Seleção de Genitores e Germoplasma

Prévia do material em texto

Seleção de Genitores 
Variedades e 
Introdução de germoplasma 
Norma Eliane Pereira 
Profa.DCAA/UESC 
norma@uesc.br 
Boa escolha de genitores e planejamento 
de cruzamentos 
resulta em sucesso no melhoramento e maximiza a 
utilização dos genes desejáveis. 
 
 Programas de melhoramento devem otimizar 
recursos disponibilizados para sua realização. 
 Escolha inapropriada do germoplasma – fator crítico 
limitante. 
Boa escolha de genitores e planejamento 
de cruzamentos 
 
Como escolher corretamente os genitores? 
Critérios: 
1º - com base em informações e conhecimento 
científicos com vistas a variedades superiores. 
2º -considerar aspectos legais ao utilizar o germoplasma 
desenvolvido por outras instituições. 
Tipos de cruzamentos 
Desenvolvimento varietal: desenvolvimento de 
novas cultivares. Genitores devem ser agronomicamente 
superiores e adaptados a região de cultivo. 
 
Desenvolvimento de germoplasma: são genitores 
que apresentam características que se deseja introduzir 
em um programa de melhoramento, mas que trazem 
consigo atributos não desejáveis às novas cultivares. Em 
geral é um germoplasma exótico (silvestres) que deve 
ser adaptado e incluído em bancos de germoplasma. 
Objetivos de longo prazo. 
Estudos genéticos: visa estudar aspectos genéticos de 
um determinado caráter de uma espécie (ex.: estudar a 
herança de um determinado caráter. ex.: trigo 
semianão). Os genitores deverão ser divergentes quanto 
a característica em estudo. 
 
Tipos de cruzamentos 
Classificação dos cruzamentos quanto a 
diversidade genética dos genitores 
 
Cruzamento convergente: distância genética entre 
genitores é pequena, ou seja, genitores aparentados. 
População segregante com moderada a baixa variância 
genética, em geral associada a alta performance média. 
Classificação dos cruzamentos quanto a 
diversidade genética dos genitores 
 
Cruzamento convergente (cont.): 
Geralmente envolve variedades superiores. Espera-se que 
combinações gênicas favoráveis sejam preservadas e que 
pequenos ganhos genéticos obtidos da população com alta 
performance média represente um incremento real em 
relação ao do melhor genitor. 
Variedade adaptada x variedade adaptada 
Variedade adaptada x linhagem elite 
linhagem elite x linhagem elite 
Cruzamento divergente: existe grande distância 
genética entre os genitores. Populações segregantes 
originárias deste cruzamento apresentam grande 
variabilidade genética e baixa a moderada performance. 
 
Genitores não adaptados a uma região de cultivo podem 
ser selecionados por apresentarem característica 
inexistente no germoplasma local. Deve-se reduzir a 
contribuição genética dos tipos inadaptados por meio de 
um ou mais retrocruzamentos com os tipos adaptados. 
 
Probabilidade de obtenção de genótipos 
contendo a característica alvo. 
 
É calculada pela multiplicação das probabilidades de 
obtenção de cada característica na população 
segregante. Muitas característica podem ser ligadas e a 
probabilidade real difere da calculada. 
 
Ex.: soja – indescência da vagem - ¼ 
 resistência ao cancro- da – haste – 1/16 
 semente de tegumento claro – 1/20 
 habito de crescimento determinado – ¼ 
 ciclo precoce – 1/8 
Probabilidade de obtenção: 1/40.960 (grande população) 
 
Probabilidade de obtenção de genótipos 
contendo a característica alvo. 
 
Deve-se priorizar uma seleção criteriosa dos genitores 
para diminuir a população segregante. 
 
Ex.: soja – genitores resistentes ao cancro das hastes. 
 probabilidade de obtenção 1/2560 
 
Prioridade dos agricultores deve ser 
considerada. 
 ex.: pubescência longa em soja – desconforto alérgico 
na colheita – os genitores selecionados não deve conte-
las. 
 
