LGN 313 Melhoramento Genético

Tema 15 MELHORAMENTO DE ESPÉCIES ALÓGAMAS

Parte 2Melhoramento de populações:

Seleção entre e dentro de progênies

Departamento de Genética

Prof. Natal Vello

www.genetica.esalq.usp.br/lgn313/nav natal.vello@usp.br

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TIPOS DE PROGÊNIES

.. ..

..... ..

. ......

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

Pólen dediversas plantas

Meios Irmãos (PMI)

.......

....

...

Irmãos Germanos (PIG)

.... ...

. .....

. .... ...

. .....

.

PS1 PS2

.......

....

...X

X

. .... .

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

Polinização livre

Polinização protegida( macho e fêmea )

♂ ♀

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PRINCÍPIO: V ≡ PARENTESCO ( PAR )ENTRE PLANTASDENTRO PROGÊNIES

PLANTASINDIVIDUAIS

PROGÊNIES

X

X

X

X

X

X

1 2 . . . N

PAR1 PAR2 PARn → PARDENTRO PROGÊN.

P1 . P1 P2 . P2 Pn . Pn → ΣΣΣΣ P2i

POPULAÇÃO ORIGINAL ( F = 0 )

____

ENTRE MÉDIAS PROGÊNIES

s2G = s2

A + s2D + . . .

x1 x2 xN → VENTRE PROGÊNIES. . . MÉDIAS

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ALÓGAMAS : MELHORAMENTO DE POPULAÇÕES

ENTRE DENTRO

MEIOS IRMÃOS 0 1

IRMÃOS GERMANOS

14

34

12

14

12

34

PROGÊNIES

s2G = s2

A + s2D + . . .

s2A s2

As2D s2

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PLANTAS DA POPULAÇÃO ORIGINAL :

VARIÂNCIA GENÉTICA DA POPULAÇÃO : DECOMPOSIÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES

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GANHO COM SELEÇÃO:

dois sexos ( seleção antes do florescimento )

x x x

x x x x

x x x

x

x x x

x x x x

x x x

x

x xx

x0

_

xs

_

xM

_

s2F = s2

A + s2D + s2

E

ds = xs - xo

_ _

Gs = ds . h2^

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GANHO COM SELEÇÃO

SELEÇÃO BASEADA EM UM ÚNICO SEXO ( APÓS O FLORESCIMENTO )

Gs = ds . h212

SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES = EP e DP

cDP . s2AGs = dsEP x

s2FDP

dsDP xcEP . s2

A

s2FEP

+ ^

Exemplo:

PMI e 1 sexo cEP =1 1 14 2 8

x =

cDP =3 1 34 2 8=x

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dssF

= i ou k ds = i . sF

N ≥ 50 plantas

p % i

1 2,662 2,425 2,06

10 1,7620 1,4030 1,1650 0,80

GANHO COM SELEÇÃO

i = diferencial de seleção estandardizado

Gs = i ^ c s2

sF

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ALÓGAMAS MELHORAMENTO DE POPULAÇÕES

SELEÇÃO COM TESTES DE PROGÊNIES

Livro: Melhoramento e Produção do Milho Editores: E. PATERNIANI e G.P.VIEGAS

Fundação Cargill 1987 Volume 1: p. 222 - 274

RECOMBINAÇÃO PELO ESQUEMA IRLANDÊS( alógamas monóicas: milho, com despendoamento manual )

MATERIAL: SEMENTES REMANESCENTES DE N PROGÊNIES SELECIONADAS EM LID

LoteIsolado deDespendoamento

- - -

1 2 3 4 5 6 N

PÓLEN

♂ ♀s ♂ ♂ ♂♂ ♀s ♀s

♀s : 1 progênie selecionada por fileira; todas as plantas são despendoadas

: mistura equitativa sementes de todas as N progênies♂s

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LID após despendoamento

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ESQUEMA IRLANDÊS PARA RECOMBINAÇÃO

RECOMBINAÇÃO

* COLHEITA : CADA FILEIRA ♀ RECOMBINADA É COLHIDA

SEPARADAMENTE

* POPULAÇÃO RECOMBINADA : MISTURA EQUITATIVA DE

SEMENTES DE TODAS AS FILEIRAS ♀s RECOMBINADAS

SELEÇÃO DENTRO

• ELIMINAÇÃO PLANTAS INFERIORES DE CADA FILEIRA ♀ E OU

COLHEITA MELHORES PLANTAS CADA FILEIRA ♀

DESPENDOAMENTO MANUAL

• TODAS AS PLANTAS DAS FILEIRAS ♀s SÃO DESPENDOADASMANUALMENTE

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE MEIOS IRMÃOS (PMI)

POPULAÇÃO ORIGINAL: Selecionar 200 a 500 plantas de polinização livre (OP), colher as espigas separadamente e guardar as sementes em câmara seca e fria

ANO 1 : EXPERIMENTOS PARA SELEÇÃO ENTRE PMI

• Amostra de sementes de cada progênie é usada para

instalar experimentos com repetições

• As progênies são avaliadas para vários caracteres

• Seleção entre PMI ≡ p = 10 a 20%

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE MEIOS IRMÃOS (PMI)

ANO 2: SELEÇÃO DENTRO, RECOMBINAÇÃO E NOVAS PMI

• Sementes remanescentes das progênies selecionadas são

semeadas no campo em LID e recombinadas pelo esquema irlandês

• Seleção dentro de progênies: eliminação plantas inferiores de cada

progênie selecionada (antes do florescimento). Recombinação

natural (vento). Colheita das melhores plantas de cada progênie

recombinada (pós-florescimento), em espigas separadas (novasPMI)

