Aula 09 Teoria das Linhas Puras. Seleção. Hibridação. CENTRO DE CIÊNCIAS AGRO- AMBIENTAIS E DE ALIMENTOS. GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA Aula 09 Teoria das Linhas Puras. Seleção. Hibridação.

Teoria das linhas puras Seleção de linhas puras Seleção massal Hibridação Tipos e tamanho da população segregante.

Introdução Nas espécies autógamas, os indivíduos, em geral, encontram-se em homozigose. Após várias gerações de autofecundação, a proporção de indivíduos heterozigóticos na população é muito pequena. Embora a homozigose completa teoricamente nunca seja atingida com as sucessivas autofecundações, na prática a uniformidade fenotípica é alcançada após cinco a oito gerações de autofecundação.

Introdução AA aa Aa 100% 25% 50%

Coeficientes de endogamia em 10 gerações de autofecundação. 0,500 2 0,750 3 0,875 4 0,938 5 0,969 6 0,984 7 0,992 8 0,996 9 0,998 10 0,999

Introdução As autofecundações conduzem à homozigose, mas não à homogeneidade, pois resultam na formação de 2n linhas na população, em que n é o número de genes segregantes. A proporção de indivíduos homozigóticos, após determinado nº de gerações de autofecundação, é dado por: em que Ho = proporção de indivíduos homozigóticos. m = nº de gerações de autofecundação. n = nº de genes segregantes.

Teoria das linhas puras Desenvolvida pelo botânico dinamarquês W. L. Johannsen, em 1903, que conduziu uma série de experimentos com a variedade de feijão Princess, com o objetivo de investigar o efeito da seleção sobre o peso médio das sementes Lote de sementes de diferentes tamanhos; Classificação e seleção de sementes grandes e pequenas; Semeadura e nova classificação e seleção, repetido por 6 gerações; Seleção eficiente na 1ª geração (lote se sementes maiores produziu progênie com sementes maiores que o lote de sementes menores o que indicou que a seleção foi eficiente para separar sementes com diferente constituição genética); A partir da 2ª geração, a seleção não foi eficiente (variação apenas devida ao ambiente).

selecionando dentro de Teoria das linhas puras Em 1903, durante 6 anos selecionando dentro de cada linha. No final obteve a mesma média. Mistura de plantas em homozigose. A partir de F6 não há mais segregação. A Diferença é devido Ao ambiente.

Teoria das linhas puras Conclusões de Johannsen: A seleção em uma população heterogênea pode ser efetiva para isolar linhas distintas entre si e a seleção nestas linhas é ineficiente. O lote original de sementes utilizado por Johannsen apresentava variações de natureza genética e de ambiente em relação ao tamanho das sementes. As linhas, a partir do 2º ciclo de seleção, encontravam-se em homozigose e toda a variação presente era proveniente de causas ambientais, exclusivamente. Estabeleceu Três Princípios: 1) Há variações herdáveis e não herdáveis; 2) a seleção só é eficiente se recair sobre diferenças herdáveis e 3) a seleção não gera variação.

Teoria das linhas puras Definição de linha pura: Toda a descendência, por autofecundação, a partir de um único indivíduo homozigoto.

Seleção de linhas puras As populações das espécies autógamas são freqüentemente constituídas pela mistura de tipos homozigóticos, fenotipicamente semelhantes. As cultivares que estão em cultivo há longo tempo, mesmo aqueles que se originam de uma única linha pura, vão pouco a pouco perdendo a pureza genética (mutações, cruzamentos naturais, mistura de sementes). Nessas populações geneticamente heterogêneas, podem-se isolar diversas linhas puras por seleção.

Seleção de linhas puras O método da seleção de linhas puras baseia-se na seleção individual de plantas feita na população original, seguida da observação de suas descendências, para fins de avaliação. Nenhum genótipo é criado por este processo, apenas procura-se isolar os melhores genótipos já presentes na população heterogênea.

Seleção de linhas puras progênies selecionadas 1) Inicia-se semeando a população original. O tamanho depende da Heterogeneidade genética e dos materiais que o melhorista possui. Seleção de linhas puras ● 2) Após se faz a seleção 200 a 1000 plantas. Colhe-se separadamen- te as sementes de cada Planta. 3) Estas sementes são semeadas em linhas ou pequenas parcelas na estação de plantio se- guinte. Estas linhas são novamnte examinadas no campo, a fim de selecionar as melhores ... progênies selecionadas progênies re-selecionadas ... Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 ensaios comparativos

parcelas de multiplicação parcelas de multiplicação Seleção de linhas puras Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 ensaios comparativos parcelas de multiplicação parcelas de multiplicação ... distribuição aos produtores Para plantas que não melhoramento algum. Ex. plantas medicinais ou sp. nova.

Seleção massal Este método consiste na seleção de grande nº de indivíduos, com características fenotípicas semelhantes, que são colhidos em conjunto para constituir a geração seguinte. A seleção massal é um dos mais antigos métodos de melhoramento de plantas. A idéia principal é, através da escolha dos melhores fenótipos, melhorar o nível geral da população com a reunião dos fenótipos superiores nela existentes.

