resumo Melhoramento de espécies de propagação vegetativa

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Melhoramento de espécies de propagação vegetativa
• Seleção natural: sobrevivência de plantas de propagação assexuada, de forma vegetativa. 
• Plantas que se propagam assexuadamente, mas podem ser por via sexuada. Ex: morango, frutíferas, etc... as plantas naturalmente se propagariam por via sexuada mas por conta do melhoramento e culturas comerciais, o homem utiliza propagação vegetativa. 
• Espécies com dificuldades de cruzamentos, por formarem poucas flores viáveis. (depende do gênero). Ex: cana de açúcar, batata. 
• Espécies de reprodução assexuada natural. Ex: alho. Variabilidade genética somente através de mutações). ↑ risco de extinção devido a sua baixa flexibilidade e adaptação às condições adversas. 
• Totipotência celular + mitose: qualquer célula pode regenerar uma planta idêntica depois, diferenciação celular embasa o processo de reprodução assexuada. 
Cana de Açúcar
• Flor hermafrodita (órgão fem e masc). Órgão feminino constituído por ovário com óvulo único. Acima do ovário encontram-se dois pistilos e dois estigmas. Órgão masculino constituído por 3 estames e anteras. Coloração das anteras dependa da variedade, nelas estão os grãos de pólen. Flores protegidas por duas brácteas. 
∟ Florescimento chuvas fora de época, temperatura, fotoperíodo. 
Porque a Cana florescer não é benéfico? 
• ↓ taxa de açúcar (produto comercial da cana) gasta essa energia para produzir as flores
• isoporização do caule – o que ficou de açúcar no colmo fica nas fibras e torna o processo de moagem ineficiente 
• papilos florais se soltam e grudam nos colmos e após colmo passa pela moagem e as papilas não são filtradas
Normalmente são cruzados parentais que não florescem na região do cultivo comercial. 
CLONE população que foi derivada da reprodução vegetativa de um único indivíduo, resultando (na ausência de mutações) em um único conjunto de indivíduos idênticos. 
• Vantagem associada ao melhoramento: em spp. onde existe uma variabilidade intra e interespecífica como: produção de biomassa, taxa de crescimento, resistência à geadas e déficit hídrico, entre outros, uma forma de manter as características favoráveis evitando a variabilidade encontrada em plantas obtidas a partir de sementes, é recorrer à propagação vegetativa. 
• Espécies assexuadas dividem-se em: 
	∟ Apomíticas: clones originados de sementes. 
Vantagem: fixar rapidamente genótipos superiores, exige menor volume de material propagativo. 
	∟ Não apomíticas: clones originados de estrutura somática – gemas, caules, tubérculos. 
Métodos de Propagação Clonal
• A propagação clonal pode ser alcançada pela macropropagação ou pela micropropagação. 
• A propagação vegetativa pela macropropagação envolve métodos convencionais, como a estaquia, enxertia, enquanto que na micropropagação se utiliza a técnica de cultura de tecidos. 
• Os genótipos são idênticos em todas as gerações: 
O nº de clones de cada planta (genótipo) aumenta de forma exponencial 
• As plantas das espécies que apresentam reprodução vegetativa são altamente heterozigóticas (apresentam algum grau de cruzamento) e possuem alta carga genética (alelos deletérios embutidos no genoma – disfarçado pelo heterozigoto -> descendência + efeitos de dominância).
• Acasalamento entre clones aparentados: elevada depressão por endogamia. 
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES: 
• A maioria das espécies é alógama/poliploide 
• Existe correlação positiva entre heterozigose e vigor 
• Maioria das cultivares utilizadas pelos produtores são heterozigóticas 
∟ Heterozigose: alelos deletérios ficam encobertos levando a uma carga genética elevada e alta depressão por endogamia. 
• Muitas espécies são poliploides 
• Novos genótipos podem ser clonados facilmente. Ex: mutação 
• Melhoramento concentrado em plantas individuais (clones!)
