Melhoramento de esp écies de propaga ção vegetativa · macropropagação ou pela...

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ESALQ/USP – LGN-313 MELHORAMENTO GENÉTICO

Prof. José Baldin Pinheiro



Melhoramento de Melhoramento de

espespéécies de propagacies de propagaçção ão

vegetativavegetativa

Em espécies em que existe uma variabilidade

intra e interespecífica como: produção de biomassa,

taxa de crescimento, resistência a geadas e déficit

hídrico, entre outros, uma forma de manter as

características favoráveis, evitando a variabilidade

encontrada em árvores obtidas a partir de

sementes, é recorrer à propagação vegetativa.

IntroduIntroduççãoão

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Melhoramento de espMelhoramento de espéécies de propagacies de propagaçção vegetativaão vegetativa





CacauCacauCacau EucaliptoEucaliptoEucalipto

ExemplosExemplos

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Cana-de-açúcarCanaCana--dede--aaçúçúcarcar

SeringueiraSeringueiraSeringueira

ExemplosExemplos

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MandiocaMandiocaMandioca

PrincPrincíípios bpios báásicos da propagasicos da propagaçção vegetativaão vegetativa

O processo da propagação vegetativa não inclui

meiose, portanto os rametes (brotações originárias da

planta doadora) são geneticamente idênticos aos ortetes

(planta doadora).

O estado de maturação (ontôgenia) tem um grande

efeito na facilidade de propagação e subseqüente

crescimento dos propágulos originários de estacas ou

da cultura de tecidos.

Técnicas para manter ou reduzir a juvenilidade são

as chaves do sucesso para qualquer programa de

propagação vegetativa.

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A propagação clonal pode ser alcançado pela

macropropagação ou pela micropropagação. A

propagação vegetativa pela macropropagação

envolve métodos convencionais, como a estaca e a

enxertia, enquanto que na micropropagação se

utiliza a técnica de cultura de tecidos.

MMéétodos de propagatodos de propagaçção clonalão clonal

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Exemplos Exemplos

GeraGeraçção 1ão 1

1 planta1 planta

MMéétodos de propagatodos de propagaçção clonalão clonal

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GeraGeraçção 2ão 2 GeraGeraçção 3ão 3 GeraGeraçção 4ão 4

100 plantas100 plantas 1.000 plantas1.000 plantas 10.000 plantas10.000 plantas

Os genOs genóótipos são idênticos em todas as geratipos são idênticos em todas as geraççõesões

Reproduçao

1 1 1 1 1 1´ ´F G E F G E= + → = +%

O número 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 �

acasalamento entre clone aparentados � elevada

DEPRESSÃO POR ENDOGAMIADEPRESSÃO POR ENDOGAMIA.Aula 5.1Aula 5.1






Cruzamentos de cultivares comerciais:

• Biparentais �� C1 x C2

• Multiparentais �� (C1 x C2) x C3 ou (C1 x C2) x (C3 x C4)

GeraGeraçção da variabilidade genão da variabilidade genééticatica

1. Tipos de cruzamentos 1. Tipos de cruzamentos

F1(12) x F1(34)

F1(12)(34)

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C1(A1A2) x C2 (A3A4)

F1 ⇒ ¼ A1A3 : ¼ A1A4 : ¼ A2A3 : ¼ A2A4

Variabilidade genVariabilidade genéética em funtica em funçção da ão da heterozigosidade dos clonesheterozigosidade dos clones

2

Gdisponível para seleçaoσ %

São obtidos 4 genótipos, pois cada parental forma

2n = 21 gametas, logo: 21 x 21 = 4

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Exemplo:Exemplo:

a) parentais diferem em 20 locos com 2 alelos:

GametasA = 220 gametas diferentes

GametasB = 220 gametas diferentes

Nº de genótipos diferentes: 220 x 220 = 240 ≅ 1012

b) parentais diferem em 50 locos com 2 alelos:

Nº de genótipos diferentes: 250 x 250 = 2100 ≅ 1030

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Exemplo (cont.):Exemplo (cont.):

Nº de genótipos diferentes ≅ 1012 e 1030

Variabilidade GenVariabilidade Genéética Considertica Consideráávelvel

Clones altamente heterozigotos, populações

altamente heterozigóticas � grande número de

genótipos diferentes.

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2. Escolha de cultivares parentais2. Escolha de cultivares parentais

Cultivares parentais Cultivares parentais �� cultivares comerciaiscultivares comerciais,

formados de apenas um genótipo:

� Motivo: procura-se aproveitar os efeitos da seleção já

praticada para produzí-los.

� Aumenta-se a probabilidade de concentração de alelos

favoráveis em um genótipo.

� Estes clones geralmente apresentam um nível já

elevado de produtividade e uma série de

características favoráveis, como resistência a doenças

e pragas, acamamento, precocidade, etc.

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Assim, a variabilidade genética para os caracteres

menos complexos que a produtividade é menor,

permitindo que a seleção seja intensa para

produtividade.

Exemplo: Exemplo: florescimento em cana-de açúcar: normalmente são

cruzados parentais que não florescem na região do cultivo

comercial.Aula 5.2Aula 5.2






Escolha dos parentaisEscolha dos parentais

genealogias, divergência genética, complementariedade e performance

a) Genealogias: evitar cruzamento de indivíduos

aparentados (endogamia).

