A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

SISTEMAS REPRODUTIVOS DE PLANTAS CULTIVADAS. O tipo de reprodução é de fundamental importância na escolha dos métodos que serão utilizados para o melhoramento.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "SISTEMAS REPRODUTIVOS DE PLANTAS CULTIVADAS. O tipo de reprodução é de fundamental importância na escolha dos métodos que serão utilizados para o melhoramento."— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMAS REPRODUTIVOS DE PLANTAS CULTIVADAS

2 O tipo de reprodução é de fundamental importância na escolha dos métodos que serão utilizados para o melhoramento de determinada espécie.

3 TIPOS DE REPRODUÇÃO Existem dois modos de reprodução de plantas: Reprodução sexual: Reprodução sexual: se caracteriza pela formação de gametas (meiose), fusão dos gametas masculino e feminino (fertilização) para formação de um embrião e posteriormente da semente.

4 TIPOS DE REPRODUÇÃO Reprodução assexual ou vegetativa: Reprodução assexual ou vegetativa: novas plantas são formadas através de órgãos vegetativos especializados.

5 A reprodução assexual não envolve a fusão de gametas. As novas plantas são obtidas pela divisão celular (mitose) através de vários órgãos vegetativos tais como: tubérculos, estolões, colmos, manivas, rizomas, rebentos, estacas, borbulhas ou por cultura de tecidos.

6 Maioria das plantas superiores se reproduz sexualmente através da união de um gameta feminino (célula-ovo) com um gameta masculino (núcleo espermático). Meiose, responsável pela redução no número cromossômico dos gametas, seguida da fertilização, propiciam a recombinação gênica e a conseqüente liberação de variabilidade genética.

7 Em muitas espécies de plantas, porém, a meiose e a fertilização não estão envolvidas na formação da semente; esta é formada por um processo assexual denominado apomixia, e a progênie destas plantas é, então, constituída por réplicas exatas da planta mãe*.

8 Apomixia: Apomixia: Processo de reprodução assexuada das plantas que se assemelha a uma reprodução sexuada normal, mas em que o embrião é formado sem que ocorra meiose nem fusão de gametas. Não há fertilização por pólen e o desenvolvimento embrionário inicia-se por divisão de uma célula diplóide.

9 A apomixia pode ser facultativa ou obrigatória. Na apomixia facultativa: Na apomixia facultativa: a planta produz descendentes tanto de origem sexual bem como de origem apomítica. Exemplos: Citrus e as mangueiras.

10 Na apomixia obrigatória: Na apomixia obrigatória: não existe a reprodução sexual, como no alho.

11 As principais espécies forrageiras cultivadas no Brasil, Brachiaria e Panicum, são apomíticas.

12 Melhoramento de espécies propagadas vegetativamente Visa obter clones (genótipos) superiores. Quando clones superiores são identificados, esses são multiplicados vegetativamente, tornando-se uma nova variedade.

13 Fazer seleção de clones superiores em progênies vindas de cruzamentos (que tem alta segregação) ou através de propagação de mutantes que podem aparecer naturalmente. A variedade de uva Rubi, que tem casca com coloração rosada, foi selecionada de uma mutação natural que ocorreu na uva Itália (que tem casca verde/amarelada).

14 MUTAÇÃO

15 PLANTAS DE REPRODUÇÃO SEXUAL Envolve a formação (por meiose) e fusão de gametas (fertilização). * As plantas que se reproduzem por reprodução sexual podem ser classificadas em autógamas, intermediárias (autógamas com freqüente alogamia) e alógamas.

16 Plantas Autógamas São aquelas que realizam preferencialmente autofecundação (> 95%). A autofecundação ocorre quando o pólen (gameta masculino) fertiliza um óvulo (gameta feminino) da mesma planta.

17 Apesar de preferencialmente realizarem autofecundação, pode ocorrer uma baixa taxa de fecundação cruzada nas espécies autógamas. Esta freqüência depende da população de insetos polinizadores, intensidade do vento, temperatura e umidade.

18 As plantas autógamas são caracterizadas pela homozigose. Uma população de plantas autógamas é representada por uma ou várias linhas puras.

19 Linha pura: é uma linha resultante da autofecundação de uma única planta homozigota. Uma planta que esteja em homozigose, não segregará na formação de gametas e produzirá descendentes com o mesmo genótipo se for multiplicada por autofecundação.

20 As plantas descendentes serão idênticas geneticamente à planta original, podendo apresentar diferenças fenotípicas entre as plantas em função de efeitos ambientais que interfiram em seu metabolismo ou expressão gênica.

