Aula 6 – Melhoramento de Espécies com Propagação Assexuada

Aula 6 – Melhoramento de Espécies
com Propagação Assexuada
Prof. Dr. Isaias Olívio Geraldi
LGN0313 – Melhoramento Genético
Piracicaba, 2011
LGN0313 – Melhoramento Genético
Prof. Isaias Olívio Geraldi
Cronograma de Aula
1. Objetivos do Melhoramento
2. Vantagens do Uso da Propagação Assexuada
3. Geração de Variabilidade
4. Seleção de Genitores para Cruzamentos
5. Etapas da Seleção
6. Considerações Finais
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1 – Objetivos do Melhoramento
• Identificar, selecionar e multiplicar o genótipo superior de
uma população, de modo que este venha a ser cultivado
pelos agricultores, isto é, se torne um cultivar.
• Quanto ao modo de reprodução as plantas podem ser:
• Autógamas
• Alógamas
• Intermediárias
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2 - Vantagens da Propagação Assexuada
• Algumas, porém, têm a alternativa da propagação assexuada
(ou propagação vegetativa), que é a propagação feita através
de bulbos, estacas, manivas, etc...
• Exemplos: cana-de-açucar, mandioca, batata, forrageiras.
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2 - Vantagens da Propagação Assexuada
• O genótipo de uma planta (homozigoto ou heterozigoto)
pode ser multiplicado indefinidamente, e deste modo, ser
avaliado com um alto nível de precisão (uso de parcelas
maiores, várias repetições, vários locais, vários anos, etc.),
possibilitando uma avaliação bastante segura do mesmo. O
mesmo não acontece com a propagação sexuada onde
ocorre segregação.
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3 – Geração de Variabilidade
• Como já foi visto, é necessária a existência de variabilidade
genética para permitir a seleção genótipos superiores. Ou,
recordando da expressão do progresso esperado com seleção:
–
Rs = ds.h 2
–
h 2 = σ G2 /(σ G2 + σ E2 )
2
σ
• Portanto, quanto maior a variabilidade genética ( G ), maior o
coeficiente de herdabilidade (h2) e maior o progresso (ganho)
com seleção (Rs).
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3 – Geração de Variabilidade
• As populações-base para seleção geralmente são obtidas de
cruzamentos biparentais ou multiparentais entre cultivares comerciais:
C1 X C2
C1 X C2
C3 X C4
↓
↓
↓
X
F1
F1
↓
(Pop. base)
F1
(Pop. base)
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F1
3 – Geração de Variabilidade
• Procura-se nesses cruzamentos obter combinações genotípicas
diferentes. Exemplo, considerando-se um loco com dois alelos:
A1A2 X A3A4
F1: A1A3
↓
A1A4 A2A3 A2A4
• Para n locos, com dois alelos por loco, tem-se: 22n genótipos
diferentes.
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3 – Geração de Variabilidade
• Exemplo:
– 20 locos com dois alelos: 240 genótipos diferentes, ou mais
de um trilhão de genótipos diferentes.
– Obviamente, isso produz uma variabilidade considerável.
– Portanto, a magnitude da variabilidade genética liberada
pelo cruzamento de cultivares (clones) é função da
heterozigose e do número de alelos diferentes por loco.
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4 – Seleção de Genitores para Cruzamento
• Na escolha de genitores para cruzamentos geralmente utilizamse os CULTIVARES existentes.
• Objetivos:
– Aproveitar os benefícios já conseguidos com o melhoramento
genético.
– Aumentar a probabilidade de concentração de alelos favoráveis
em um genótipo.
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4 – Seleção de Genitores para Cruzamento
• Os cultivares comerciais geralmente apresentam um nível já
elevado de produtividade e uma série de outros caracteres
favoráveis em conjunto, como adaptação, resistência a doenças
e pragas, precocidade, resistência a acamamento, etc...
