2016-mai25-Palestra_Milho_Melhoramento

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Melhoramento Genético 
do Milho 
Otávio Luiz Gomes Carneiro 
Doutorando do Programa de Pós-graduação em 
“Genética e Melhoramento de Plantas” 
Universidade de São Paulo 
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” 
A genética e sua importância 
A genética e sua importância 
Consequências do crescimento populacional: 
 
a)problemas de saúde; 
b)demanda crescente por alimentos; 
c)consumo de água, produção de lixo, ...; 
d)competição de mercado de trabalho; 
A genética e sua importância 
Consumo de alimento esperado, por dia, no ano de 2025 
. . . 
800 g/pessoa/dia 6.400.000 t 
1 2 3 4 320.000 
Oiapoque (AP) 
Chuí (RS) 
6400 km 
A genética e sua importância 
Tecnologias para produzir alimentos na 
quantidade e qualidade necessárias 
Melhoramento 
Genético de Plantas e 
Animais!! 
A genética e sua importância 
Evolução da área e produção de milho. 
 
 
Fonte: CEPEA, 2016. 
A genética e sua importância 
Produção de grãos por cultura. 
Fonte: CONAB, 2015. 
Importância econômica do Milho 
Importância econômica do Milho 
Aves de corte 
27% 
Aves de 
postura 
4% 
Suinocultura 
14% 
Bovinocultura 
5% 
Outros animais 
4% 
Consumo industrial 
8% 
Consumo humano 
2% 
Outro 
36% 
Outros usos 
4,5% 
Perdas 
2% 
Sementes 
0,5% 
Exportação 
29% 
Fonte: Abimilho (2016) – elaborado pelo autor 
Principais destinos do milho. 
Centro de origem 
Origem e evolução do milho 
Milho  descendente “Teosinte” 
- Gramínea com muitos perfilhos; 
- Várias espigas sem sabugo. 
 
Milho  Zea mays L spp. mays; 
Teosinte  Zea mays. 
 
Estudos de hibridação: 
-facilidade no cruzamento; 
-híbridos férteis; 
-mesmo número de cromossomos. 
 
Espécies taxonomicamente relacionadas 
Origem e evolução do milho 
 Maias e Astecas  seleção: 
- espigas mais fáceis de serem 
colhidas e armazenadas; 
- plantas mais vigorosas, produtivas 
e de melhor qualidade. 
 
 Início da domesticação. 
Origem e evolução do milho 
Espécie ALÓGAMA 
 Monoicia; 
 Protandria. 
Sistema reprodutivo do Milho 
 Troca de alelos entre indivíduos; 
 Indivíduos da população têm vários locos em 
heterozigose – permanência de alelos recessivos 
deletérios e/ou letais na população. 
Depressão por endogamia acentuada devido a 
heterozigose e ELEVADA CARGA GENÉTICA. 
Sistema reprodutivo do Milho 
Geração BB Bb bb 
F1 0,000 1,000 0,000 
F2 0,2500 0,500 0,2500 
F3 0,3750 0,250 0,3750 
F4 0,4380 0,1250 0,4380 
F5 0,4687 0,0625 0,4687 
... ... ... ... 
F∞ 0,5000 0,000 0,5000 
Sistema reprodutivo do Milho 
DEPRESSÃO POR ENDOGAMIA 
perda do vigor devido ao cruzamento entre indivíduos aparentados 
S1 S7 S6 S5 S4 S3 S2 
Sistema reprodutivo do Milho 
HETEROSE 
restauração do vigor  cruzamento entre indivíduos endogâmicos 
Linhagem A Linhagem B 
Híbrido 
Sistema reprodutivo do Milho 
História do Melhoramento Mundial 
História do Melhoramento Mundial 
DOIS OBJETIVOS PRINCIPAIS: 
 
-Variedades de polinização aberta muito 
importante no passado, mas pouco utilizadas 
atualmente 
 
-Híbridos quase totalidade sementes 
comercializadas e plantadas atualmente 
Melhoramento Genético - Objetivos 
Principais etapas: 
 
1. Obtenção de linhagens endogâmicas; 
 
2. Obtenção de híbridos. 
Melhoramento Genético - Híbridos 
Melhoramento Genético - Híbridos 
1) Obtenção de linhagens endogâmicas por meio de 
autofecundações sucessivas (endogamia). 
População 
inicial 
Autofecundações sucessivas (6 a 8 gerações) 
n linhagens homozigóticas 
Geração Freq. Locos em homozigose 
S1 50,00% 
S2 75,00% 
S3 87,50% 
... ... 
S6 98,44% 
S7 99,22% 
Melhoramento Genético - Híbridos 
1) Obtenção de linhagens endogâmicas por meio de 
autofecundações sucessivas (endogamia). 
Melhoramento Genético - Híbridos 
2) Obtenção de híbridos. 
 