Genitores potenciais 
a) Variedades comerciais: primeira opção como 
genitores, pois agregam a maioria das características 
exigidas no mercado como produtividade e a 
probabilidade de obterem linhagens superiores em 
cruzamentos entre variedades comerciais é alta. 
 
b)Linhagens Elite: podem-se agregar vantagens 
comparativas ao programa de melhoramento ao incluir 
nos cruzamentos as principais linhagens em fase final de 
avaliação visando ao desenvolvimento de variedades. 
 
c)Linhagens com características específicas: 
muitas vezes registra-se uma linhagem que não possui 
um bom desempenho geral mas é portadora de uma ou 
mais características de interesse específico. 
 
Genitores potenciais (cont.) 
d)Acessos de bancos de germoplasma: fonte de 
variabilidade. São catalogados e podem ser solicitados 
para pesquisa ou melhoramento. 
Métodos para seleção de genitores 
Muitos programas conduzem grande número de 
cruzamentos na expectativa de uma combinação gênica 
superior para que possa ser lançada uma variedade. 
Ex.: CIMMYT - 2000 cruzamentos por ano. 
 
Critérios: 
a) Maximização do ganho genético; 
b) Maximização da performance da população. 
Critérios: 
a) Maximização do ganho genético; 
b) Maximização da performance da população. 
 
 
 
Variedade altamente produtiva 
 
Ganho genético= h2x ds 
 
Para aumentar o ds deve-se selecionar um menor 
número de indivíduos superiores na população. 
 
Como elevar a herdabilidade? 
1º - diminuir variância ambiental (ambientes mais 
uniformes); 
2º - aumento da variância genética por meio de 
genitores não aparentados. 
 
Melhoristas que visam ganho genético enfatizam 
cruzamentos divergentes. 
 Melhoristas que enfatizam a maximização da 
performance priorizam cruzamentos convergentes 
envolvendo genitores altamente produtivos. Nessa 
situação o ganho genético será limitado, porém a média 
da população será os alta, resultando em elevada média 
dos indivíduos selecionados. 
Principais métodos de seleção de genitores 
a) Comportamento por si dos genitores 
 Escolha das duas melhores variedades produtivas, 
a média dos genitores estabelece o desempenho das 
progênies. Caso em que a maior parte da variância 
genética é aditiva. 
Princípio: Genótipos com alta performance tendem a 
formar progênies com alta performance. Será? 
Matzinger et al. (1976) verificaram predominância de 
variância genética aditiva para a maioria dos caracteres 
agronômicos em diversas espécies. 
Baker (1981) - genitores com alto desempenho e 
reduzida distância genética apresentam maior 
probabilidade de originar variedades agronomicamente 
superiores em curto prazo. 
 
Principais métodos de seleção de genitores 
b)Fenótipo para características importantes 
 Enfatiza a complementariedade entre genitores para 
características correlacionadas com as características 
alvo do programa. 
 
 A seleção indireta (correlação de uma outra 
característica com a característica alvo) ocorre quando a 
característica de interesse é difícil. 
Ex.: características correlacionada a rendimento de 
grãos: número de sementes, índice de área foliar, ângulo 
de inserção foliar, tamanho de sementes, capacidade de 
perfilhamento, etc. 
 
Genitores que se complementem e resultem em uma 
variedade superior. 
Principais métodos de seleção de genitores 
c)Histórico do genitor: 
 Habilidade de transferir a descendência ótimas 
características o que pode torna-la genitora de várias outras 
variedades. Ex.: melhoramento animal. 
 
d) Pedigree do genitor: 
Enfatiza a importância da diversidade genética com base em 
características agronômicas, grau de parentesco ou no 
polimorfismo molecular e sua ligação com a heterose. 
Comportamento dos genótipos deve ser avaliados para 
verificação de limitações agronômicas.e) Teste de geração precoce: 
Métodos de bulk e genealógico modificado em gerações 
precoces de trigo para identificação de cruzamentos 
promissores. Este método tem poucas evidências de sucesso e 
é trabalhoso. 
vitor
Realce
vitor
Realce
Principais métodos de seleção de genitores 
f) Método da capacidade combinatória: 
Evidências que mesmo cruzamento envolvendo 
genitores medíocres podem resultar em progênies com 
elevado potencial. 
 Dois tipos de capacidade de combinação: 
 Capacidade de combinação geral (CCG) – capacidade 
de um genitor produzir progênies superiores com 
outros genitores 
 Capacidade de combinação específica (CCE) – 
capacidade que se refere a uma combinação 
específica. 
 