(C1 x C2) x (C2 x C4)

C3 x C5

C6

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C3 e C5são meio-irmãos

CC33 e Ce C55são meiosão meio--irmãosirmãos

b) Divergência genética: maximizar variabilidade

em F1, heterose

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0

0,1

0,2

0,3

0,4

1 2 3 4 5 6

GenGenóótipostiposinferioresinferiores

GenGenóótipostipossuperioressuperiores

c) Complementariedade: concentrar características

favoráveis em um único genótipo.

C1(RASB) x C2(SARB) � Objetivo: C3(RARB)

d) Performance: Presença de Genes de interesse.

Banco de dados com informações sobre:

Genealogias e divergências genéticas,

complementariedade e performance dos caracteres

de importância agronômica e/ou econômica.

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AvaliaAvaliaçção e seleão e seleççãoão

Objetivos: identificar, selecionar e multiplicar os

genótipos superiores.

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0

0,1

0,2

0,3

0,4

1 2 3 4 5 6

GenGenóótipostiposinferioresinferiores

GenGenóótipostipossuperioressuperiores

Sem repetições:

)()()(YXYXYX

EEGGFF −+−=−

Com repetições:

)(1

)()(YXYXYX

EEr

GGFF −

+−=−

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F= G + E

FX= G

X+ E

X

FY= G

Y+ E

Y

h2 plantas individuais:

2

22

2

2

22

hdsGSh

EG

G

F

G×=→

+

==

σσ

σ

σ

σ

2

22

22

X

E

G

G

XhdsGS

r

h ×=→

+

=

σσ

σ

h2 nível de médias de repetições:

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Exemplo: Etapas de um programa de Exemplo: Etapas de um programa de melhoramentomelhoramento

11ªª EtapaEtapa � Obtenção dos indivíduos F1 �

Sementes � Plantas individuais (10.000 a 20.000

em cana-de-açúcar).

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BordaduraBordaduraBordadura

BordaduraBordaduraBordadura

Bo

rd

ad

ura

Bo

rd

ad

ura

Bo

rd

ad

ura

Bo

rd

ad

ura

Bo

rd

ad

ura

Bo

rd

ad

ura

Avaliação de plantas individuais:

� competição completa.

Cada genótipo é diferente dos demais.

SeleSeleçção massalão massal

� Caracteres de alta herdabilidade (p. ex.

resistência doenças e pragas, altura,

precocidade).

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22ªª EtapaEtapa � cada planta selecionada é clonada.

Características desta fase:

Experimentos com poucas repetições (reduzido

número de clones/planta);

Seleção com base nas médias;

Poucas repetições: seleção para caracteres de

herdabilidade alta e mediana.

Aula 5.3Aula 5.3






GenGenóótipostipos II IIII MMéédiasdias

1 Y1I Y1II 1

2 Y2I Y2II 2

... ... ... ...

n YnI YnII n

Y

Y

Y

GenGenóótipostipos II IIII IIIIII IVIV VV VIVI MMéédiasdias

15 Y15I Y15II Y15III ... ... ... 15

22 ... ... ... ... ... ... n

38 ... ... ... ... ... ... ...

... ... ... ... ... ... ... ...

n YnI YnII YnIII ... ... ... n

33ªª EtapaEtapa � avaliação dos genótipos selecionados

na etapa anterior.

Aumento do número de repetições;

Seleção com base nas médias;

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Y

Y

Y

GenGenóótipostipos II IIII IIIIII IVIV VV VIVI MMéédiasdias

15 Y15I Y15II Y15III ... ... ... 15

22 ... ... ... ... ... ... n

38 ... ... ... ... ... ... ...

... ... ... ... ... ... ... ...

n YnI YnII YnIII ... ... ... n

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Y

Y

Y

Valores fenotípicos mais precisos;

Seleção com intensidade alta para caracteres de

herdabilidade mediana e intensidade média para

os de baixa herdabilidade.

44ªª Etapa Etapa � Avaliação dos genótipos selecionados

na etapa anterior.


Avaliação em diversos locais;

Seleção com base nas médias (de repetições e de

locais);

Intensidade de seleção alta para caracteres de

baixa herdabilidade.

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55ªª EtapaEtapa � seleção dos poucos genótipos

selecionados na etapa anterior.


Aumento do número de locais onde são

instalados os experimentos;

Seleção do genótipo superior;

Origem dos cultivares.Origem dos cultivares.

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ReduReduçção da Base Genão da Base Genééticatica

Causas e conseqCausas e conseqüüências:ências:

Vulnerabilidade genética;

Redução da ;

Patamar de produtividade;

Riscos: doenças e pragas.

Ampliar a base genética com introdução de

material exótico que tenha potencial para integrar

programas de melhoramento.

2

Gσ

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Exemplo: Exemplo:

Ce X Cc1

F1 (50% Ce; 50% Cc1) X Cc2

F1 (25% Ce; 25% Cc1 ; 50% Cc2 )

75% Cc

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BibliografiaBibliografia

1. Valois, A.C.C; Paiva, J.R.; Ferreira, F.R.; Filho,

W.S.S.; Dantas, J.L.L. Melhoramento de

espécies de propagação vegetativa. In: Nass,

L.L.; Valois, A.C.C.; Melo, I.S. e Valadares-

Inglis, M.C. (Eds.) Recursos genéticos &

melhoramento – Plantas. p. 283-291, 2001.

2. Pereira, A.B. Melhoramento clonal. In: Dias,

L.A.S. (Ed) Melhoramento genético do

cacaueiro. p. 361-384, 2001.

3. www.ciagri.usp.br/~aafgarci/melhoram.html

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