Sistemas reprodutivos_aula_2_aula_3

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Sistemas Reprodutivos em Plantas 
Universidade Federal de Pelotas 
Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel 
Departamento de Fitotecnia 
Centro de Genômica e Fitomelhoramento 
Melhoramento Vegetal 
Camila Pegoraro 1 
 Reprodução em vegetais 
 
 Plantas briófitas – não produzem sementes (avasculares). 
 Plantas pteridófitas – não produzem sementes (vasculares). 
 
 
 Plantas espermatófitas – plantas vasculares que produzem sementes. 
 Gimnospermas – flores resultam em sementes. 
 Angiospermas – flores resultam em sementes e frutos. 
 Magnoliopsida (dicotiledôneas). 
 Liliopsida (monocotiledôneas). 
Introdução 
2 
 Reprodução em vegetais – espermatófitas 
 
 Sexuada – formação (meiose) e fusão de gametas, embrião, semente. 
 Assexuada – órgãos vegetativos especializados para reprodução. 
 
 Plantas produzem sementes (reprodução sexuada) e se propagam via sementes – soja, milho, 
arroz... 
 
 Plantas produzem sementes (reprodução sexuada) e se propagam vegetativamente – pêssego, 
maçã, batata, mandioca... 
 
 Plantas apresentam alguma deficiência no sistema reprodutivo (reprodução assexuada) e se 
propagam vegetativamente – alho. 
Introdução 
3 
 Melhoramento genético: extremamente dependente do sistema reprodutivo. 
 
 Flor – órgão de plantas espermatófitas responsável pelo processo de reprodução – abriga os 
órgãos reprodutores. 
Reprodução sexuada 
Estame - androceu 
Pistilo - gineceu 
4 
 Processo de formação de gametas masculinos e femininos. 
 
 A fusão dos gametas masculinos e femininos é essencial para a produção de sementes*. 
 
 A semente se origina dos óvulos e seus tecidos. 
 
 O ovário pode ter um ou muitos óvulos. 
 
 
 Microsporogênese / Microgametogênese e Megasporogênese / Megagametogênese. 
Reprodução sexuada 
5 
Revisando... 
 
Mitose – formação de células somáticas 
 
Meiose – formação de células gaméticas 
 
Reprodução sexuada 
6 
 Célula reparte igualmente o seu conteúdo, já duplicado na intérfase, em duas células filhas. 
 Partilha exata do material nuclear – mitose ou cariocinese. 
 Divisão citoplasmática – citocinese. 
 
 Prófase 
 Metáfase 
 Anáfase 
 Telófase 
 
7 
Reprodução sexuada 
Mitose 
 Condensação das fibras de cromatina que vão se tornar cromossomos. 
 As duas cromátides são mantidas unidas na região centromérica por proteínas coesinas. 
 A condensação cromossômica é decorrente da atuação das proteínas condensinas. 
Microtúbulos se prendem aos cinetócoros, na altura do centrômero dos cromossomos. 
8 
Reprodução sexuada 
Mitose - prófase 
Coesinas 
Condensinas 
Centrômero 
 Cromossomos atingem avançado estado de condensação (cromátides visíveis ao 
microscópio). 
 Alinhamento dos cromossomos na região equatorial da célula, formando a placa metafásica. 
 Os cromossomos são mantidos por forças igualmente distribuídas entre os dois polos. 
9 
Reprodução sexuada 
Mitose - metáfase 
Movimento – ocorre ruptura do equilíbrio metafásico, com a separação e migração das cromátides 
irmãs, que passam a ser chamadas de cromossomos filhos. 
 Separação ocorre em função da degradação da coesina centromérica. 
Microtúbulos encurtam por perda de dímeros de tubulina e aproximam os cromossomos dos polos. 
10 
Reprodução sexuada 
Mitose - anáfase 
 Os cromossomos alcançam os polos – total desaparecimento dos microtúbulos. 
 Descondensação da cromatina acompanhada da reaquisição da capacidade de transcrição e 
reconstituição do envoltório nuclear. 
11 
Reprodução sexuada 
Mitose - telófase 
Mitose – citocinese 
Divisão do citoplasma – formação de duas células filhas. 
12 
Reprodução sexuada 
Mitose 
Meiose – prófase I 
Leptóteno - cromatina começa a se condensar gradualmente em cromossomos. Inicia um processo 
de aproximação e pareamento entre homólogos – sinapse. 
 