• Portanto a seleção de cultivares para cruzamentos deve ser
muito criteriosa e, para isso, considera-se os seguintes fatores:
- Genealogia
- Divergência genética
- Complementariedade
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4 – Seleção de Genitores para Cruzamento
a. Genealogia
• O conhecimento da genealogia de cada cultivar é muito
importante, para evitar o cruzamento entre cultivares
aparentados.
Isso
porque
estes
não
liberam
variabilidade, por terem muitos alelos em comum.
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muita
4 – Seleção de Genitores para Cruzamento
b. Divergência genética
• O nível de divergência genética está relacionado com a
magnitude da variabilidade genética liberada nos cruzamentos,
isto é, quanto maior a divergência genética entre os cultivares,
maior a quantidade de variabilidade genética. A divergência
genética pode ser avaliada através dos seguintes fatores:
•
•
heterose dos cruzamentos
marcadores moleculares
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4 – Seleção de Genitores para Cruzamento
c. Complementariedade
• No melhoramento genético procura-se
caracteres favoráveis em um único genótipo
concentrar
os
• Considerando-se os caracteres “resistência a uma doença X” e
“resistência a uma praga Y” pode-se ter, por exemplo:
–
–
Cultivar A: Resistente à doença X e suscetível à praga Y
Cultivar B: Suscetível à doença X e resistente à praga Y
• Estes dois cultivares são complementares e o cruzamento entre
eles pode originar genótipos resistentes à doença X e à praga Y.
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5 – Etapas da Seleção
• De um cruzamento biparental ou multiparental, obtém-se uma
geração “F1” com grande variabilidade genética
µ
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5 – Etapas da Seleção
a. Etapas Iniciais
•
Seleção individual para caracteres de alta herdabilidade
(vigor, resistência a doenças, etc.);
•
As plantas selecionadas são clonadas para iniciar a avaliação
em experimentos com repetições;
•
Como tem-se muitos genótipos e poucos clones de cada
genótipo, nos experimentos utilizam-se parcelas pequenas,
com poucas repetições e apenas um local;
•
A precisão experimental é baixa e, devido a isso, a seleção é
branda (baixa intensidade).
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5 – Etapas da Seleção
b. Etapas Intermediárias
•
Quando o número de genótipos diminui, devido às etapas
iniciais de seleção, aumenta-se gradativamente o tamanho
das parcelas, o número de repetições e o número de locais
de avaliação;
•
Devido a isso a precisão experimental aumenta, podendo-se
aumentar a intensidade de seleção.
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5 – Etapas da Seleção
c.
Etapas Finais
•
Quando o número de genótipos diminui consideravelmente
utilizam-se parcelas maiores e com bordaduras, e aumenta-se
ainda mais o número de repetições e de locais de avaliação.
•
As avaliações são repetidas também em vários anos,
utilizando-se testemunhas nos experimentos, que são os
melhores cultivares disponíveis.
•
Torna-se assim possível selecionar o “genótipo superior”, que
poderá se tornar um novo CULTIVAR.
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6 – Considerações Finais
• É importante considerar que:
h12 = σ G2 /(σ G2 + σ E2 )
para seleção individual
h22 = σ G2 /[σ G2 + (σ E2 / R )]
para seleção baseada na média de
repetições (R)
h32 = σ G2 /[σ G2 + (σ E2 / RL)]
para seleção baseada na
repetições (R) e locais (L)
h42 = σ G2 /[σ G2 + (σ E2 / RLA)]
para seleção baseada na média de
repetições (R), locais (L) e anos (A)
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média
de
6 – Considerações Finais
• Consequentemente, a herdabilidade aumenta no mesmo
sentido, isto é:
h <h <h <h ,
2
1
2
2
2
3
2
4
devido ao maior controle ambiental proporcionado pelo uso
de um maior número de repetições, locais e anos de avaliação.
• Isso permite uma avaliação praticamente perfeita do valor
genotípico do indivíduo e, consequentemente, a seleção do
“genótipo superior”.
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