
 A seleção massal consiste na seleção de indivíduos 
fenotipicamente superiores, que são escolhidos e 
intercruzados ao acaso, servindo de genitores da 
geração seguinte. 
 Pode ser considerado um dos métodos mais simples 
utilizados no melhoramento de plantas. 
 Possui custo relativamente menor em relação aos 
métodos mais sofisticados, que empregam a seleção 
baseada em testes de progênies. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção Massal 
 Explora a variabilidade existente na população, visando 
aumentar a freqüência de alelos favoráveis. 
 Mais eficiente na seleçãode caracteres de fácil 
mensuração e alta herdabilidade. 
 Segundo Borém (2001), a seleção massal só é eficiente se 
utilizada em populações heterogêneas, constituída por 
misturas de linhas puras, no caso das espécies autógamas e 
por indivíduos heterozigóticos em espécies alógamas. 
 Alelos recessivos são selecionados mais facilmente do que 
os dominantes. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção Massal 
 
 Sucessos em: 
 Acerola 
Guaraná 
Maracujá 
 
 Recomendada para plantas de ciclo curto. 
 
Métodos de melhoramento 
 Seleção Massal 
 
 Positiva: selecionam-se os indivíduos superiores, visando 
o melhoramento genético. 
 
 Negativa: eliminam-se os indivíduos indesejáveis, com o 
objetivo de preservar as características dos cultivares 
selecionados. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção Massal Estratificada 
 Um dos problemas da seleção massal é a falta de 
controle ambiental. Para amenizar o efeito ambiental, 
foi proposta a seleção massal estratificada. 
 Neste processo o campo é dividido em pequenas áreas 
(estratos) e a seleção realizada em cada uma delas. 
 Ex.: 3 plantas mais produtivas por estrato (vigor, 
número de frutos, teor de sólidos solúveis...) 
Métodos de melhoramento 
 Seleção com testes de progênies 
 O teste de progênie pode ser entendido como o teste do 
valor de um genótipo com base no comportamento de sua 
descendência. 
 Esse método de seleção é baseado na capacidade da 
planta de gerar descendentes superiores. 
 Falconer (1989) “o teste de progênie torna a seleção mais 
eficiente quando comparada com os métodos baseados 
somente na avaliação do desempenho do próprio indivíduo, 
uma vez que a avaliação é realizada em dois indivíduos: o 
genitor e suas progênies”. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção com testes de progênies 
 A precisão do teste de progênies é maior quando se 
utilizam ensaios com repetição. 
 Três etapas: 
 Primeira: seleção de plantas quanto a caracteres de alta 
herdabilidade e que sejam de fácil avaliação e de baixo 
custo. 
 Segunda: avaliações mais detalhadas, em número menor de 
genótipos. 
 Terceira: realizam-se ensaios com repetição, comparando-se 
os melhores genótipos com cultivares de referência, em 
diversos locais. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção recorrente 
 É um método de melhoramento genético delineado 
para concentrar a freqüência de alelos desejáveis, 
mediante a seleção, em cada geração, entre os 
descendentes produzidos por recombinação de 
indivíduos selecionados na geração anterior. 
 A seleção recorrente envolve a obtenção das 
progênies, sua avaliação e o intercruzamento das 
melhores. As progênies podem ser obtidas por 
polinizações livres, cruzamentos controlados ou 
autofecundações. 
Métodos de melhoramento 
 Seleção recorrente 
 Em geral, mais apropriada para objetivos de longo 
prazo e para caracteres quantitativos. 
 
 Em videira, a seleção recorrente pode ser aplicada na 
seleção de características de alta herdabilidade, como 
sabor das bagas, teor de sólidos solúveis e resistência 
a doenças (POMMER, 2002). 
Critérios utilizados na avaliação para 
seleção 
 Nem sempre objetivos. 
 Caracteres subjetivos podem ser compostos de um 
conjunto de outros mais objetivos. 
 Exemplo: 
Qualidade de frutos pode ser bastante subjetivo e que 
varia com a espécie e o destino da fruta. 
 Compõem a qualidade: o tamanho, a aparência, o 
sabor, a resistência ao manuseio e ao transporte, a 
durabilidade e a composição química, entre outros 
atributos. 
Critérios utilizados na avaliação para 
seleção 
 Tamanho do fruto é um caráter objetivo e pode ser 
aferido com facilidade. Já a aparência e o sabor 
são subjetivos e podem necessitar de avaliações 
mais complexas. 
 A aparência é composta por formato do fruto, 
coloração, presença de manchas, rugosidade da 
casca e defeitos. 
 O sabor é conjunto de textura, suculência, firmeza, 
presença de grânulos, balanço de açúcares e 
acidez, conteúdo de aroma, etc. 
Critérios utilizados na avaliação para 
seleção 
 O melhorista tem que decidir se um caráter deve ser 
subdividido em outros e como os caracteres serão 
medidos. Criar um índice de seleção envolvendo os 
subcaracteres e nesse caso deve ser atribuída uma 
importância relativa a cada subcarater, ou seja, um 
peso. 
 