 
 
 
Zigóteno – início do processo sináptico. A sinapse (pareamento) ocorre ordenadamente, ponto por 
ponto, aproximando os cromossomos homólogos, que se alinham lateralmente de uma maneira 
precisa, mas não se fundem. 
Reprodução sexuada 
13 
Meiose – prófase I 
Paquíteno – permuta, crossing over, recombinação genética. 
 
 
 
 Diplóteno - maior parte do complexo sinaptotênico é removida do bivalente e observa-se um início de 
separação entre cromossomos homólogos. 
 
 
 
 Diacinese - deslocamento das quiasmas para as extremidades dos cromossomos e DNA em 
condensação máxima. 
Reprodução sexuada 
14 
Meiose – metáfase I 
Os dois cromossomos homólogos se dispõem na placa equatorial lado a lado - disjunção dos 
cromossomos paternos e maternos para os polos opostos. 
 
 
 
 
Meiose – anáfase I 
Separação dos cromossomos homólogos. 
Reprodução sexuada 
15 
Meiose – telófase I 
Formação de uma membrana em torno de cada grupo de cromossomos duplicados. 
O citoplasma se divide através da citocinese – formação de duas células filhas. 
Cromátides irmãs permanecem juntas 
Reprodução sexuada 
16 
Meiose I – divisão reducional 
Células filhas haploides com cromossomos duplicados. 
Reprodução sexuada 
17 
 Intercinese 
 Estágio entre as duas divisões meióticas. 
 Breve intérfase. 
 Células haploides permanecem com os cromossomos duplicados. 
 Não ocorre nova síntese de DNA. 
Meiose – prófase II – Nova montagem do fuso. 
 
 
 
 
 
 
Meiose – metáfase II - Cinetócoros das cromátides irmãs se orientam para os lados opostos da 
célula, prendendo-se as fibras do fuso de lados contrários. 
Reprodução sexuada 
18 
Meiose – anáfase II – Disjunção das cromátides irmãs, que migram para os polos opostos da célula. 
 
 
 
 
 
Meiose – telófase II – Formação de uma membrana em torno de cada cromátide. 
O citoplasma se divide originando 4 células, cada uma com número haploide de cromossomos. 
Reprodução sexuada 
19 
Meiose 
Reprodução sexuada 
20 
Reprodução sexuada 
21 
Processo de formação de gametas masculinos (grãos de pólen) - angiospermas. 
Microsporogênese 
 Numa antera imatura encontra-se quatro cavidades que contém numerosos microsporócitos. 
 Cada um passa por meiose, formando uma tétrade de quatro micrósporos. 
Reprodução sexuada 
Primeira divisão 
meiótica 
Segunda divisão 
meiótica 
Meiose 
Pólen 
Micrósporo 
22 
Processo de formação de gametas masculinos (grãos de pólen) - angiospermas. 
Microgamentogênese 
 O micrósporo pode se transformar num grão de pólen, com a divisão do seu núcleo 
para formar núcleo vegetativo e generativo (mitose). 
 
 Núcleo generativo origina dois núcleos espermáticos (mitose). 
Reprodução sexuada 
Micrósporo 
Mitose Núcleo generativo 
Mitose no núcleo 
generativo 
Núcleo vegetativo 
Núcleo vegetativo 
Núcleos 
espermáticos 
23 
Megasporócito - 
célula mãe do 
Megásporo. 
Óvulo 
Nucela 
Micropila 
Primina 
Secundina 
Processo de formação de gametas femininos (saco embrionário) - angiospermas. 
Megasporogênese 
 No interior de cada óvulo encontra-se uma célula – megasporócito. 
 Megasporócito passa por meiose, produzindo um tétrade de quatro megásporos. 
Reprodução sexuada 
Primeira divisão 
meiótica 
Segunda divisão 
meiótica 
Meiose 
Megásporo 
Degeneram 
24 
Megasporócito 
Processo de formação de gametas femininos (saco embrionário) - angiospermas. 
Megagametogênese 
 Três degeneram, e outro é submetido a mitoses, formando o saco embrionário. 
 