- Cruzamento entre as linhagens; 
 
- Restaurar condição heterozigótica da espécie; 
 
- Explorar a HETEROSE; 
Melhoramento Genético - Híbridos 
Exemplo: 
Duas linhagens homozigóticas L1 e L2 
L1 AAbbCCDDeeff 
L2 aaBBccDDeeFF 
 L1 x L1: AAbbCCDDeeff = L1 
 L2 x L2: aaBBccDDeeFF = L2 
Híbrido: L1 x L2 
AaBbCcDDeeFf 
Melhoramento Genético - Híbridos 
Tipos de Híbridos 
Lin A Lin B Lin A Lin B Lin A Lin B 
Lin C 
Lin C Lin D 
HS HS HS 
Melhoramento Genético - Híbridos 
Tipos de Híbridos 
Fonte: Carvalho et al., 2003. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
1º Passo: Obtenção das populações base / fontes 
 
- Populações são alocadas em Grupos Heteróticos 
distintos; 
 
- Grupos Heteróticos: 
- Cruzamentos dentro do mesmo grupo  baixa heterose; 
- Cruzamentos entre grupos  alta heterose. 
 
- Grupos Heteróticos são formados por meio de cruzamentos 
dialélicos. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
1º Passo: Obtenção das populações base/fontes 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Autofecundações sucessivas 
Proteger a espiga 
imatura com saco 
plástico para evitar a 
contaminação com pólen 
indesejado. 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
Os pendões são 
cobertos para coleta 
de pólen 
A cobertura deve ser 
realizada no dia 
anterior à realização 
da polinização 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
Após a coleta do 
pólen, faz-se a 
polinização sobre o 
estigma receptivo 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
Após a polinização 
a espiga fica 
protegida até a 
colheita. 
2º Passo: Obtenção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
- Método genealógico; 
 
 
- Durante autofecundações 
 
 
 
 
- 7ª ou 8ª geração: seleção para caracteres de baixa 
herdabilidade (produção de grãos). 
- seleção para caracteres 
de alta herdabilidade; 
- descarte de genótipos 
com alta depressão por 
endogamia. 
3º Passo: Seleção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
PROBLEMAS 
 
pequeno número de linhagens  grande quantidade de 
cruzamentos possíveis; 
 Ex: 100 linhagens 
 HS = 10.000; 
 HT = 495.000; 
 HD = 24.502.500. 
 
correlação entre a linhagem e o híbrido é baixa para 
caracteres de baixa herdabilidade. 
3º Passo: Seleção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
Testcrosses 
 
- Linhagens de um grupo heterótico são cruzadas 
com material de outro grupo heterótico; 
 
- Testcrosses com performances superiores são 
selecionados. 
3º Passo: Seleção de linhagens. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
Linhagens com maiores frequências de alelos favoráveis 
- Linhagens selecionadas cruzamentos dialélicos 
 
- Híbridos Simples 
 
- Número grande de linhagens - são obtidos e avaliados 
todos os HS possíveis  predições dos HT e HD 
 
- Apenas os HT e HD mais promissores são obtidos e 
avaliados 
4º Passo: Obtenção dos Híbridos. 
Etapas de um Programa de 
Melhoramento Genético de Milho 
- Híbridos processo estático: genótipo superior da 
população, não consigo selecionar outro superior a 
ele. 
 
 
- Seleção Recorrente: método cíclico que permite 
obter, a cada ciclo, genótipos superiores aos obtidos 
no ciclo anterior. 
Melhoramento Genético – Seleção Recorrente 
Melhoramento Genético – Seleção Recorrente 
C0 
Melhoramento Genético – Seleção Recorrente 
C1 C2 Cn 
Biotecnologia como ferramenta para o 
Melhoramento: 
 
- Transferência de genes interespecíficos (transgenia) 
 
Biotecnologia 
Brasil: regulamentada pela CTNBio 
 
Milhos transgênicos liberados: 
 
Resistente / Tolerante: 
 
-Glifosato; 
-Glufosinato de Amônio; 
-Lagartas (Lepidoptera); 
-Combinações entre estes. 
 
Aplicações da Transgenia 
Aplicações da Transgenia 
SAFRA 2013/2014: 
 
 467 cultivares de milho 
 
 
 
Cultivares Convencionais 
 
 
 
Cultivares Transgênicos 
- 253 transgênicos (54%); 
- 214 convencionais (46%). 
- 44,7% HS; 
- 18,6% HT; 
- 19,5% HD; 
- 17,2% Variedades. 
- 81,8% HS; 
- 17,4% HT; 
- 0,8% HD; 
- 0,0% Variedades. 
Fonte: EMBRAPA, 2013. 
Aplicações da Transgenia 
SAFRA 2014/2015: 
 
 478 cultivares de milho 
 
 292 Cultivares Transgênicos: 
- 292 transgênicos (61%); 
- 186 convencionais (39%). 
Fonte: EMBRAPA, 2014. 
- 167 resist. Lepidoptera; 
- 4 resist. Lepidoptera + toler. Glifosato; 
- 20 toler. Glifosato; 
- 101 resist. Lepidoptera + toler. Glifosato 
e/ou Glufosinato de Amônio. 
Otávio Luiz Gomes Carneiro 
otaviogc@usp.br 
OBRIGADO