UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA

“LUIZ DE QUEIROZ”DEPARTAMENTO DE GENÉTICALGN0313 – Melhoramento Genético

Prof. Roberto Fritsche-Neto

Piracicaba, 24 e 25 de outubro de 2013

MELHORAMENTO DE ESPÉCIES DE PROPAGAÇÃO VEGETATIVA

Propagação vegetativa

• Método de multiplicação de plantas

• Reconstitui um indivíduo através da célula, tecido ou órgão

• Gemas, tubérculos, calos, ... - clone

• Princípio: totipotência celular

• Três tipos:

• Assexuadas restritas

• Facultativas: manutenção de características desejadas

• Apomíticas

O que é apomixia?

• Produção de sementes sem que ocorra a fecundação doembrião – propagação vegetativa via sementes (clones)

• Teste de progênie - verificar modo de reprodução

Progênie homogêneaClones da mãe

Planta mãe apomítica

Progênie heterogêneaVariabilidade

Planta mãe sexual

Clone

Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4

Exponencial

1 planta10 plantas

100 plantas

1000 plantas

Não inclui meioseO genótipo é transmitido de forma integral a geração seguinte

F=G+E F’=G+E’ F’=G+E’ F’=G+E’

Estrutura genética

• A maioria são alógamas

• Geralmente são altamente heterozigóticas - AaBbCc

• Apresentam alta heterose

• Multialelismo – A1, A2, A3, A4, ...

• Alta carga genética e depressão por endogamia

• Muitos são poliploides

• Juvenilidade

• Em geral, espera-se maior herdabilidade2

2

2 2

g

g

g e

hσ

σ σ

=

+

Origem da variabilidade

• Variabilidade genética - heterozigosidade dos clones

C1 A1A2 x A3A4 C2

F1 A3 A4

A1 A1A3 A1A4

A2 A2A3 A2A4

Variabilidade genética passível de seleçãoFunção do número de genes e da divergência dos genitores

Clones altamente heterozigotos ⇒⇒⇒⇒ populações altamenteheterozigóticas ⇒⇒⇒⇒ grande número de genótipos diferentes

Coefficient Modified Rogers'0.000.130.270.400.53

Cerrito_Alegre

Canguçu

Trapeira

Catucha

Pérola

C-1714-7-94

Monte_Bonito

Achat_CPACT_cv

Cerrito_Alegre

Monalisa

C-2076-2-00

Santo_Amor

Cristal

Eliza

Elvira

Asterix

Achat_1_CNPH

Macaca

Q-115-6

Baronesa

Escolha de genitores

• Evitar cruzamentos entre aparentados

- Maximiza variabilidade genética e a heterose

- Reduz a endogamia

• Sempre considerar:

- Desempenho

- Genealogia

- Distância genética

- Complementariedade

F1

Escolha de genitores

Uso de cultivares comerciais

– Aproveita o resultado de seleções anteriores

– Maior probabilidade de alelos favoráveis

– Resistência a algumas pragas e doenças

– Menor variabilidade para caracteres menos complexos

– Seleção mais intensa para produtividade nos ensaios finais

Hibridação e fixação clonal da F1

Principais etapas do melhoramento

Cruzamentos(gerar variabilidade)

Bi-parentais

Multiparentais

C1 x C2

(C1 x C2) x (C3 x C4)

Principais etapas de seleção

2

2

2 2

g

g

g e

hσ

σ σ

=

+

2. gGS Ds h=

2

2

2 22

g

g

ga eg

h

a ar

σ

σ σσ

=

+ +

Etapas iniciais – milhares de genótiposCada planta é um genótipo

Sem repetição e apenas um local

Caracteres de alta herdabilidade

2

2

22

g

g

eg

h

r

σ

σσ

=

+

Etapas intermediárias - centenasSeleção pela média de repetições

Um local

Caracteres de média herdabilidade

Etapas finais - dezenasSeleção pela média de repetições

de vários locais (VCU)

Caracteres de baixa herdabilid.

Cultivar

Blocos aumentados

Látices

Blocos CasualizadosLátice

Delineamentoexperimental

Gerar Variabilidade e fixar F1

Híbridação

bi-parental

200 mil sementes

F1

Fixação clonal

100 mil seedlings

1º e 2º geração clonal

Caracteres de alta

herdabilidade

100 a 300 clones3º e 4º geração clonal

Caracteres de média

herdabilidade

10 a 50 clones

Ensaios de clones

avançados

Caracteres de baixa

herdabilidade

Multiplicação

e liberação para plantio

1 ou poucos clones

CULTIVAR

Exemplo: Batata

Ensaios de VCU

Aspectos importantes

• Baseado na seleção individual

- Definir o critério de seleção

- Intensidade e extensão dependem da variabilidade genética

- Pode ser dentro de indivíduo – mutação em ramo

• Assexuadas restritas

- Introdução de germoplasma

- Mutação, variações somaclonais, poliploidia

- Seleção entre os clones

• Assexuadas facultativas

- Considerar se é autógama ou alógama

- Efeitos genéticos e hibridação

Vantagens x Desvantagens

• Vantagens

• Seleção e multiplicação apenas do melhor clone

• Fixa o efeito genético de todos os caracteres

• Melhoramento relativamente fácil e rápido

• Desvantagens

- Alto custo dos propágulos

- Redução drástica da variabilidade (vulnerabilidade genética)

Ampliar a base genética com introdução de material exótico

com potencial para integrar programas de melhoramento

Referências

Alves SJ, Fonseca Jr NS e Sera T (1999) Melhoramento genético de plantas de

reprodução vegetativa. In: Destro D e Montalván R (Ed.) Melhoramentogenético de plantas. Editora UEL, Londrina, p. 345-368.

Borem A e Miranda GV (2013) (6ed.) Melhoramento de plantas. Editora

UFV, Viçosa, 523p. (Cap. 27)

Valois ACC, Paiva JR, Ferreira FR, Filho WSS e Dantas JLL (2001)

Melhoramento de espécies alógamas. In: Nass LL et al (Ed.) Recursosgenéticos e melhoramento - plantas. Editora Fundação MT,

Rondonópolis, p. 283-291.

http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/jbp/ Acesso em 13 de maio de 2013.