• Variabilidade: mutações, introduções, cruzamentos ou autofecumendação
• Nem sempre o órgão propagativo é o de interesse comercial 
• Material propagativo: ocupa muito espaço, difícil manuseio e conservação (nas não apomíticas)
PARTICULARIDADES:
→ Facilidade: genótipo superior identificado fixação rápida
Ex: cultivares originadas por seleção de produtos em campos de cultivo
→ População homogênea: não se espera variação genética entre indivíduos 
→ Escolha de cultivares: frutíferas (observar valor agronômico e comercial) 
→ Produção de frutíferas: envolve combinação do conjunto copa/porta enxerto. 
→ Para superar problemas (ENXERTIA): formação sistema radicular, vigor, planta precocidade, produtividade, qualidade do fruto, tolerância a doenças, etc. 
ETAPAS PROGRAMA DE MELHORAMENTO DE PLANTAS REP. VEGETATIVA 
1 – Obtenção/Geração da Variabilidade
Pode ser obtida por: 
Introdução de plantas 
• principais espécies cultivadas do país: quase sempre originadas de outras regições 
• explora a variabilidade da natureza (culturas/genótipos que já existem)
Hibridação (Caso da cana)
• Clones são altamente heterozigotos (genotipicamente são uma pop. F1) 
• Cruzamento de clones: considera-se pop. F2
• Pode ser natural ou planejada 
• Cruzamentos biparentais: envolvem dois clones 
• Cruzamentos múltiplos: envolvem mais de 2 clones
*como os parentais já são heterozigotos, a segregação ocorre na F1, que tem comportamento de F2.
TIPOS DE CRUZAMENTOS
BIPARENTAIS 
Cruzamento entre dois genótipos C1xC2
MULTIPLOS OU MULTIPARENTAIS 
É aquele que envolve vários genótipos ex: (C1xC2) x C3 – C1 e C2 contribuem com 25% e C3 com 50%.
Os genótipos são levados a lugares onde são induzidos ao florescimento, lá são feitos os cruzamentos (após as seleções das variedades). Colocam em soluções nutritivas para não perder a turgescência. São entrelaçados os clones após a emasculação da fêmea. Desse modo, tudo que for colhido na fêmea vem do cruzamento necessariamente. As sementes são colhidas e replantadas → são selecionadas as mudas que vão para campo (seleção fenotípica). São levadas para o campo as plantas com melhores fenótipos. Após isso começa a verdadeira seleção.
Hibridação pode ser feita por: 
• Cruzamentos simples controlados para gerar populações segregantes e selecionar plantas individuais
• Promover intercruzamentos de parentes escolhidos, com polinização livre, pra formar pop. base de seleção recorrente. 
Escolha dos parentais: 
- Não basta só os clones serem divergente, tem que ser complementares (para reunir o máximo de características positivas possível – 
• Escolha dos melhores parentais → influência do ambiente é zero (indivíduos iguais dentro do genótipo) 
• Complementariedade de parentais 
• Diversidade genética 
• Valor reprodutivo dos parentais: analisado pela descendência 
CGC (Capacidade Geral de Combinação) 
CEC (Capacidade específica de combinação)
CRITÉRIOS PARA ESCOLHAS DOS CLONES PARENTAIS 
Cultivares Comerciais 
• A escolha dos genótipos permite aproveitas o efeito da seleção já praticada em sua obtenção;
• Aumenta a probabilidade de concentração de alelos favoráveis
Genealogias
• Deve-se evitar o cruzamento de clones aparentados → formação de populações com depressão por endogamia – redução na variabilidade genética. 
Divergência genética 
• Quanto maior for a divergência, maior será a variabilidade genética da população gerada
• Estimada pelo nível de heterose ou capacidade específica de combinação pelas análises de cruzamentos dialélicos. 
Complementariedade de Caracteres 
• É desejável a escolha de clones com características diferentes, pois pode-se tentar reunir os alelos favoráveis num único genótipo.
Performance das cultivares em um conjunto de ambientes 
• Indica que os genótipos superiores possuem alta concentração de alelos favoráveis e também podem apresentar interação gxa mais favoráveis. 