• Obtenção do ciclo 1: a) nova população (variedade melhorada, OP) =mistura equitativa de sementes de todas as progênies; b) início de novo ciclo, a partir das novas PMI

CICLO 1 = 3 ANOS

CICLOS 2, 3, ... = 2 ANOS / CICLO

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE MEIOS IRMÃOS (PMI)

MODIFICAÇÃO = ANO 1 + ANO 2

2 LOTES = EXPERIMENTO E LID COMPLETO ( TODAS PMI )

DEFASADOS ( ISOLADOS ) NO TEMPO :

• SELEÇÃO ENTRE PMI (10 A 20%): COM BASE NOS

RESULTADOS DO EXPERIMENTO, SÃO ELIMINADAS AS

PROGÊNIES INFERIORES NO LID, ANTES DO

FLORESCIMENTO. RECOMBINAÇÃO ENTRE PMI SELECIONADAS.

• SELEÇÃO DENTRO: NAS FILEIRAS ♀s DO LID, SÃO ELIMINADAS

AS PLANTAS INFERIORES ANTES E APÓS O

FLORESCIMENTO.

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE IRMÃOS

GERMANOS (PIG)

ANO 1 : OBTENÇÃO DE PIG

• Escolher 400 plantas da população original ( OP ).

Proteger ( partes ♂ e ♀ ) e cruzar duas a duas para obter 200 PIG

• Ensacar as sementes de cada PIG separadamente e guardar em

câmara seca e fria

ANO 2: EXPERIMENTOS PARA SELEÇÃO ENTRE PIG

• Amostra de sementes de cada PIG é usada para instalar experimentocom repetições

• As PIG são avaliadas para vários caracteres

• Seleção entre PIG p = 10 a 20%

CICLO 1 = 3 ANOS

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE

IRMÃOS GERMANOS ( PIG )

ANO 3: SELEÇÃO DENTRO PIG E RECOMBINAÇÃO

• Sementes remanescentes das PIG selecionadas são semeadas no campo em

LID e recombinadas pelo esquema irlandês

• Seleção dentro: antes do florescimento, são eliminadas as plantas inferiores

de cada PIG. Recombinação natural (vento). Colheita das melhores plantas

de cada progênie selecionada ( pós - florescimento )

• Obtenção do ciclo 1: a) população ( variedade melhorada, OP ) = mistura equitativa de sementes de todas as progênies selecionadas e recombinadas;

b) início de novo ciclo.

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SELEÇÃO ENTRE E DENTRO DE PROGÊNIES DE IRMÃOS

GERMANOS (PIG)

INÍCIO DE NOVO CICLO : 2 POSSIBILIDADES

1ª) Semeadura de novo campo com sementes da população formada no ciclo anterior ( ano 3 ) e cruzamentos de pares de plantas para obter novas PIG. Neste caso, pode-se fazer:

MODIFICAÇÃO = ANO 1 + ANO 2

2 lotes: experimento e LID completo (TODAS PIG) defasados no tempo.No LID, antes do florescimento: eliminação das PIG inferiores,seleção dentro das melhores PIG e recombinação natural(vento)

2ª) Substituir o LID do ano 3 pela semeadura das PIG selecionadas no ano 2

em fileiras separadas. Plantas de diferentes fileiras (PIG) são cruzadas

aos pares para se obter novas PIG.

Vantagem: diminui 1 ano/ciclo.

Desvantagem: não faz a recombinação (LID) entre ciclos.

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POLICRUZAMENTOS ( POLYCROSS )

Princípio

• Método para intercruzar genitores utilizando a hibridação natural em

espécies alógamas com flores hermafroditas e tendo mecanismos

(machoesterilidade, auto-incompatibilidade, protoginia, protandria) para

minimizar autofecundações: cana-de açúcar, brássicas, forrageiras

(gramíneas = Bromus sp.; alfafa), cebola, cenoura, batata-doce, girassol.

Objetivos

• Recombinar genitores selecionados para obter contribuição genética similar de cada um na nova população formada.

Considerações:

• Os genitores têm que florescer na mesma época

• Os genitores adjacentes possuem maior probabilidade de seintercruzarem, portanto, é importante repetir e casualizar asparcelas.

• O método de amostragem de sementes hibridas dos genitorespode influenciar a contribuição genética de cada um napopulação.

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Exemplo Recombinação de cinco genitores em dez repetiçõesem delineamento com dois quadrados latinos 1

1 Cada genitor aparece uma única vez em cada linha e em cada coluna

Quadrado latino I Quadrado latino II

POLICRUZAMENTOS ( polycross )

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POLICRUZAMENTOS COMPLETAMENTE BALANCEADOS 2

Condições:

• Número de genitores envolvidos = n

• Número de repetições = n2 ( com n >10, o método pode se tornar impraticável).

• Plantas adjacentes diferentes nos 8 pontos cardeais:

* Além da recombinação, o método possibilita a prática de seleção dentro de progênies 3

2 OLESEN, K. A completely balanced polycross design. Euphytica 25: 485-488, 1976.

3 VELLO, N.A.; VENCOVSKY, R. Ganho genético esperado com seleção dentro de progênies e

recombinação por policruzamentos . In: 10ª CONFERÊNCIA INTERNACIONAL DE BIOMETRIA, 1979,

Guarujá, SP, Brazil. Anais ... Brasília: EMBRAPA, 1982. p. 522 - 531.

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