 O saco embrionário tem oito núcleos: dois constituirão as sinérgides, situadas ao lado de um 
terceiro, que formará a oosfera. 
 
 Três ficarão situados em sentido oposto, formando as antípodas, e os dois restantes, 
denominados núcleos polares, se localizarão na parte central do saco embrionário. 
Reprodução sexuada 
Mitose Mitose Mitose 
Sinérgides Oosfera 
Núcleos polares 
Antípodas 
Megásporo 
25 
 Polinização 
 
 Transferência do grão de pólen da antera para o estigma, na mesma flor, ou deuma flor para 
outra. 
Reprodução sexuada 
26 
 Polinização 
 O estigma é a parte do pistilo que recebe o grão de pólen, que germina e emite o tubo polínico, 
que cresce através do estilete e penetra no óvulo através de uma abertura – micrópila. 
 
 Os núcleos espermáticos movem-se através do tubo polínico e são descarregados dentro do saco 
embrionário. 
Reprodução sexuada 
Estigma 
Tubo polínico 
Núcleos espermáticos 
Estilete 
Ovário 
Óvulo 
Micrópila Oosfera 
Núcleos polares 
Grão de pólen 
27 
 Fertilização – fecundação - angiospermas 
 Fusão dos gametas masculinos e femininos. 
 Após entrada dos dois núcleos espermáticos no saco embrionário, um funde-se com a oosfera 
formando o zigoto - fertilização. 
 O outro núcleo espermático funde-se com os dois núcleos polares, originando o endosperma. 
Reprodução sexuada 
Estigma 
Estilete 
Ovário 
Grão de pólen 
Núcleo 
espermático 
Tubo polínico 
Óvulos Núcleos 
espermáticos 
Núcleos 
polares 
Oosfera 
Sinérgides 
Núcleos 
polares 
Oosfera 
Antípodas 
Saco 
embrionário 
Micrópila 
28 
 Fertilização – fecundação - angiospermas 
 
 Os dois processos de fusão constituem a dupla fecundação, que dá origem a semente. 
 
 O zigoto (2n) se desenvolve e forma o embrião, que vai originar uma nova planta. 
 
 Endosperma (3n) é um tecido de reserva utilizado pelo embrião até a fase inicial de 
desenvolvimento da planta. 
Reprodução sexuada 
Núcleos espermáticos 
Sinérgides 
Núcleos 
polares 
Oosfera 
Antípodas 
Dupla fecundação 
Zigoto 
(2n) 
Endosperma 
29 
 As sinérgides possuem uma parede primária especializada que secreta substâncias que atraem e 
permitem a recepção e entrada do tubo polínico. 
 
 Antípodas apresentam função desconhecida. 
 
 Após fecundação, sinérgides e antípodas degeneram. 
 
 Nem sempre a polinização é seguida de fertilização. 
Reprodução sexuada 
30 
 Fertilização – fecundação – gimnospermas. 
 
 Grão de pólen – similar ao de angiospermas. 
 
 Gameta feminino – megásporo – mitoses –megagametófito + oosferas. 
 
 Um dos núcleos espermáticos fecunda uma oosfera, gerando o zigoto. 
 
 O outro núcleo espermático e a outra oosfera degeneram. 
 
