Melhoramento Aula Sistemas Reprodutivos

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Métodos de Melhoramento de Plantas Sistemas Reprodutivo das Plantas Cultivadas Prof. Dr. Pablo Diego Silva Cabral Rio Verde – GO Fevereiro/2015

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Melhoramento Sistemas Reprodutivos

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  • Mtodos de Melhoramento de Plantas

    Sistemas Reprodutivo das Plantas Cultivadas

    Prof. Dr. Pablo Diego Silva Cabral

    Rio Verde GOFevereiro/2015

  • Introduo

    Cultivos agrcolas de espcies com diferentes sistemasreprodutivos, possuem diferenas agronmicas inerentes aosdiferentes tipos de cultivares formados em cada sistemareprodutivo.

    Importncia para o Agronomia

    Por exemplo: O sistema de produo de sementes, implantao,cultivo, manuteno e comercializao de soja, milho e cana.

  • Introduo

    A distino do sistema reprodutivo primordial para omelhoramento de uma espcie, pois, todos os mtodos destinadosa conduo de populaes segregantes e para a seleo de plantassuperiores (nestas populaes), dependem da base gentica decada espcie.

    Importncia para o Melhoramento

  • Introduo

    Cada um dos sistemas reprodutivos resultam em dinmicas gnicase fenotpicas contrastantes, sendo que, o conhecimento acumuladodestas dinmicas permitiram que durante muitos anosmtodologias tenham sido validadas experimentalmenteoriginando os diferentes Mtodos de Melhoramento Vegetal,utilizados atualmente.

    Importncia para o Melhoramento

  • Introduo

    O conhecimento do modo de reproduo e da estrutura floral decisivo na escolha do mtodo para a conduo de um programade melhoramento.

    Importncia para o Melhoramento

    Influencia: Estrutura gentica da populao; Escolha do mtodo de melhoramento; Tipo de cultivar a ser desenvolvido; Produo de sementes.

  • Tipos de Reproduo

    Tipos

    Sexual

    Algamas

    Autgamas

    Assexual

  • Tipos de Reproduo

    A reproduo sexual se caracteriza pela formao degametas (meiose), fuso dos gametas masculino efeminino (fertilizao) para formao de um embrio eposteriormente da semente.

    Sexual

  • Tipos de Reproduo

    Sexual

  • Tipos de Reproduo

    A fecundao obtida a partir da polinizao cruzada, isto , a florde uma planta polinizada pelo plen produzido por outra planta.

    Sexual: Algamas

    Heterose e EndogamiaAutofecundao resulta em DEPRESSO POR ENDOGAMIA;Cruzamento divergente resulta em VIGOR HBRIDO

  • Tipos de Reproduo

    De acordo com o tipo de flor que possuem, as espciesalgamas so divididas em trs grupos:

    Sexual: Algamas

    Plantas com flores hermafroditas (maracuj); Plantas monicas (milho); e Plantas diicas (mamo).

  • Tipos de Reproduo

    As plantas algamas desenvolveram mecanismos que podemdeterminar ou incentivar a alogamia.

    Sexual: Algamas

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que incentivam a alogamia:

    Sexual: Algamas

    A dicogamia ocorre em espcies com flores hermafroditas e definida pelo amadurecimento da parte feminina (gineceu) e daparte masculina (androceu) em momentos diferentes. Protandria: anteras tem os gros de plen maduros mas os

    estigmas no esto receptivos. Ex: milho. Protoginia: estigmas receptivos mas anteras no completaram o

    amadurecimento. Ex: pinha

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que incentivam a alogamia:

    Sexual: Algamas

    Barreiras mecnicas; Ex: alfafa. Monoicia. Ex: milho

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia:

    Sexual: Algamas

    Dioicia: flores masculinas numa planta e flores femininas emoutra. Neste caso a autofecundao impossvel. Ex: kiwi;

    Autoincompatibilidade ocorre uma interao entre o grode plen e o estigma, que impede que o plen germine noestigma da mesma planta. Ex: Maracuj; e

    A macho esterilidade a incapacidade de uma planta emproduzir plen funcional. Ex: sorgo.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Autoincompatibilidade