Este método é importante quando há efeitos genéticos 
não aditivos. 
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
Principais métodos de seleção de genitores 
g) Método dos marcadores moleculares: 
 
Nos casos em que a diversidade genética é importante, 
como nas variedades híbridas, marcadores moleculares 
podem ser utilizados para estimação da distância 
genética entre genótipos e orientação aos melhoristas na 
escolha dos genitores. 
O uso de marcadores moleculares em milho tem sido 
recomendado para: 
i) determinar grupos heteróticos; 
ii) fazer a predição do comportamento dos híbridos com 
base na distância genética entre genitores. Uso 
questionado devido a baixa correlação em prever o 
comportamento dos híbridos. 
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
VARIEDADES 
 
Variedades – grupo de plantas com características 
distintas, homogêneas e estáveis, com identidade 
própria, o que a distingue das demais. Descritores 
varietais conferem sua identidade. Ex.: ciclo, cor das 
sementes, caracteres morfológicos, reação as doenças, 
produção de grãos, padrões enzimáticos, etc. A 
estabilidade da variedade é importante para sua 
identificação geração após geração. 
 
 
vitor
Realce
vitor
Realce
VARIEDADES 
Termo “cultivar” - cultivated variety ( variedade 
cultivada) – seu gênero. 
 
Na maioria das vezes quando um melhorista inicia um 
programa de melhoramento o tipo de variedade a ser 
desenvolvida já está definida. 
Ex.: milho – substituição de variedades de polinização 
aberta pelos híbridos em função da descoberta da 
heterose. 
 
O método de melhoramento a ser utilizado em 
uma espécie vai depender, em parte, do tipo de 
variedade a ser desenvolvida. 
VARIEDADES 
Os métodos que envolvem a autofecundação são 
indicados para obtenção de variedades de espécies 
autógamas e de linhagens endogâmicas em espécies 
alógamas, mas não tem valor para seleção de clones. 
 
Tipos de variedades 
a) Linhas puras 
 Grupo de indivíduos em homozigose que 
apresentam basicamente a mesma constituição 
genética, o que as torna homozigóticas e homogêneas; 
uniformidade da variedade; tendem a perder esta 
homogeneidade em virtude das mutações, misturas 
mecânicas, polinização cruzada e segregações tardias. 
vitor
Realce
a) Linhas puras (cont.) 
 Linhas puras – estabilidade= plasticidade fenotípica. 
 
b) Multilinhas 
 
Mistura de linha isogênicas, são homozigóticas porém 
heterogêneas. 
São usadas geralmente em espécie autógamas como 
estratégia de resistência a doenças. Alguns melhoristas 
também relatam o seu uso em condições de estresse 
climático imprevisível. 
Produção de sementes onerosa, em função da produção 
separada de cada linha que são misturadas em função da 
proporção desejada e da raça fisiológica predominante. 
vitor
Realce
Tabela 1. Genótipos de oito biótipos de mosca de Hesse (Gallun, 1977) 
 Variedades de trigo 
Biotipos Turkey Seneca Manon Knox 62 Abe 
GP tt S- M- K- A- 
A tt ss M- K- A- 
B tt ss mm K- A- 
C tt ss M- kk A- 
D tt ss mm kk A- 
E tt S- mm K- A- 
F tt S- mm kk A- 
G tt S- mm kk A- 
 
Exemplo: mosca de hesse em trigo. 
d) Híbridos 
 
São resultantes do cruzamento de indivíduos geneticamente 
distintos, visando a utilização prática da heterose. São 
heterozigóticos e homogêneos e primariamente utilizados 
em espécies alógamas. Híbridos de espécies autógamas, 
como tomate, berinjela estão disponíveis. 
Além de linhagens endogâmicas, podem-se utilizar 
variedades de polinização aberta, clones ou linha puras na 
obtenção de híbridos. 
 