21 Como exemplos de espécies autógamas podem citar: arroz, aveia, cevada, feijão, fumo, soja, tomate, trigo, pessegueiro, nectarina Elas são formadas por apenas um genótipo. Lado positivo: são muito uniformes. Lado negativo: uniformidade pode levar a uma maior vulnerabilidade ao ataque de doenças.

22 Mecanismos que favorecem a autofecundação Na soja ocorre a cleistogamia, ou seja, a polinização do estigma ocorre antes da abertura do botão floral ou antese.

23 Mecanismos que favorecem a autofecundação No feijoeiro, a cleistogamia está associado à quilha, que envolve o estigma e os estames numa estrutura em forma de espiral, facilitando a autofecundação.

24

25 No tomateiro, os estames formam um cone envolvendo o estigma, de tal forma que a autopolinização é quase garantida.

26 Plantas Intermediárias São aquelas que possuem porcentagem de fecundação cruzada entre 5 e 95%. Entre as espécies intermediárias podemos citar o algodão, café, sorgo, etc.

27 Plantas Intermediárias Os métodos utilizados para o melhoramento são os mesmos utilizados para as espécies autógamas. Entretanto, por possuírem taxas consideráveis de polinização cruzada, deve- se tomar cuidado no isolamento destas espécies tanto durante a fase de melhoramento como na produção de sementes.

28 Plantas Alógamas São aquelas que realizam preferencialmente polinização cruzada (acima de 95%). Neste caso, a fertilização ocorre quando o pólen de uma planta fertiliza o óvulo da flor de outra planta. As espécies alógamas são caracterizadas pela heterozigose, apresentando heterose e endogamia.

29 Tipo de flor As alógamas são divididas em três grupos: Flores hermafroditas: Flores hermafroditas: a flor é completa, possuindo os dois sexos. Exemplo: abacate, cebola, cenoura, centeio, maracujá.

30 Tipo de flor Plantas monóicas: Plantas monóicas: com flores unissexuais femininas e masculinas na mesma planta. Exemplo: abóbara, mamona, melancia, melão, milho, pepino e seringueira.

31 Tipo de flor Plantas dióicas: plantas com flores masculinas e plantas com flores femininas: araucária, mamão, tâmara, kiwi, erva mate. Flor masculina Flor feminina

32 Mecanismos que incentivam a alogamia Dicogamia (espécies com flores hermafroditas): amadurecimento da parte feminina (gineceu) e da parte masculina (androceu) em momentos diferentes.

33 Mecanismos que incentivam a alogamia Protandria: Protandria: anteras tem os grãos de pólen maduros mas os estigmas não estão receptivos. Ex: abacate, cenoura e milho.

34 Mecanismos que incentivam a alogamia Protoginia: Protoginia: estigmas receptivos mas anteras não completaram o amadurecimento. Algumas variedades de abacate, anonáceas (pinha, atemóia, etc.)

35 As barreiras mecânicas também favorecem a polinização cruzada O exemplo clássico é a alfafa, que tem uma membrana sobre o estigma que impede a fecundação do grão de pólen da própria flor.

36 A fecundação só ocorre quando a barreira é rompida por insetos polinizadores, que trazem pólen de outras plantas.

37 - Monoicia: - Monoicia: (separação na mesma planta das inflorescências masculinas e femininas) é também um mecanismo de incentivo à Sistemas reprodutivos de plantas alogamia. EX: milho

38 Mecanismos que determinam a alogamia Dioicia: Mecanismos que determinam a alogamia Dioicia: flores masculinas numa planta e flores femininas em outra. Neste caso a autofecundação é impossível. Exemplos: araucária, kiwi.

39 kiwi

40 Mecanismos que determinam a alogamia Incompatibilidade: “Insucesso de certos cruzamentos em produzir descendentes”. A auto-incompatibilidade (AI) é a incapacidade de uma planta fértil formar sementes quando fertilizada por seu próprio pólen.

41 Letra S (Self-Incompatibility) - Série alélica S - Incompatibilidade Gametofítica - Incompatibilidade Esporofítica

42 Sistema gametofítico Sistema gametofítico Base molecular: glicoproteína no estigma da flor. Cada alelo da série alélica produz uma glicoproteína específica. Glicoproteínas = União de Dímeros Analogia: Glicoproteína no pólen –antígeno; Glicoproteína no estigma –anticorpo.

43 Incompatibilidade Gametofítica “No sistema gametofítico, o fenótipo do pólen para a reação de incompatibilidade é determinado pelo alelo S que ele possui.” Ocorrência: Fumo e várias fruteiras (família Rosaceae – maçã, morango e pêra ).