 A avaliação sensorial pode ser útil na seleção de frutos 
de qualidade. Hampson (2000), verificou que a doçura 
e a acidez percebidos pelo paladar são melhores para 
predizer a aceitação da fruta do que as medidas 
analíticas de sólidos solúveis e acidez titulável. 
Critérios utilizados na avaliação para 
seleção 
 Para aferir a qualidade dos frutos, normalmente se 
determina a firmeza da polpa, o teor de sólidos 
solúveis, a acidez e o pH do suco, podendo também 
ser avaliado o teor de vitamina C. A coloração da 
polpa e da epiderme pode ser determinada com o 
auxílio de colorímetro, carta de cores ou 
visualmente, segundo escala de notas. 
 Aspecto importante: estádio da maturação. 
Critérios utilizados na avaliação para 
seleção 
 A resistência ao frio, importante em clima 
temperado, envolve vários mecanismos, como: 
 Dormência precoce no outono 
 Resistência a temperaturas extremamente baixas no 
meio do inverno 
 Requerimento de altas temperaturas para brotar, após 
a saída da dormência 
 Florescimento tardio. 
 
 
 
 Seleção Clonal 
 Clone pode ser entendido como um conjunto de 
indivíduos geneticamente idênticos, originários de um 
indivíduo por propagação vegetativa. 
 
 Videira: seleção de cultivares estabelecidas, cultivadas 
vegetativamente por longo tempo. 
 Identificar mutações interessantes e indesejáveis 
 Seleção de material sadio, isento de viroses 
 
 
Hibridação 
 Emprega-se na obtenção de progênies e 
populações segregantes, na transferência de alelos 
para cultivares e na produção de híbridos, 
variedades sintéticas e compostos. 
 
 Nas fruteiras propagadas vegetativamente, a 
principal finalidade da hibridação é a obtenção de 
populações segregantes, a partir das quais 
indivíduos superiores podem ser selecionados. 
Hibridação 
 Procedimentos 
 As flores podem ser protegidas antes e após os 
cruzamentos, para evitar contaminação. 
 A contaminação por insetos pode ser reduzida com 
emasculação acompanhada da retirada da corola, 
tornando-as menos atrativas. 
 Proteção das flores, inflorescências, ramos ou mesmo 
plantas inteiras com sacos de papel, telas ou panos. 
 Emasculação antes da polinização (autoférteis). 
Hibridação 
 Procedimentos 
 Na propagação vegetativa caracterizam-se por possuírem 
alta heterozigose. Os genitores utilizados nas hibridações, 
por serem altamente heterozigóticos, produzem 
descendência com grande segregação. 
 Para que haja maior probabilidade de encontrar 
combinações genéticas favoráveis, é necessário que se 
trabalhe com progênie numerosa. 
 Para que os genótipos superiores possam ser identificados é 
importante que o potencial dos indivíduos possa ser 
avaliado com relativa facilidade e baixo custo. 
 
Hibridação 
 Procedimentos 
O sucesso está diretamente relacionado com a escolha 
dos genitores, os quais devem ser complementares nas 
características de interesse e divergentes para 
possibilitar a manifestação da heterose. 
Os melhores resultados são obtidos quando se cruzam 
pais com boas características agronômicas e que 
representam combinações contrastantes (SCAPIM et al., 
1999). 
Hibridação 
 Procedimentos 
 Escolhidosos genitores, a hibridação consiste: 
 da coleta e manipulação do pólen, 
 polinização, 
 coleta de frutos e 
 extração da semente. 
 
 A conservação do pólen é de grande utilidade, pois 
permite o cruzamento entre plantas localizadas em locais 
distintos ou florescendo em diferentes épocas. 
Hibridação 
 Conservação do pólen: 
 Baixa umidade (0 a 30%) 
 Baixa temperatura 
 Refrigeração (0°C a 5°C) 
 Congelamento (-5°C a -20°C) 
 Criopreservação em nitrogênio líquido (-196°C), 
 
 Permitem a manutenção da viabilidade do pólen por vários 
anos, dependente da espécie em questão. 
 Polinização: transferência do pólen da antera para o estigma 
receptor (flores, pincel, cotonete, dedo, bastão de vidro). 
Hibridação 
 O sucesso da hibridação pode variar em 
decorrência de: 
 fatores climáticos (temperatura, radiação solar, 
umidade relativa, chuva, vento) 
 
 edáficos (exigências da espécie) e 
 
 bióticos (agentes polinizadores, pragas e doenças), que 
interferem no processo. 
 
