programa de pós -graduação em genética e …€¦ · • sft foi mapeado no mesmo local do sp3d...

LGN 5799 LGN 5799 -- SEMINÁRIOS EMSEMINÁRIOS EMGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTASGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS

Programa de PósPrograma de Pós--Graduação em Graduação em Genética e Melhoramento de PlantasGenética e Melhoramento de Plantas

Departamento de GenéticaAvenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: 13400-970 - Piracicaba - São Paulo - Brasil

Telefone: (0xx19) 3429-4250 / 4125 / 4126 - Fax: (0xx19) 3433-6706 - http://www.genetica.esalq.usp.br/semina.php

““A BASE GENÉTICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO”A BASE GENÉTICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO”

Fernando Fernando AngeloAngelo PiottoPiottoAntonio Vargas de Oliveira FigueiraAntonio Vargas de Oliveira Figueira

• Introdução

• Aspectos importantes da cultura

• Morfologia e genética do hábito de crescimento

• Impacto no teor de SST

• Sinal para o florescimento

• Aplicações no melhoramento

TÓPICOS

INTRODUÇÃO

• Importância econômica

– Dois grandes mercados

• Composição genética diferente

– Hábito de crescimento

• Manejo, mecanização, impacto no teor de

Sólidos Solúveis Totais (SST)

Consumo in natura

Tomate Indústria:

Molhos, katchups, tomate pelado,

tomate em cubos

Classificação Botânica

• Solanaceae

– Lycopersicon esculentum Mill. Syn.

– Solanum lycopersicon L.

• Espécie autógama

• 2n = 2x = 24 cromossomos

• 9 espécies compõem o gênero

HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO

• Determinado

• Indeterminado

• Semi-determinado

Tomate Indústria

Plantas de Crescimento Determinado

Tomate Indústria

Hábito de crescimento importante para mecanização

Tomate Para Mesa

Plantas de Crescimento Indeterminado

Tomate Para Mesa

Plantas de Crescimento Indeterminado

Plantas de 20 metros

Tomate Para Mesa

Crescimento Indeterminado

BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO

• Originalmente perene

• 1914 surge nos EUA:

– tomateiro “Self-Pruning” (auto-poda)

• Dá origem ao hábito de crescimento DETERMINADO do

tomateiro

• Uso extensivo nos programas de melhoramento

genético

BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO

• Crescimento Indeterminado

– SELF-PRUNING (SP)

• Crescimento Determinado

– self-pruning (sp)

• Crescimento Semi-Determinado

– ???????

BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO

• SELF-PRUNING (SP)

– Tomateiro

• TERMINAL FLOWER 1 (TFL1)

– Arabidopsis thaliana

• CENTRORADIALIS (CEN)

– Antirrhinum

6

SP, B106

Mapa de Ligação Pnueli, 1998

Alteração na posição 76 do gene SP

Prolina => Leucina

MUTAÇÃO self-pruning

1

2

3

7-11 folhas

InflorescênciaFolha

1

3

2

1

3

2

UnidadeSimpodial

CRESCIMENTO SIMPODIAL

CRESCIMENTO INDETERMINADO

Pnueli, 1998

• Impede florescimento precoce na fase juvenil

• Impede formação de ramos vegetativos nas

inflorescências

SELF-PRUNING

Controla a alternância entre a fase vegetativa e reprodutivano sistema de crescimento simpodial

Mutação sp => interrompe a regularidade com a qual a fasereprodutiva e vegetativa se alternam

Pnueli, 199835S:SP

12

31

2

11

Semi-Determinado Determinado

1

2

3

Indeterminado

12

1

12

2

1

3

2

1

3

2

Hábitos de Crescimento

MAIS GENES ESTÃOENVOLVIDOS NO PROCESSO

Carmen-Gorel et al., 2003

• SP9D

– Crescimento semi-determinado

• Epistasia com SP

– SP9D:sp = crescimento semi-determinado

– SP9D:SP = crescimento indeterminado

MAIS GENES ESTÃO ENVOLVIDOS NO PROCESSO

• SP2I, SP3D, SP5G, SP6A ???