44 - Sempre haverá aborto do pólen quando houver alelos comuns nos genitores masculino e feminino. Autofecundação –100% aborto

45

46 - Quando os genótipos dos genitores não possuem alelos comuns serão produzidos todos os descendentes; -Quando existe alelo comum nos genitores, nunca será possível recuperar o genótipo materno;

47

48 OBSERVAÇÃO: OBSERVAÇÃO: os tubos polínicos só irão crescer e só irá ocorrer fecundação se o alelo presente no grão de pólen não estiver presente no tecido diplóide do estilete. Exemplo: abacaxi, centeio e maçã.

49 Sistema esporofítico: Sistema esporofítico: neste caso o que determinará a ocorrência ou não a incompatibilidade não será o alelo que o pólen carrega, mas sim os alelos presentes no tecido diplóide da planta mãe.

50 Sistema esporofítico Exemplo em que o alelo S1 é dominante sobre S2, S3, S4 e S5. Este tipo de incompatibilidade é muito freqüente nas brássicas, tais como o repolho e o brócolis.

51

52 - A existência de alelos comuns nos dois genitores provoca 100% de aborto; - Nos demais cruzamentos são formados todos os descendentes esperados; - Podem aparecer descendentes homozigotos;

53

54 Explicação da Incompatibilidade gametofítica ser mais difundida que a esporofítica – Não há formação de homozigotos na Incompatibilidade Gametofítica.

55 Macho esterilidade: macho-esterilidade ocorre quando não há a produção de gametas masculinos viáveis, apesar de os órgãos florais femininos e as estruturas vegetativas não apresentarem qualquer anomalia. Ela tem papel importante no melhoramento de plantas, principalmente na produção de sementes híbridas e tem sido usada com sucesso em: sorgo, beterraba, cenoura, cebola, girassol, etc.

56

57 Transferência do citoplasma "T“ de macho esterilidade em milho

58 Procedimentos simples podem ser usados para determinar se a espécie é de autopolinização ou de polinização cruzada: I- Exame da estrutura floral. Plantas dióicas obviamente evidenciarão alogamia. Dicogamia, monoicia, ou outros dispositivos para cruzamento, fornecem indício de que a espécie é alógama. Cleistogamia é uma evidência de autogamia;

59 II- Isolam-se plantas individuais: observa-se se há ou não produção de sementes. É preferível o isolamento no espaço, uma vez que o isolamento por meio de sacos ou caixas pode acarretar condições de ambiente adversas à produção de sementes.

60 A não produção de sementes em isolamento é uma indicação quase certa de que a espécie é alógama. Entretanto, a recíproca não é necessariamente verdadeira, porque muitas plantas alógamas, como o milho, por exemplo, são auto-férteis. Conclui-se que a determinação de alogamia é mais precisa do que a de autogamia.

61 III- Verificar o efeito da endogamia: colhendo sementes das plantas individuais isoladas e autofecundadas e avaliando sua progênie. - Se não for notada depressão por endogamia, a espécie é, provavelmente, autógama.

62 Conhecer a proporção de cruzamento natural quando ocorre proximidade de diferentes genótipos. A proporção ou taxa de cruzamento natural é geralmente determinada pelo plantio de genótipos com um alelo marcador dominante, intercalados com genótipos apresentando o correspondente alelo recessivo.

63 As sementes são colhidas nas plantas que apresentarem o fenótipo recessivo e a taxa de cruzamento natural é calculada a partir da proporção de indivíduos recessivos e dominantes da progênie. Para maior eficiência em estudos dessa natureza, são preferidos os caracteres visíveis em sementes ou plântulas.

64 Os alelos como aqueles que determinam endosperma amiláceo versus glutinoso, em gramíneas, ou cotilédone branco versus verde nas leguminosas, constituem bons marcadores, permitindo pronta determinação. No caso de cor da flor há necessidade de se esperar mais tempo, até que a planta oriunda do cruzamento inicie o florescimento

65 Em feijão, soja e outras leguminosas, a cor violeta é dominante sobre branca. Para o cafeeiro, por exemplo, em razão do ciclo perene, essa determinação é ainda mais demorada; um gene marcador para essa espécie é o que confere a cor do endosperma da semente, usando-se o mutante cera, de endosperma amarelo intercalado com plantas normais, cujo endosperma é verde.

