EVOLUÇÃO unesp Agronomi a Ilha Solteira, SP 2º Semestre/2010 Universidade Estadual Paulista...

EVOLUÇÃOEVOLUÇÃOunesp

Agronomi

a

Ilha Solteira, SP2º Semestre/2010

Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Sócio-Economia

Disciplina:

Prof. : Mario Luiz Teixeira de Moraes

COLABORADORES:

Alexandre Marques da SilvaMarcela Aparecida de Moraes

Selma Maria Bozzite Moraes

Aula: 01/10/2010

BASE GENÉTICA

FATORES EVOLUTIVOS

DERIVA

BASE BASE GENÉTICAGENÉTICA

POPULAÇÃO

FLUXO GÊNICO

SELEÇÃO

BASE BASE GENÉTICAGENÉTICA

MUTAÇÃO

Princípios básicos de genética de populações – Base Genética

Base GenéticaBase Genética

NíveisNíveisCondições naturaisBancos de germoplasma, coleçõesMelhoramento

População de conservação (C)População de melhoramento (M) População de produção (P)

Plantios comercias

FONTE: VENCOVSKY, 2005

ExemplosExemplosBase genética estreita

Milho (helmintosporiose)Café (ferrugem)Cana-de-açúcarSoja

No melhoramento: platô seletivoEm plantios comerciais: vulnerabilidadeMais comum em linhagens, híbridos de linhagens e clones

FONTE: VENCOVSKY, 2005

Banco de germoplasmaBanco de germoplasma

Embrapa - CenargenEspécies Número de

acessos

Feijão comum 11.231Milho 3.875Trigo 5.036Cevada 29.233Soja 7.098Amendoim 671Sorgo 3.603Brássicas 118Pimenta capsicum 180Melão 187Cucurbitáceas 1.382Tomate 1.235Alho 313Batata-doce 127Ervilha 1.569Berinjela 268Solanum 190

(Soja EUA 970.000)FONTE: VENCOVSKY, 2005

Coleção de base da EMBRAPAColeção de base da EMBRAPAEucalyptus Espécie Nº de acessos

E. grandis 106E. cloenziana 102E. camaldulensis 107E. saligna 84E. viminalis 83E. tereticornis 58E. pellita 29E. resnifera 23E. pipularis 20E. urophylla 6E. robusta 4E. citriodora 4Outras 77Total 703

Internet: www.cenargen.embrapa.br Recursos genéticos

Exemplo de monitoramento da base genética no melhoramento

PNe = 10

MNe = 50

C

Ne = 100

P: população de produção

M: pop. de melhoramento

C: população de conservação

FONTE: RESENDE, 2002

•N (Tamanho Físico) ≠ NeNe (Tamanho Efetivo)

NeNe: dá uma idéia da base genética da população

TAMANHO EFETIVOTAMANHO EFETIVO (NeNe)

• CORRESPONDE AO NÚMERO DE INDIVÍDUOS QUE

CONTRIBUÍRAM, COM GAMETAS, PARA A

FORMAÇÃO DA GERAÇÃO SEGUINTE E NÃO

NECESSARIAMENTE DO NÚMERO DE INDIVÍDUOS

NO CAMPO.

TAMANHO EFETIVOTAMANHO EFETIVO (NeNe)

• - CONDIÇÕES NATURAIS

• - BANCOS DE GERMOPLASMA

• - PROGRAMAS DE MELHORAMENTO

• - EXPLORAÇÃO AGROPECUÁRIA

NeNe (POP. VARIAÇÕES CÍCLICASPOP. VARIAÇÕES CÍCLICAS)

NnnNe

1

FONTE: FREIRE-MAIA, 1974

NeNe (DESPROPORÇÃO ENTRE DESPROPORÇÃO ENTRE SEXOSSEXOS)

fm

fm

NNNN

Ne

4

FONTE: FREIRE-MAIA, 1974

NeNe (FERTILIDADE DIFERENCIALFERTILIDADE DIFERENCIAL)

• A) MONÓICOS:

11

12

fffk

ff

kk.NNk.Nk.N

Ne

FONTE: FREIRE-MAIA, 1974

NeNe (FERTILIDADE DIFERENCIALFERTILIDADE DIFERENCIAL)

• B) DIÓICOS:

244

2

fk

N.Ne

FONTE: FREIRE-MAIA, 1974

NeNe (TAXA DE ENDOCRUZAMENTOTAXA DE ENDOCRUZAMENTO)

FNNe

1

FONTE: FREIRE-MAIA, 1974

TAXA DE ENDOCRUZAMENTO EM FUNÇÃO DE GERAÇÕES

NeF

21

FONTE: WRIGHT (1931) citado por PRIMACK e RODRIGUES (2001).

FONTE: WRIGHT (1931) citado por PRIMACK e RODRIGUES (2001).

TAXA DE ENDOCRUZAMENTO EM FUNÇÃO DE GERAÇÕES

Ne = 50Ne = 50 1% por geração1% por geraçãoconservação em curto prazoconservação em curto prazo

Ne = 500Ne = 500 conservação em longo prazoconservação em longo prazo“in situin situ”

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

RS* GC** RS* GC**0 0.000 285.9 307.7 74.1 75.5

0.3 0.176 162.8 177.0 38.5 39.20.7 0.538 79.1 86.6 17.5 17.91 1.000 45.5 50.0 9.8 10.0

P = 100 P = 20s f

FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).

*Estimates of Ne(v) were computed using Eq. (7) and ** Eq. (9).