    Sexual: Algamas

    A autoincompatibilidade pode ser dividida em: Gametoftica; e Esporoftica.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Autoincompatibilidade

    Sexual: Algamas

    Sistema gametoftico: controlada por um nico alelo S.Quando um gro de plen contm um alelo S que estpresente no estigma, o crescimento do tubo polnico ficaparalisado. O gro de plen somente germinar em um estigmaque no contm o mesmo alelo, impedindo a autofecundao. Ex:abacaxi.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Autoincompatibilidade

    Sexual: Algamas

    Sistema esporoftico: neste caso o que determinar a ocorrnciaou no a incompatibilidade no ser o alelo que o plencarrega, mas sim os alelos presentes no tecido diplide da plantame. Ex: repolho.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Macho esterilidade

    Sexual: Algamas

    A macho esterilidade pode ser dividida em: Machoesterilidade nuclear; Machoesterilidade citoplasmtica; e Machoesterilidade gnico citoplasmtica.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Macho esterilidade

    Sexual: Algamas

    Machoesterilidade nuclear: governada por um ou mais genesnucleares. Na maioria dos casos apenas um gene recessivo. Aherana deste tipo de machoesterilidade obedece s leis deMendel.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Macho esterilidade

    Sexual: Algamas

    Machoesterilidade citoplasmtica: controlada por um fatorcitoplasmtico e herdada maternalmente. A herana destetipo de machoesterilidade no obedece s leis de Mendel.

  • Tipos de Reproduo

    Mecanismos que determinam a alogamia: Macho esterilidade

    Sexual: Algamas

    Machoesterilidade gnico citoplasmtica: devido a interaode genes nucleares com genes mitocondriais. Neste caso, parauma planta ser macho estril, necessrio que ela contenha ocitoplasma estril (S) e os genes nucleares rfrf. A fertilidade restaurada com o uso de alelos dominantes Rf.

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Algamas

    Sendo p e q as frequncias dos alelos A e a, e comcruzamentos ao acaso, tem-se:

  • Algama: Estrutura gentica

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Algamas

    Devido ao cruzamento, tem-se p2 plantas com gentipo AA,2pq plantas com gentipo Aa e q2 plantas com gentipo aa.Tem-se, ento, variabilidade gentica devido presena degentipos homozigticos e heterozigticos

  • Tipos de Reproduo

    As plantas autgamas so aquelas que realizam preferencialmenteautofecundao (acima de 95%). A autofecundao ocorre quandoo plen (gameta masculino) fertiliza um vulo (gameta feminino) damesma planta.

    Sexual: Autgamas

    As plantas autgamas so caracterizadas pela homozigose. Umapopulao de plantas autgamas representada por uma ou vriaslinhas puras. Ex: soja, feijo.

  • Tipos de Reproduo

    As plantas autgamas desenvolveram alguns mecanismos quefavorecem a autofecundao. Na soja ocorre a cleistogamia, ou seja,a polinizao do estigma ocorre antes da abertura do boto floralou antese. No feijoeiro, a cleistogamia est associado quilha, queenvolve o estigma e os estames numa estrutura em forma de espiral,facilitando a autofecundao. No tomateiro, os estames formam umcone envolvendo o estigma, de tal forma que a autopolinizao quase garantida.

    Sexual: Autgamas

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Autgamas

    Como as espcies autgamas praticam autofecundao natural, afrequncia de locos heterozigticos (Aa) deve ser muito baixa(prxima de zero), uma vez que em cada gerao deautofecundao os heterozigotos so reduzidos a metade.

  • Algama: Estrutura gentica

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Autgamas

    Assim, na ensima gerao de autofecundao, tem-se:(1/2)n heterozigotos e 1-(1/2)n homozigotos.

    Coeficiente de endogamia: F = 1-(1/2)n

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Autgamas

    Nas espcies autgamas as plantas so independentes quanto areproduo, no ocorrendo troca de genes entre plantas. Porcausa disto, as plantas so homozigotas (linhas puras,linhagens, linhagens endogmicas), e uma populao de umaespcie autgama constituda de uma mistura de gentiposhomozigticos.