66 Exemplos de espécies agrupadas conforme o sistema reprodutivo Autógamas Alface - Lactuca sativa Feijão-comum - Phaseolus vulgaris Amendoim - Arachis hypogaea Fumo - Nicotiana tabacum Arroz - Oryza sativa Linho - Linum usitatissimum

67 Batata - Solanum tuberosum Soja - Glycine max Cevada - Hordeum vulgare Tomate - Lycopersicon esculentum Trigo - Triticum aestivum Ervilha - Pisum sativum

68 Autógamas com alogamia freqüente Algodão - Gossypium spp. Quiabo - Hibiscus esculentus Berinjela - Solanum melongeana Sorgo - Sorghum bicolor Café (arábica) - Coffea arabica

69 Alógamas Andróginas: Abacate - Persea americana Eucalipto - Eucalyptus spp. Alfafa - Medicago sativa Girassol - Helianthus annum Batata-doce - Ipomoea batatas Goiaba - Psidium guayava Beterraba - Beta vulgaris Maçã - Malus spp.

70 Crucíferas em geral (couve- flor, repolho, colza, etc.) Manga - Mangifera indica Café (robusta) - Coffea canephora Maracujá - Passiflora spp. Cacau - Theobroma cacao Pêra - Pyrus communis Cana-de-açúcar - Saccharum spp. Rabanete - Raphanus sativus Centeio - Secale cereale e Cenoura - Daucus carota

71 Monóicas Cucurbitáceas, em geral - Cucurbita spp. - Abóbora, moranga, melão, melancia, pepino. Euforbiáceas, em geral Mandioca - Manihot esculenta Mamona - Ricinus communis Milho - Zea mays (milho comum e pipoca) Seringueira - Hevea brasiliensis Dióicas Aspargo, Cânhamo, Espinafre, Lúpulo, Pinheiro do Paraná e Tâmara.

72 Em algumas espécies de plantas, ocorre auto- incompatibilidade entre o grão de pólen e o estigma da mesma flor. Esse mecanismo, geneticamente determinado, impede que nessas espécies ocorra a a) polinização. b) partenogênese. c) autofecundação. d) fecundação interna. e) fecundação cruzada.

73 Na AIG, os tubos polínicos só irão crescer e só irá ocorrer fecundação se o alelo presente no grão de pólen não estiver presente no tecido diplóide do estilete. a) S1S2 (feminino) x S1S2 (masculino) grãos de pólen serão ___ e ___ tubos polínicos não irão ___________ não haverá progênie; b) S1S2 (feminino) x S1S3 (masculino) grãos de pólen serão ____e ____ apenas tubos polínicos ____ irão crescer progênie será _____ e ________; c) S1S2 (feminino) x S3S4 (masculino) grãos de pólen serão _____ e _____ todos os tubos polínicos irão _______ progênie será ______, _____, ______ e _______; portanto, os cruzamentos compatíveis só ocorrerão quando o alelo S do pólen for ___________ de qualquer alelo presente no estilete diplóide.

74 Nos seguintes cruzamentos (IE), envolvendo progenitores com diversos genótipos para os alelos S, considerando S1 dominante em relação a S2 e S3 e S3 dominante em relação a S4: a) S1S2 (feminino) x S1S2 (masculino) grãos de pólen portarão alelos S1 ou S2 mas expressarão sempre o S1 tubos polínicos não irão crescer não haverá progênie; b) S1S2 (feminino) x S1S3 (masculino) grãos de pólen portarão alelos S1 ou S3 mas expressarão sempre o S1 tubos polínicos não irão crescer não haverá progênie; c) S1S2 (feminino) x S3S4 (masculino) grãos de pólen portarão alelos S3 ou S4 mas expressarão sempre o S3 todos os tubos polínicos irão crescer progênie será S1S3, S1S4, S2S3 e S2S4.

75 Na AIG, os tubos polínicos só irão crescer e só irá ocorrer fecundação se o alelo presente no grão de pólen não estiver presente no tecido diplóide do estilete. a) S1S2 (feminino) x S1S2 (masculino) grãos de pólen serão S1 e S2 tubos polínicos não irão crescer não haverá progênie; b) S1S2 (feminino) x S1S3 (masculino) grãos de pólen serão S1 e S3 apenas tubos polínicos S3 irão crescer progênie será S1S3 e S2S3; c) S1S2 (feminino) x S3S4 (masculino) grãos de pólen serão S3 e S4 todos os tubos polínicos irão crescer progênie será S1S3, S1S4, S2S3 e S2S4; portanto, os cruzamentos compatíveis só ocorrerão quando o alelo S do pólen for diferente de qualquer alelo presente no estilete diplóide.


Carregar ppt "SISTEMAS REPRODUTIVOS DE PLANTAS CULTIVADAS. O tipo de reprodução é de fundamental importância na escolha dos métodos que serão utilizados para o melhoramento."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google