Casos em que não é possível a realização de cruzamentos → Não se consegue gerar variabilidade para a seleção via hibridação - Ex: cultura do alho – não ocorre florescimento → Única forma de gerar variabilidade é através de agentes mutagênicos (químicos ou físicos) → dificultao processo de seleção de um genótipo superior (o efeito da mutação não é dirigido)
Espécies em que a hibridação é possível: necessário manutenção em um banco de dados (para poder escolher os melhores genótipos) 
Banco de dados: informações que orientam a escolha dos genótipos como parentais 
FORMAÇÃO DA POPULAÇÃO DE REFERÊNCIA F1 
• Classificar corretamente os genótipos (méritos e atributos) 
• Identificar genótipos superiores (seleciona-los e multiplica-los para uso comercial)
• A avaliação e a seleção de genótipos são realizadas em diversas etapas; 
• A medida que avança nas etapas o numero de clones por genótipo aumenta → permite avaliação em experimentos com maior número de repetições e em diferentes locais e anos.
• Finalmente pode-se comparar os genótipos selecionados com cultivares comerciais → identifica-se um genótipo superior aos padrões e este pode originar uma nova cultivar
Autofecundação
• Maioria dos clones utilizados altamente heterozigóticos 
• Autofecundação pode liberar variabilidade → seleção de novas combinações 
• Pode resultar em progênies pouco adaptadas e endogâmicas 
• Principal interesse: uso de plantas segregantes em cruzamentos posteriores 
• Esquema similar às alogamas: autofecundação para em seguida usar a heterose. 
∟ Pode acontecer mas o obj é não cruzar aparentados e evitar endogamia
Métodos não convencionais 
• Mutação artificial somática 
• Duplicação do nº de cromossomos (poliploides) 
• Cultura de Tecidos 
• Transformação genética
∟ Estas técnicas são utilizadas na falta de outro método mais eficiente ou como auxiliar. Ou quando a variabilidade é aparentemente restrita. Spp que não conseguem fazer hibridação como 1ª técnica. 
2,3 – Seleção e testes dos Genótipos superiores 
• Fase mais onerosa dos programas de melhoramento 
• Propagação vegetativa: facilita os resultados de experimentação 
→ SELEÇÃO CLONAL: método mais usado em spp. de reprodução vegetativa. Ex: cana 
• Seleção de plantas individuais em pops segregantes 
• Descarte do genótipo: susceptíveis a doenças, não adaptados, etc...
• Parcelas pequena, poucas repetições e locais: pois tem-se poucas plantas 
• Início: muitos genótipos, pouca precisão experimental
∟ com a seleção: diminui o número de genótipos, aumenta-se a precisão experimental 
• Também chamada de SELEÇÃO MASSAL FENOTÍPICA eficiente para caracteres de alta herdabilidade.
4 – Multiplicação e Difusão da Tecnologia 
• Fase final do processo de melhoramento 
→ Material propagativo suficiente para distribuição aos agricultores NOVA CULTIVAR. 
Testes em usinas (campo), mercado, indústria. 
Cana – cultura semi perene 
∟ Cana de ano: fecha o ciclo em 12 meses – planta em agosto/setembro e logo já encontra boas condições de temperatura e luminosidade e já cresce bastante 
∟ Cana de ano e meio: fecha o ciclo em mais ou menos 18 meses – planta logo antes de out/nov, no começo desacelera. 
• Fixação de genótipos superiores pela clonagem (processo de propagação vegetativa) 
↓ 
Principal vantagem 
∟ a partir daí não tem mais variação todas as plantas são iguais. 
• esperar o clone produzir mudas
 ↓ 
Principal limitação 
∟ agora o que estão fazendo quando já há interesse num genótipo p/ acelerar cultura de tecidos e MPB (muda pré brotada – aproveitam todos os nós para acelerar)
No método convencional “joga-se” o colmo da cana na terra – aleatório – não se sabe qual gema vai germinar, não se sabe se alguma gema vai morrer, etc. Pode ocorrer perda de 30%. Com MPB perde menos.