 Após a formação do embrião, o óvulo converte-se em semente, que é uma estrutura com três 
componentes: tegumento (2n), embrião (2n) e tecido materno - endosperma primário (n). 
Reprodução sexuada 
31 
 Fertilização – fecundação – gimnospermas. 
Reprodução sexuada 
32 
Megásporo (n) 
Mitoses 
Oosfera (n) 
Megagametófito (n) 
Pólen (n) 
Zigoto (2n) 
Endosperma (n) 
Megasporócito (2n) 
Zigoto (2n) 
Endosperma (n) 
Tegumento (2n) 
Meiose (3 megásporos degeneram) 
Órgãos reprodutores se abrigam nas flores. 
Reprodução sexuada 
Estame 
Pistilo 
Óvulos – produz gametas femininos 
Anteras – 
 produz 
gametas 
masculinos 
Autofecundação Estigma – recebe pólen 
33 
 Inflorescência 
 Na maioria das angiospermas as flores estão dispostas em agrupamentos – inflorescências. 
 Vários tipos de inflorescência: variam de acordo como as flores estão dispostas nas plantas. 
 Espiga – flores sésseis saindo de toda a extensão do eixo principal (ráquis). 
Reprodução sexuada 
34 
Espiga 
Espigueta 
Antera 
 Espiga 
Triticum aestivum 
Reprodução sexuada 
35 
Zea mays 
Antera 
Ovário 
Estigma 
 Espiga 
Hordeum vulgare 
Reprodução sexuada 
36 
Secale cereale 
 Panícula - é um racemo composto (flores dispostas em vários eixos), onde um eixo racemoso 
principal (ráquis) sustenta dois ou mais eixos racemosos laterais, também compostos por 
racemos. 
Oryza sativa 
Espigueta 
Racemos secundários 
Racemos primários 
Base da panícula 
Folha Bandeira 
Último entrenó 
Reprodução sexuada 
37 
 Panícula 
Avena sp. 
Reprodução sexuada 
Espigueta 
Estigma 
Estames: 
com 
filete e 
anteras 
38 
Classificação de plantas de reprodução sexuada 
 De acordo com o sistema de fertilização/fecundação as plantas podem ser divididas em: 
 
 Autógamas 
 Alógamas 
 Intermediárias 
39 
 Plantas autógamas – realizam preferencialmente autofecundação/autofertilização (acima de 95%). 
Ocorre quando o pólen (gameta masculino) fertiliza um óvulo (gameta feminino) da mesma planta. As 
plantas autógamas são caracterizadas pela homozigose. 
 
 Pode ocorrer uma baixa taxa de fecundação cruzada nas espécies autógamas, que depende da 
população de insetos, intensidade do vento, temperatura e umidade. 
 
 Arroz, aveia, cevada, feijão, fumo, soja, tomate, trigo, amendoim, alface, pimenta, ervilhaca, 
linho, grão de bico, ervilha, crotalaria, batata ... 
Classificação de plantas de reprodução sexuada 
40 
 Plantas alógamas - realizam preferencialmente fecundação/fertilização cruzada (acima de 95%). 
Ocorre quando o pólen de uma planta fertiliza o óvulo de outra planta. As plantas alógamas são 
caracterizadas pela heterozigose. 
 
 Pode ocorrer uma baixa taxa de autofecundação nas espécies alógamas. 
 
 Milho, maçã, abóbora, kiwi, maracujá, araucária, abacate, cenoura, noz, mamão, erva mate, 
abacaxi, crucíferas, alfafa, girassol, batata-doce, goiaba, beterraba, manga, cacau, pera, rabanete, 
centeio, cenoura, azevém, alfafa, banana, cereja, maçã, figo ... 
 
 
 
 
Classificação de plantas de reprodução sexuada 
41 
 Plantas intermediárias (autógamas com alogamia frequente) – possuem porcentagem de 
fecundação/fertilização cruzada entre 5 e 95% - algodão, café, sorgo, berinjela, quiabo. 
Classificação de plantas de reprodução sexuada 
42 
Mecanismos naturais determinam se uma planta será preferencialmente autofecundada ou se 
estará sujeita a fecundação cruzada 
 
 Mecanismos que determinam autogamia: cleistogamia e demais adaptações morfológicas. 
 
 Mecanismos que determinam alogamia: dicogamia (protoginia e protandria), heterostilia (longistilia e 
brevestilia), monoicia, diocia, autoincompatibilidade gametofítica, autoincompatibilidade esporofítica, 
macho esterilidade. 
Classificação de plantas de reprodução sexuada 
43 
Plantas autógamas – reprodução sexuada 
 Plantas hermafroditas – flores monoclinas, perfeitas. 
 