  • Tipos de Reproduo

    Estrutura gentica:

    Sexual: Autgamas

    A variabilidade gentica devida presena de diferentesgentipos homozigticos.

    Os programas de melhoramento das espcies autgamas sodelineados para que no final do processo a homozigose sejarestaurada, produzindo apenas plantas homozigticas (linhas,linhas puras, linhagens, linhagens endogmicas).

  • Tipos de Reproduo

    Sexual: Intermedirias

    So aquelas que possuem porcentagem de fecundao cruzadaentre 5 e 95%. Entre as espcies intermedirias podemos citar oalgodo, caf, sorgo, etc. Os mtodos utilizados para omelhoramento das espcies intermedirias so os mesmosutilizados para as espcies autgamas. Entretanto, por possuremtaxas considerveis de polinizao cruzada, deve-se tomarcuidado no isolamento destas espcies tanto durante a fase demelhoramento como na produo de sementes.

  • Tipos de Reproduo

    Assexual

    A reproduo assexual no envolve a fuso de gametas. As novasplantas so obtidas pela diviso celular (mitose) atravs de vriosrgos vegetativos tais como: razes, tubrculos, estoles, colmos,manivas, rizomas, rebentos, estacas, borbulhas ou por cultura detecidos.

  • Tipos de Reproduo

    Assexual

    Um grupo de plantas propagadas vegetativamente de uma nicaplanta (um nico gentipo) constitui-se num clone.

    As plantas propagadas vegetativamente so caracterizadas pelo altograu de heterozigose. Quando propagadas por via sexual, suaprognie (descendncia) apresenta alta segregao.

    Qual a estrutura gentica?

  • Determinao do modo de reproduo

    Etapas

    a) Determinao do modo de reproduo de uma espcie.

  • Determinao do modo de reproduo

    Etapas

    b) Exame da polinizao- presena de insetos polinizadores algama?- presena de plen antes da flor se abrir autgama?

    c) Produo de sementes de plantas isoladas- produo de sementes autgama?- no produo de sementes algama?

  • Determinao do modo de reproduo

    Etapas

    d) Autofecundao artificial- descendentes normais autgama- descendentes anormais algama

  • Tipos de cultivares

    Cultivar: grupo de plantas com caractersticas distintas,homogneas e estveis, com identidade e denominaoprprias, o que a distingue das demais.

    O termo vem do ingls cultivated variety (variedade cultivada),sendo discutido o seu gnero....masculino ou feminino??

  • Tipos de cultivares

    Cultivar: grupo de plantas com caractersticas distintas,homogneas e estveis, com identidade e denominaoprprias, o que a distingue das demais.

    O termo vem do ingls cultivated variety (variedade cultivada),sendo discutido o seu gnero....masculino ou feminino??

    Antes de iniciar o programa o melhorista j definiu o tipo decultivar.

  • Tipos de cultivares

    Linhas puras: constitudas por um grupo de indivduosdescendentes de uma nica planta em homozigose e, portanto,apresenta basicamente a mesma constituio gentica, o que astorna homozigticas e homegnias.

    Multilinhas: mistura de linhas isognicas ou quase, que diferementre si quanto a genes de resistncia a determinado patgeno.

  • Tipos de cultivares

    Hbridos: resultantes do cruzamento entre indivduosgeneticamente distintos, visando utilizao prtica da heterose.So heterozigticos e homogneos e primariamente utilizados emespcies algamas.Trs tipos:

    Hbrido simples= P1 x P2;Hbrido triplo= (P1 x P2) x P3Hbrido duplo= (P1 x P2) x (P3 x P4)

  • Tipos de cultivares

    Variedades de polinizao aberta: so obtidas pela livrepolinizao de um grupo de indivduos selecionados. Soheterozigticas e heterogneas.

    Composto: obtidos do cruzamento de diversos genitores de umaespcie autgama.

  • Tipos de cultivares

    Sintticos: so obtidos do intercruzamento de um grupo delinhagens ou clones selecionados com base na capacidade decombinao. So heterozigticos e heterogneos.

    Clone: constitudo por um grupo de indivduos que descendem,por propagao assexuada, de um nico genitor. Soheterozigticos e homogneos e geneticamente idnticos.

  • OBRIGADO!

    [email protected]