vitor
Realce
e) Híbridos Sintéticos 
São obtidos do intercruzamento de um grupo de linhagens 
ou clones selecionados com base na capacidade de 
combinação; são heterozigóticos e heterogêneos. Estas 
variedades são primariamente utilizadas em espécies 
alógamas ou espécies de reprodução assexuada e nas 
espécies autógamas que utilizam macho-esterilidade e 
autoincompatibilidade 
 Vantagens: 
i) Redução do vigor nas gerações avançadas do sintético é 
menor do que a manifestada em híbridos; 
ii) Propagação do sintético durantes sucessivas gerações na 
região de cultivo resulta em melhor adaptação ao 
ambiente; 
iii) O sintético tem alta plasticidade em virtude da 
heterogeneidade. 
vitor
Realce
vitor
Realce
f)Clone 
Grupo de indivíduos que descendem por propagação 
assexuada, de um único genitor. Os clones são 
heterozigóticos e, em geral homogêneos. Os indivíduos de 
um mesmo clone são geneticamente idênticos. 
 
 
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
vitor
Realce
Clones de eucalipto 
 
g) Variedades de polinização aberta 
 São obtidas pela livre polinização de uma grupo de 
indivíduos selecionados. Estas variedades heterozigóticas e 
heterogêneas são uma alternativa ao uso de híbridos. 
 
Cultivar de cenoura 
 Brasília 
vitor
Realce
 h) Compostos 
São obtidos do cruzamento de diversos genitores de uma 
espécie autógama. Estas variedades são heterogêneas e 
homozigóticas. Porém se a macho esterilidade for 
introduzida na população, as variedades são mantidas em 
heterozigose. 
 INTRODUÇÃO DE GERMOPLASMA 
 
Introdução de germoplasma - sementes, partes vegetativas, 
grãos de pólen, células e DNA. 
 
Migração de espécies cultivadas – desenvolvimento da 
agricultura mundial. 
Introdução de variedades melhoradas resulta na 
disponibilidade imediata de tipos superiores. 
Grandes expedições comerciais do século XV, aumento de 
intercâmbio de espécies cultivadas. 
Cristovão Colombo (1493) sementes das mais importantes 
espécies agroeconômicas nativas das Américas foram 
levadas a Espanha. 
Ex.: soja - Introduzida em 1882 na Bahia sem sucesso, em 
1914 foi introduzida no Rio Grande do Sul; em 1947 tornou-
se importante no Sul; em 1954 iniciou uma processo 
migratório pelo Brasil, sendo o principal produtor à frente 
da China seu centro de origem. 
 
Espécies cultivadas de outras partes do mundo. 
 
Objetivo da introdução de germoplasma 
 
 Pode-se introduzir: novas espécies, variedades e 
acessos com características especiais para o desenvolvimento 
de variedades. 
 
Introdução de germoplasma 
Objetivo da introdução de germoplasma (cont.) 
 
• Introdução de espécies exóticas como nova alternativas 
para a produção. 
 
• Variedades melhoradas podem ser levadas para regiões 
com condições edafoclimáticas semelhantes ou de mesma 
latitude. Ex.: soja 
 
• Na introdução o melhorista pode fazer uso direto do 
material introduzido ou selecionar linhagens deste 
material. 
• Ex.: feijão Rico-23, originário da Costa Rica, introduzido 
no Brasil em 1954, após testes comparativos de 
rendimento distribuído a agricultores em 1959. 
Introdução de germoplasma 
Objetivo da introduçãode germoplasma (cont.) 
 
• Ex.: soja – variedade Mineira desenvolvida pela UFV e 
1969, selecionada dentro de uma população heterogênea 
dos Estados Unidos. 
• Consolidação dos programas de melhoramento no Brasil- 
uso direto passou a ser de menor relevância do que como 
genitores. 
 
Introdução de germoplasma 
Bibliografia consultada: 
 
BORÉM, A. Melhoramento de Plantas. Editora UFV: 
Viçosa, 3ª ed, 2001. 500p. Capítulos: 10, 11 e 12