– Ainda não tem papel conhecido no hábito de

crescimento quando combinados com self-

pruning

MAIS GENES ESTÃOENVOLVIDOS NO PROCESSO

HÁBITO DE CRESCIMENTO E TEOR DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS (TSS)

• TSS– Assimilação de CO2 pelas folhas

– Transporte de açúcares no floema

– Descarregamento no fruto

– Metabolismo do açúcar no frutoYelle et al., 1991

• Hábito de crescimento e impacto no brix

– Crescimento indeterminado = Brix maior

Emery & Munger, 1970

HÁBITO DE CRESCIMENTO E TEOR DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS (TSS)

Brix

Indeterminado = 32,0 % maior

Semi-Determinado = 12,5 % maior

Determinado

Fridman, et al., 2001

Quanto vale o Brix???

• Cada décimo de sólidos solúveis a mais na matéria-

prima significa um ganho de US$ 2,00/t.

• Exemplo:

– cv determinada com ºBrix 4,5

– cv semi-determinada com ºBrix 5,1

• (12,5% maior)

• Processamento de 1500 t/dia

– 0,6 x 2,00 x 1500 = US$ 18.000,00 / dia

Prof. Dr. Paulo César Tavares de Melo (comunicação pessoal)

HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO

• Transição do meristema vegetativo para o reprodutivo:

– Sinais internos e estímulos ambientais

Hipótese do Florígeno

• Florígeno:

– mRNA do gene FLOWERING LOCUS T (FT)

– Arabidopsis thaliana

– Transloca no floema e induz florescimento

Huang et al., 2005

FT Arabidopsis

Proteína transloca pelo floema via enxertia

Corbesier et al., 2007

Ed3a Arroz

Proteína transloca pelo floema

Tamaki et al., 2007

• SINGLE FLOWER TRUSS (SFT)

– Ortólogo ao gene FT de Arabidopsis

• Transmissão de sinal a longa distância

– Sinal é transmitido via enxertia e induz

florescimento

HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO

Lifschitz et al., 2006

FENÓTIPOS

Florescimento Tardio

18 – 20 folhas

Florescimento Normal

8 – 12 folhas

Mutante sft

Florescimento tardioInflorescência vegetativa

Transmissão dos sinais de SFT via enxertia

35S:SFT = precoce (floresce com 3 a 5 folhas)

Transmissão dos sinais de SFT via enxertia

Tabaco:

Maryland Mammoth

– Não floresce em dias longos

– 18 h luz : 6 h escuro

Tabaco:

cv Samsun (dias neutros)

– Sob dias longos floresce

a partir da 24-25 folhas

RT-PCR semi-quantitativo

FJ BA C FL

Transmissão dos sinais de SFT via enxertia

Esse sinal, em tomateiro, não é o mRNA SFT

HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO

• SFT foi mapeado no mesmo local do SP3D

• SFT provavelmente faz parte da família gênica do SP

• SP e SFT são genes homólogos com funções opostas

– SP reprime o florescimento

– SFT induz o florescimento

HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO

1

2

3

1

3

2

1

3

2

Relação SP / SFT

SP SFT

SP SFT

Lifschitz et al., 2006

SP2I

SP3D(SFT)

SP5G

SP6A

SP

SP9D

2 3 5 6 91

WELL(?)

Peres, 2007 (dados não publicados)

FAMÍLIA GÊNICA DO SP

APLICAÇÕES NO MELHORAMENTO

• Manejo da cultura

• Incrementos no Brix dos frutos

• Hábitos de crescimento intermediários

• Precocidade

• Transmissão via enxertia

– Uso de porta enxertos

• Aplicação em outras espécies

OBRIGADO !!!