+ – Seleção massal Seleção massal positiva: Seleção de tipos desejáveis. Seleção massal negativa: Eliminação de tipos indesejáveis. –

Seleção massal Os campos de seleção das espécies alógamas devem ficar isolados de outros campos da mesma espécie (prevenção de cruzamentos indesejáveis). Isolamento de 200 a 300 m (polinização entomófila). Isolamento de 500 m (polinização anemófila).

Considerações sobre a seleção massal A seleção massal é menos eficiente para características de baixa herdabilidade. Nas espécies alógamas, quando a seleção de ambos os genitores antecede o florescimento, há maior ganho genético. Este método é mais eficiente para caracteres recessivos do que para os dominantes. Método usado na purificação de cultivares de espécies autógamas.

Considerações sobre a seleção massal A seleção massal só pode ser utilizada em ambientes onde as características se expressam (ambiente de cultivo). As principais vantagens da seleção massal são a facilidade de condução e o baixo custo operacional.

Seleção massal Conteúdo médio de óleo e proteína (%) em quatro subgrupos da população original, após 90 gerações de seleção massal recorrente. Subgrupo para baixo conteúdo População original alto conteúdo Óleo (%) 0,4 4,7 16,6 Proteína (%) 4,0 10,9 25,0 Fonte: Dudley e Lambert, 1992.

Hibridação Hibridação é a fusão de gametas geneticamente diferentes que resulta em indivíduos híbridos heterozigóticos para um ou mais loci.

Hibridação em espécies autógamas Após a hibridação, o objetivo do melhoramento de espécies autógamas é obter indivíduos homozigóticos por sucessivas gerações de autofecundação. Na hibridação de espécies autógamas, os genitores são cruzados artificialmente. A técnica de cruzamento depende da espécie: emasculação e polinização.

Hibridação em espécies autógamas Indivíduos com as características desejáveis de ambos os genitores são selecionados na população segregante. As linhagens originadas de indivíduos selecionados são avaliadas em testes comparativos de produção, sendo as comprovadamente superiores lançadas como novas variedades.

Produtividades máximas de aveia em diferentes anos e métodos de melhoramento utilizados. Ganhos relativos de rendimento de grãos

Proporção de indivíduos homozigóticos e heterozigóticos em uma população submetida a sucessivas gerações de autofecundação. P1 AA x P2 aa % heterozigoze F1 Aa  100 F2 25% AA 50% Aa 25% aa 50 F3 12,5% AA 25% Aa 12,5% aa 25 F4 37,5%AA 6,25% AA 12,5 Aa 6,25% aa 37,5% aa 12,5 F5 43,75% AA 3,125% AA 6,25 Aa 3,125% aa 43,75% aa 6,25

Tipos de população Populações originadas de: Cruzamento simples; Cruzamento duplo; Cruzamento triplo; Retrocruzamento; Cruzamentos complexos (mais de 4 genitores).

P 1 x P 2 Tipos de população Cruzamento simples Método de formação de populações segregantes mais utilizado em espécies autógamas. P 1 x P 2

(P1 x P2) x (P3 x P4) Tipos de população Cruzamento duplo Envolve a hibridação entre dois híbridos originários de cruzamentos simples: (P1 x P2) x (P3 x P4)

(P1 x P2) x P3 Tipos de população Cruzamento triplo A população é formada pelo cruzamento entre dois genitores, resultando o híbrido F1, que é cruzado com um terceiro genitor: (P1 x P2) x P3

(P1 x P2) x P1 Tipos de população Retrocruzamento O cruzamento do híbrido F1 com um dos seus genitores: (P1 x P2) x P1 Obs. Média de Contribuição do pai 1 de 75%. Utilizado quando é introduzido um germoplasma exótico ou não adaptado.

Resistência a Cigarrinha Tipos de população Cruzamentos complexos São aqueles que envolvem mais de quatro genitores: em 1995 em feijoeiro EMP250///Carioca/A429//FEB200/XANT159 Resistência a várias doenças Resistência ao Cancro Bacteriano e vírus do Mosaico Dourado. CIAT – Centro Internacional de Agricultura Tropical (Programa do Melhoramento do Feijão) tem complexas Genealogias em suas populações Resistência a Cigarrinha Verde e porte ereto

Número de Cruzamentos Quais variedades ou linhagens incluir no bloco Em que combinações elas devem ser cruzadas?

Número de cruzamentos Baker (1984) recomenda 50 cruzamentos cuidadosamente planejados (p/ variedades autógamas) Yonezawa & Yamagata (1982) consideraram mais vantajosa a manipulação de grande número de cruzamentos do que menor número com grandes populações. (maior combinações com menor população). Planejamento do número de flores a serem polinizadas. Ex. Para 500 plantas F2 de soja são necessárias 5 sementes F1.

Tamanho das populações Nº de genes segreg. Nº de gametas na geração F 1 Nº de genótipos na geração F 2 Nº mínimo de indivíduos em F 2 n 2n 3n 4n 1 2 3 4 9 16 8 27 64 81 256 5 32 243 1.024 10 59.049 1,1 x 106 20 1.084.576 3,5 x 109 1,1 x 1012

Quando dois genitores são cruzados, o maior nº de diferentes combinações (maior segrega- ção ocorre em F2. Em sp. Autógamas, a frequência de indivíduos homozigotos aumenta com o avanço das gera- ções.