Sistemas Reprodutivos e Melhoramento de Espécies Cultivadas

Sistemas Reprodutivos das Espécies Cultivadas E suas relações com o Melhoramento Profª Luciléa Silva dos Reis CONSIDERAÇÕES As espécies vegetais se reproduzem de forma assexuada ou sexuada No melhoramento de plantas as espécies são agrupadas da seguinte forma principalmente quanto à distribuição de variabilidade genética ou principal meio de propagação Assexuada envolvendo a propagação vegetativa Sexuada Reprodução Autógama autofecundação Reprodução Alógama fecundação cruzada Importante lembrar que Reprodução e Propagação são processos complementares porém distintos CONSIDERAÇÕES CONSIDERAÇÕES Espécies autógamas possuem mais de 95 de autofecundação Espécies alógamas possuem menos de 5 de autofecundação Existem plantas intermediárias que podem ser autógamas ou alógamas preferenciais Contudo para fins de melhoramento são tratadas como alógamas CONSIDERAÇÕES Cada sistema reprodutivo tem impacto direto em como um caráter se fixa em uma população sua repetibilidade e sua herança Além disso o sistema reprodutivo interfere em como a variabilidade genética é distribuída Sendo assim cada tipo de sistema reprodutivo implica em uma estratégia diferente de desenvolvimento varietal Sistemas reprodutivos e suas vantagens no melhoramento É importante conhecer o sistema reprodutivo pois esse pode oferecer vantagem no desenvolvimento varietal Alógamas produção de híbridos e exploração da heterose Autógamas Utilização das próprias sementes e controle de uniformidade Espécies Autógamas Estrutura Genética Espécies autógamas praticam autofecundação natural Como as espécies praticam autofecundação natural a frequência de locos heterozigotos Aa deve ser muito baixa próxima de zero Isso ocorre pois a cada geração de autofecundação a taxa de heterozigotos é reduzida pela metade Reforçando características AUTÓGAMAS Flores hermafroditas Autopolinização e autofecundação Taxa máxima de cruzamento de 5 Cleistogamia permite a autofecundação antes da abertura da flor Morfologia floral AUTÓGAMAS Morfologia da flor de leguminosa Morfologia floral AUTÓGAMAS Morfologia da flor de tomateiro Morfologia floral AUTÓGAMAS Morfologia da flor da planta de arroz Morfologia floral AUTÓGAMAS Morfologia da flor de alface Estrutura Genética Redução Progressiva da frequência de heterozigotos Estrutura Genética Assim têmse 12ⁿ heterozigotos 1 12ⁿ homozigotos Portanto temos Coeficiente de endogamia F 1 12ⁿ Sendo assim Na sexta geração de F 984375 de homozigotos Estrutura Genética Número de homozigotos exemplo para quatro pares de genes Estrutura Genética Importância para o melhoramento do conhecimento da estrutura genética da população autógama A população autógama é constituída de uma mistura de genótipos homozigóticos Assim a variabilidade genética em uma população autógama é ocasionada por Presença de diferentes genótipos Mutações genéticas Cruzamentos naturais Estrutura Genética Importância para o melhoramento Os programas de melhoramento para autógamas são delineados para que no final do processo seja restaurada a homozigose Produzindo assim apenas plantas homozigotas linhas linhas puras linhagens linhagens endogâmicas Uma população é constituída por uma mistura de genótipos em homozigose Distribuição de variabilidade Como se dá a distribuição de Variabilidade genética em uma população autógama Exemplos de autógamas Alface amendoim arroz aveia batata berinjela cevada crotalária ervilha feijão lentilha linho mucuna nectarina pêssego soja tomate trigo Baseiase na produção de gametas fundamentada na distribuição independente dos genes Predomina a autofecundação Reprodução Sexuada Autogamia Soja Feijão Tomate Arroz Trigo Sorgo Espécies Alógamas Baseiase na produção de gametas fundamentada na distribuição independente dos genes Predomina a fecundação cruzada Reprodução Sexuada Alogamia Milho Cebola Abóbora Manga Cacau Uva Morfologia floral ALÓGAMAS Morfologia da flor da mangueira Morfologia floral ALÓGAMAS Morfologia da flor do maracujá Morfologia floral ALÓGAMAS Morfologia da flor da macieira Estrutura Genética Espécies alógamas O cruzamento é natural e por isso ocorre trocas de genes na reprodução entre plantas da mesma população Todas as plantas partilham o mesmo conjunto gênico Diferente das autógamas que transmitem seu genótipo integralmente à geração seguinte as alógamas transmitem seu alelos que se combinam ao acaso na próxima geração Estrutura Genética Sendo p e q as frequências dos alelos A e a com os cruzamentos ao acaso temos o seguinte comportamento populacional Estrutura Genética Devido ao cruzamento têmse p² plantas com genótipo AA 2pq plantas com genótipo Aa e q² plantas com genótipo aa Genótipos Frequências AA 2 p Aa 2pq aa 2 q Temse então variabilidade genética devido à presença de genótipos em homozigose e em heterozigose Estrutura Genética Efeitos da Alogamia Depressão por endogamia redução do vigor híbrido Carga genética redução do valor adaptativo em função da perda de alelos pela seleção Distribuição de variabilidade Como se dá a distribuição de Variabilidade genética em uma população alógama Exemplos de alógamas Abacate abóbora alfafa batatadoce beterraba brócolis cacau canadeaçúcar cebola cenoura centeio eucalipto goiaba maçã mamão mamona mandioca manga milho pêra uva Mecanismos de controle da polinização Mecanismos de controle da polinização Cleistogamia permite a autofecundação antes da abertura da flor Mecanismos de controle da polinização Ocorrência de Cruzamentos Protoginia o estigma fica receptivo antes da deiscência do pólen Mecanismos de controle da polinização Ocorrência de Cruzamentos Protandria o pólen é liberado antes do estigma estar receptivo Monoicia sexos separados na mesma planta Mecanismos de controle da polinização Ocorrência de Cruzamentos Monoicia sexos separados na mesma planta Mecanismos de controle da polinização Ocorrência de Cruzamentos Dioicia sexos separados em plantas masculinas e femininas Em mamoeiros existem plantas femininas masculinas e hermafroditas Também pode ocorrer o fenômeno de reversão sexual Mecanismos de controle da polinização Ocorrência de Cruzamentos Autoincompatibilidade genética Determinação do modo de reprodução de uma espécie Exame da estrutura floral Determinação do modo de reprodução de uma espécie Exame da polinização Determinação do modo de reprodução de uma espécie Marcadores Moleculares Determinação do modo de reprodução de uma espécie Produção de Sementes isoladas Determinação do modo de reprodução de uma espécie Determinação do modo de reprodução de uma espécie Determinação do modo de reprodução de uma espécie Autofecundação artificial INSTITUTO FEDERAL Espírito Santo Educação pública gratuita e de qualidade