 Flor monoclina – gineceu e androceu se encontram na mesma flor. 
Pistilo 
44 Arroz, soja, feijão, aveia, ... 
Plantas autógamas – reprodução sexuada 
Mecanismos responsáveis pela autogamia 
 
 CLEISTOGAMIA 
 Autopolinização seguida de autofecundação - flores permanecem fechadas mesmo após 
amadurecimento do gineceu e do androceu. Deposição do pólen no estigma da mesma flor. 
 
 Ex.: soja e algumas variedades de trigo, cevada, aveia e outras gramíneas. 
45 
No caso de cruzamento artificial, a emasculação deve ser feita antes da abertura das flores. 
Plantas autógamas – reprodução sexuada 
Mecanismos responsáveis pela autogamia 
 
 OUTRAS ADAPTAÇÕES MORFOLÓGICAS 
 Tomateiro – estames formam um cone envolvendo o estigma. 
 Feijoeiro – estigma e estames envolvidos por uma estrutura em forma de espiral (quilha). 
46 
Plantas autógamas – reprodução sexuada 
 Vantagens da autogamia 
 manutenção de genótipos bem adaptados. 
 produção de sementes na ausência de polinizadores. 
 população a partir de um único indivíduo. 
 
 Desvantagens da autogamia 
 redução ou estabilização da variabilidade genética. 
 população não consegue se adaptar as mudanças do ambiente. 
 desvantagem evolutiva. 
47 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
 TIPOS DE PLANTAS 
 Plantas hermafroditas - flores monoclinas – perfeitas. 
 Plantas monoicas - flores diclinas na mesma planta. 
 Plantas dioicas - flores diclinas em plantas separadas. 
 Flor monoclina – gineceu e androceu se encontram na mesma flor. 
 Flor diclina – gineceu e androceu se encontram em flores separadas. 
Maracujá, maçã Abóbora, milho Kiwi 
48 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
 TIPOS DE PLANTAS 
 Plantas ginomonóica. 
 Plantas andromonóica. Plantas trimonóica. 
 Plantas ginodióica. 
 Plantas androdióica. 
 Plantas tridióica. 
49 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Morfológicas 
 
Separação espacial – autofecundação impossibilitada pelo desencontro espacial da antera/grão de 
pólen e do estigma. 
 
 Monoicia: plantas monoicas possuem flores masculinas e femininas dispostas separadamente 
na mesma planta. 
Cucurbitaceas. Milho. 50 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Morfológicas 
 
Separação espacial 
 
 Dioicia: plantas dioicas possuem flores masculinas e femininas em plantas diferentes. 
51 
Kiwi 
Mamão* 
Pode apresentar flor 
monoclina. 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Morfológicas 
 
Heterostilia (comprimento dos estames) - autofecundação dificultada pela diferença de 
comprimento entre o filete e estilete, havendo casos em que o estilete é maior que o filete 
(longistílicas) e outros em que o estilete é menor que o filete (brevistílicas). 
52 
Longistílicas Brevistílicas 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Morfológicas 
 
Heterostilia (comprimento dos estames) 
Trigo mourisco Carambola Oxalis tuberosa 
53 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
Dicogamia (separação temporal) - autofecundação impossibilitada pelo desencontro temporal na 
maturação do pólen e na receptividade do estigma. 
 
 Protoginia: em plantas monoicas ou hermafroditas, os órgãos femininos tem desenvolvimento 
fisiologicamente completo antes dos órgãos masculinos. 
 
 
 
Algumas variedades de abacateiro – hermafrodita. Algumas variedades de nogueira – monoica. 
54 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
Dicogamia (separação temporal) 
 
 Protandria: em plantas monoicas ou hermafroditas, os órgãos masculinos tem desenvolvimento 
fisiologicamente completo antes dos órgãos femininos. 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
Cenoura – hermafrodita. 
Milho – monoica. 
55 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
 Autoincompatibilidade – é a incapacidade de uma planta fértil formar sementes quando 
fertilizada por seu próprio pólen. É controlada geneticamente pela interação dos alelos S. 
 
 Ausência de desenvolvimento de tubo polínico. 
 