Hibridação 
 Uma vez realizada a hibridação artificial, a 
próxima etapa é a obtenção dos frutos e posterior 
extração das sementes, que germinarão e 
constituirão as plantas que serão avaliadas e 
selecionadas. 
 
 Os frutos devem ser colhidos maduros, evitando-se 
que sejam atacados por fungos, comuns em frutos 
excessivamente maduros. 
Hibridação 
 Procedimentos que acelerem a germinação e o 
desenvolvimento inicial das plantas são interessantes 
para proporcionar rápido crescimento, antecipando as 
avaliações futuras. 
 A semeadura é feita em recipientes específicos (sacos, 
tubetes, caixas), canteiros (sementeiras) ou viveiros de 
campo. 
 A semeadura em recipientes com substrato adequado e 
em casa de vegetação normalmente promove 
germinação e desenvolvimento inicial rápidos. 
Variedades sintéticas e compostos 
 A heterose também é convenientemente explorada 
em variedades sintéticas e compostos. 
 Variedades sintéticas são produzidas a partir de 
cruzamentos, em todas as combinações, entre várias 
linhas endogâmicas, todas com boa capacidade de 
combinação. 
Quando as linhas são variedades ou populações de 
polinização livre, as populações resultantes são 
denominadas de compostos (HALLAUER; MIRANDA 
FILHO, 1988). 
Método do Retrocruzamento 
 Quando um cultivar é considerado satisfatório, de 
modo geral, mas necessita de um ou poucos alelos 
referentes a alguma característica em que seja 
deficiente podem ser realizados retrocruzamentos. 
 O termo retrocruzamento refere-se aos repetidos 
cruzamentos da planta ou progênie híbrida com um 
dos genitores. 
 A cada retrocruzamento é feita seleção para o alelo 
que está sendo transferido. 
Hibridação 
 Hibridação interespecífica: 
 Busca de genes em outras fontes, introduzir genes 
ausentes na espécie de interesse ou de agrupar 
genótipos de espécies diferentes, visando a criação de 
novos tipos. 
 Hibridação somática: 
 Consiste em reunir genomas de células, geralmente de 
espécies distintas, sem passar pelo processo sexual 
(fusão de protoplastos). 
Transformação genética 
 Muitas vezes os genes responsáveis por 
características de interesse não são encontrados na 
espécie com a qual se está trabalhando, por isso é 
necessário buscá-las em outras. 
 A transformação de plantas surge como uma 
técnica capaz de introduzir genes ausentes na 
espécie diretamente no genoma, por via não-
sexual, eliminando a necessidade de 
retrocruzamentos. 
Transformação genética 
 A transformação é a inserção de genes estranhos à 
espécie em uma célula de uma cultivar. 
 Esses genes podem ser oriundos de outros 
organismos, em níveis intraespecífico, 
interespecífico, intergenérico e até entre outros 
reinos. 
 Vírus, bactérias, fungos, animais ou outras espécies 
de plantas são alguns exemplos de doadores de 
genes. 
Transformação genética 
 A transformação apresenta grande interesse em 
espécies que têm cultivares bem difundidos e de 
grande aceitação, porque permite que genes sejam 
adicionados sem que o genoma do cultivar seja 
substancialmente alterado. 
 Pode ser usada na modificação das características 
relacionadas a processos de maturação dos frutos, 
resistência a doenças e pragas, arquitetura da 
planta, adaptação, etc. 
Transformação genética 
 A técnica de transferência de genes pode ser 
realizada direta ou indiretamente. 
 Direta: 
Métodos físicos ou químicos 
 Eletroporação, Aceleração de Partículas (biobalística), 
Lipossomas e transferência com polietilenoglico (PEG). 
 Indiretamente: 
Mediada por vetores: 
 Agrobacterium tumefasciens 
 Agrobacterium rhizogenes 
 
Mutações 
 São alterações na sequência e no arranjo do DNA 
celular. 
 Essas são responsáveis pelo surgimento de 
variabilidade, matéria-prima da evolução e do 
melhoramento genético. 
 Mutações Gênicas: decorrem da perda, adição ou 
substituição de nucleotídeos no DNA. 
 Mutações Cromossômicas: derivam de alterações 
estruturais ou numéricas dos cromossomos.