 
 Gametófito – células haploides – grão de pólen e oosfera. 
 Esporófito – células diploides – planta. 
56 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
 Autoincompatibilidade gametofítica - a especificidade do pólen é gerada pelo alelo S do 
genoma haplóide do grão do pólen (gametófito). 
 
 Paralização do crescimento do tubo polínico haplóide nas células diploides do pistilo. 
 
 Os tubos polínicos só irão crescer e só irá ocorrer fecundação se o alelo presente no grão de 
pólen não estiver presente no tecido diploide do estilete. 
57 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Autoincompatibilidade gametofítica 
Incompatibilidade total 
Incompatibilidade parcial 
Compatibilidade 
58 Macieira. 
Grãos de pólen produzidos por planta S1S2 
Genótipos do pistilo 
Estigma 
Estilete 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Autoincompatibilidade gametofítica 
59 
S1S2 S1S3 S3S4 
S1 S2 
Filhos
S2S1 
S2S3 
Filhos
S1S3 
S1S4 
S2S3 
S2S4 
 S1 
 S2 
S3 
S4 
Meiose 
 S1 
 S2 S1 
S1 
S2 
S2 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
 Autoincompatibilidade esporofítica - a especificidade do pólen é gerada pelo genótipo diploide 
da planta adulta (esporófito) que deu origem ao grão de pólen. 
 
 O que determinará a ocorrência ou não de autoincompatibilidade não será o alelo que o pólen 
carrega, mas sim os alelos presentes no tecido diploide da planta que o originou. 
60 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Autoincompatibilidade esporofítica 
Incompatibilidade total 
Compatibilidade 
61 
Grãos de pólen produzidos por planta S1S2 
Genótipos do pistilo 
Estigma 
Estilete 
Brássicas. Maracujá. 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Autoincompatibilidade esporofítica 
62 
S1S2 S1S3 S3S4 
S1 S2 
Filhos
S1S3 
S1S4 
S2S3 
S2S4 
 S1 
 S2 
S3 
S4 Meiose 
 S1 
 S2 
S2 
S2 
S1 
S1 
O grão de pólen com alelo 
S1 carrega no citoplasma as 
proteínas S1 e S2 
O grão de pólen com alelo 
S2 carrega no citoplasma as 
proteínas S1 e S2 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Macho esterilidade genética – condicionada por genes nucleares - citoplasma normal. 
 
 Controlada por alelo recessivo denominado ms. 
 
 Ocorre quando existem mutações recessivas em genes nucleares (ms) que interrompem a 
gametogênese masculina. 
 
 A herança deste tipo de macho esterilidade obedece às Leis de Mendel. 
 
 Essas mutações afetam praticamente todos os estádios do desenvolvimento das anteras, 
variando da pré-meiose até o pólen. 
63 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Macho esterilidade genética 
64 
Macho estéril Macho fértil 
Macho fértil 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 
 Macho esterilidade citoplasmática – condicionada por genes da mitocôndria (cms), herdados 
maternalmente. 
 
 A herança deste tipo de macho esterilidade não obedece às leis de Mendel - toda vez que a 
planta mãe for portadora deste gene na mitocôndria, ele será transmitido para a progênie. 
 
 Os genes cms são gerados pelo rearranjo do genoma mitocondrial (produtos gênicos aberrantes 
e/ou em níveis alterados de produtos gênicos normais). 
65 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Macho esterilidade citoplasmática 
66 
Macho estéril Macho fértil 
Macho estéril 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Macho esterilidade genético-citoplasmática 
 
 Interação de genes nucleares (rf) com genes mitocondriais. 
 
 Os genes restauradores rf são capazes de suprimir o efeito dos genes de macho esterilidade 
mitocondriais, atuando no número de cópias, no processamento pós-transcricional ou na 
modificação de proteínas relacionadas à macho esterilidade citoplasmática e, ainda, na 
compensação metabólica da disfunção mitocondrial. 
67 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
MECANISMOS RESPONSÁVEIS PELA ALOGAMIA - Adaptações Bioquímicas 
 Macho esterilidade genético-citoplasmática 
68 
Macho estéril Macho fértil 
Macho fértil 
Macho fértil 
Plantas alógamas – reprodução sexuada 
 Vantagens da fecundação cruzada (alogamia) 
 alta variabilidade genética. 
 potencial evolutivo. 
 adaptação mais fácil a mudanças ambientais. 
 populações bem sucedidas a longo prazo. 
 
 Desvantagens da fecundação cruzada (alogamia) 
 genótipos bem adaptados podem ser perdidos de uma geração para outra. 
 endogamia causa perda de vigor. 
 grande número de indivíduos para que não ocorra depressão endogâmica. 
69 
Agentes polinizadores – reprodução sexuada 
 Grãos de pólen são levados da antera de uma flor até o estigma da outra. 
 
 Entomofilia 
 
 Ornitofilia 
 
 Anemofilia 
 
 Quiropterofilia 
 
 Hidrofilia70 
PROPAGAÇÃO ASSEXUADA 
 Plantas produzem sementes (reprodução sexuada) e se propagam vegetativamente – 
pêssego, maçã, batata, mandioca, morango, framboesa, videira, abacaxi, ornamentais, cana 
de açúcar, batata doce. 
 
 Bulbos, rizomas, tubérculos, estolões, toletes ou outros órgãos vegetativos - caules. 
 
 Altamente heterozigotas, e segregam amplamente quando se propagam por via sexual. 
 
 Propagação assexuada – propagação clonal – indivíduos genotipicamente idênticos (somente 
mitoses). 
71 
REPRODUÇÃO ASSEXUADA 
 Plantas que não produzem sementes ou produzem sementes apenas a partir da 
planta mãe (reprodução assexuada) – propagação vegetativa. 
 
 
 Apomixia: não ocorre fecundação, sendo as sementes produzidas iguais a mãe. 
 Em alguns casos não ocorre produção de sementes. 
 Propagação vegetativa obrigatoriamente. 
 
 
 Como é feito o melhoramento dessas espécies? 
72 
REPRODUÇÃO ASSEXUADA 
 Apomixia - agamospermia - formação de sementes sem fecundação. 
 
 Embriões idênticos ao genitor feminino – Clone – Embrião apomítico. 
 Facultativa: Citros, mangueira 
 Obrigatória: Alho, Paspalum 
73 
REPRODUÇÃO ASSEXUADA 
Tipos de apomixia 
 Aposporia: células somáticas do óvulo dão origem, por divisões mitóticas, a um saco embrionário 
não reduzido. 
 Diplosporia: a célula megasporócito não entra em meiose, ou esta é incompleta, e por mitoses, da 
origem a um saco embrionário não reduzido. 
 Embrionia adventícia: células 2n da parede do ovário formam o saco embrionário. 
74 
Megasporócito 
Megasporócito - 
célula mãe do 
Megásporo. 
Óvulo 
Nucela 
Micropila 
Primina 
Secundina 
REPRODUÇÃO ASSEXUADA 
Tipos de apomixia 
 Partenogênese: um embrião haploide se desenvolve da oosfera haploide. 
 
 
 
 
 
 
 Androgênese: um embrião haploide desenvolve-se do núcleo espermático haploide. 
75 
Sinérgide
s 
Oosfera 
Núcleos 
polares 
Antípodas 
Núcleo vegetativo 
Núcleos 
espermáticos 
REPRODUÇÃO ASSEXUADA 
Tipos de apomixia 
 Semigamia: núcleo espermático haploide penetra a oosfera mas não se funde com o núcleo haploide 
da oosfera. 
 
 Pseudogamia: a polinização serve como estímulo para o desenvolvimento do embrião mas a oosfera 
e o núcleo espermático não se fundem. Uma fusão dos núcleos polares com um dos núcleos 
espermáticos pode ocorrer. 
76 
Núcleos espermáticos 
Sinérgides 
Oosfera 
Antípodas 
Núcleos polares 
Formas de reconhecimento do sistema reprodutivo 
 O sistema reprodutivo é bem conhecido para a maioria das espécies. 
 
 Procedimentos simples podem ser utilizados para determinar se a espécie é de autofecundação 
ou fecundação cruzada. 
 
 Exame da estrutura floral 
 Plantas monoicas e dioicas – evidencia alogamia. 
 Dicogamia e heterostilia – evidencia alogamia. 
 
 Isolar as plantas e verificar se há produção de sementes 
 A não produção de sementes – evidencia alogamia. 
77 
Formas de reconhecimento do sistema reprodutivo 
 
 Efeito da endogamia* 
 
 Acasalamento entre indivíduos aparentados. 
 
 
 Colher sementes de plantas individuais e autofecundadas seguido de avaliação da 
progênie – ocorrência de depressão endogâmica evidencia alogamia. 
78 
Formas de reconhecimento do sistema reprodutivo 
 Cruzamento natural 
 Plantio de genótipos com alelo marcador dominante intercalados com genótipos apresentando 
o correspondente alelo recessivo. 
 
 As sementes são colhidas nas plantas que apresentam o genótipo recessivo - análise da 
progênie. 
 
Ex.: 
Espécie X – cor rosa da flor é dominante sobre cor branca. BB: rosa, Bb: rosa, bb: branca. 
b b 
b 
b 
bb bb 
bb bb 
b b 
B 
B 
Bb Bb 
Bb Bb 
79 
Sistemas reprodutivos e constituição genotípica das plantas 
 Quando se pretende iniciar um programa de melhoramento genético deve-se conhecer a 
constituição genética da população inicial. 
 
 Modo de reprodução determina: 
 População homogênea ou heterogênea. 
 Indivíduos homozigotos ou heterozigotos. 
80 
Sistemas reprodutivos e constituição genotípica das plantas 
 Autógamas – os gametas que se unem provém da mesma planta e são geneticamente 
idênticos, produzindo plantas homozigotas. 
 
 Alógamas – os gametas provém de indivíduos diferentes e são geneticamente distintos, 
produzindo plantas heterozigotas. 
b b 
b 
b 
bb bb 
bb bb 
B b 
b 
b 
Bb bb 
Bb bb 
81 
Sistemas reprodutivos e constituição genotípica das plantas 
 Nas plantas alógamas há recombinação genética constante, já que os gametas de uma planta 
se unem aos gametas de outras. Esse intercâmbio mantém um nível alto de heterozigose. 
Genitores: AaBb e AaBb 
Gametas: AB, Ab,aB, ab e AB, Ab,aB, ab 
Gametas AB Ab aB ab 
AB AABB AABb AaBB AaBb 
Ab AABb AAbb AaBb Aabb 
aB AaBB AaBb aaBB aaBb 
ab AaBb Aabb aaBb aabb 
Genitores: AABB e AABB 
Gametas: AB e AB 
Gametas AB AB AB AB 
AB AABB AABB AABB AABB 
AB AABB AABB AABB AABB 
AB AABB AABB AABB AABB 
AB AABB AABB AABB AABB 
82 
Sistemas reprodutivos e constituição genotípica das plantas 
Genitores: AABBCC e AABBCC 
Gametas: ABC e ABC 
GAMETAS ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
ABC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC AABBCC 
83 
Sistemas reprodutivos e constituição genotípica das plantas 
Genitores: AaBbCc e AaBbCc 
Gametas: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc e ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc 
Gametas ABC ABc AbC Abc aBC aBc abC abc 
ABC AABBCC AABBCc AABbCC AABbCc AaBBCC AaBBCc AaBbCC AaBbCc 
ABc AABBCc AABBcc AABbCc AABbcc AaBBCc AaBBcc AaBbCc AaBbcc 
AbC AABbCC AABbCc AAbbCC AAbbCc AaBbCC AaBbCc AabbCC AabbCc 
Abc AABbCc AABbcc AAbbCc AAbbcc AaBbCc AaBbcc AabbCc Aabbcc 
aBC AaBBCC AaBBCc AaBbCC AaBbCc aaBBCC aaBBCc aaBbcc aaBbCc 
aBc AaBBCc AaBBcc AaBbCc AaBbcc aaBBCc aaBBcc aaBbCc aaBbcc 
abC AaBbCC AaBbCc AabbCC AAbbCc aaBbCC aaBbCc aabbCC aabbCc 
abc AaBbCc AaBbcc AabbCc Aabbcc aaBbCc aaBbcc aabbCc aabbcc 
84