RSRS: RANDOM SAMPLING e GCGC: GAMETIC CONTROL

NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS + + GCGC) n = 1000 seeds

ENDOGAMIAENDOGAMIA ( ( ) ) e e AUTOFECUNDAÇÃOAUTOFECUNDAÇÃO ( ) ( )

f

ssf

2

FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).

s

NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS ++ GCGC)

2

211

22)(

Pns

snN Ve

(7)FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).

NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS + + GCGC)

ss

Pns

snN Ve

13122

2)(

(9)FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).

NeNe (COEF. COANCESTRIA)

nF

nn

PN Ve

2ˆ11.ˆ

.5,0)(

•P: número de progênies amostradas; F: endogamia; n: número de sementes por progênie; θ: coeficiente de coancestria.

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

NeNe (COEF. COANCESTRIACOEF. COANCESTRIA)

Progênies FIA 0,500 1,000 0,500IC 0,250 0,500 0,250MI 0,125 0,250 0,125

Primos 1o. 0,0625 0,125 0,0625Primos 2o. 0,03125 0,0625 0,03125

XY XYr

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

.r y,x 2

COANCESTRIACOANCESTRIA ( )

• Qual a probabilidade de dois genes homólogos (isto é, do mesmo loco), presentes em dois indivíduos quaisquer, tomados ao acaso em uma população, serem idênticos por origem comum.

XY

PARENTESCOPARENTESCO (rxy)

• Responde a pergunta: tendo um indivíduo um determinado gene, qual a probabilidade de que um seu consangüíneo o também o tenha por origem comum?

ENDOGAMIAENDOGAMIA (F)

• Mede a correlação entre gametas que se unem (característica individual).

F = Prob (I = A1A1) = Prob (I = A2A2)

psmmpxy rrtstsFr ˆ1ˆˆˆˆ4125,0ˆ 2

= correlação de paternidade.

= 0,64 (64% das progênies têm os mesmos pais).

pr

pr

mts ˆ1ˆ p

p Fˆ.r

12

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

pmoal rtX ˆ1ˆ sm

oep ttX ˆˆ

0 1IC MI IC MI

obpX o

alX oepX

st mt

s

mpobp t.rX

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

LocoMãe 1 1 1 2 2 3

? 1 1 ? 1 2 ? 2 2 ?? 1 1 X0 2 3 ? 2 3 X0

X0 1 2 ? 1 1 ? 2 2 X0

0,33 0,33 ? 0 0,66

tm

Filho

A B C

2203

330330 ,t?,,t ss

220660 ,,X o

osm Xtt

440,X o

34066011 ,s,sts m

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

0 1

IC MI IC MIobpX 220,X o

al 440,X oep

220,ts

660,tm

340,s

FONTE: SEBBENN (2002; 2003).

NeNe (MESMO kMESMO kFF)

3..4

F

FF

kkNNe

FONTE: RESENDE, 2002

NeNe (kkF F DIFERENTEDIFERENTE)

F

fk

F

FF

kk

kNNe 2

3

..4

FONTE: RESENDE, 2002

DIVERSIDADE GENÉTICA DIVERSIDADE GENÉTICA ((DD))

fo

ef

NN

D

2

2

F

F

ef kkN

0 < D ≤ 1

FONTE: RESENDE, 2002

REFERÊNCIAS

CROW, J.F. & KIMURA, M. An introduction to population genetics. New York. Harper and Row, 1970. 591p.FREIRE-MAIA, N. Genética de populações humanas. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1974. 216p.FUTUYMA, D.J. Biologia evolutiva. Trad. VIVO, M. e Coord. SENE, F.M. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética/CNPq, 1992. 631p.HARTL, D.L. & CLARK, A.G. Principles of populations genetics. Sunderland, Sinauer Associates, Inc. Publishers, 1989. 682p.PRIMACK, R.B. & RODRIGUES, E. Biologia da conservação. Londrina: E. Rodrigues, 2001. 328p.RESENDE, M.D.V. Genética biométrica e estatística no melhoramento de plantas perenes . Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, 2002. 975p.SEBBENN, A.M. Número de árvores matrizes e conceitos genéticos na coleta de sementes para reflorestamentos com espécies nativas. Revista do Instituto Florestal, v.14, p.115-132, 2002.SEBBENN, A.M. Sistemas de reprodução em espécies tropicais e suas implicações para a seleção de árvores matrizes para reflorestamentos ambientais. In: HIGA, A.R. & SILVA, L.D. Pomar de sementes de espécies florestais nativas. Curitiba: FUPEF, 2006. p.93-138.SEBBENN, A.M. Tamanho amostral para conservação ex situ de espécies arbóreas com sistema misto de reprodução. Revista do Instituto Florestal, v.15, p.109-124, 2003.VENCOVSKY, R. Anostragem genética em populações naturais. Silvicultura em São Paulo, v.41, p.95-96, 1986.VENCOVSKY, R. Effetive size of monoecious populations submitted to artificial selection. Brazilian Journal of Genetics, v.1, n.3, p.181-191, 1978.VENCOVSKY, R. Tamanho efetivo populacional na coleta e preservação de germoplasma de espécies alógamas. Revista IPEF, n.35, p.79-84, 1987.VENCOVSKY, R. Preservação e genética de populações. In: ENCONTRO SOBRE RECURSOS GENÉTICOS, 1, Jaboticabal, 1988. Anais…. Jaboticabal: FCAVJ/UNESP. 1988, p.67-74.VENCOVSKY, R. Tamanho efetivo em populações submetidas à seleção: sexos separados . Piracicaba: ESALQ/USP, 1978. P.282-287. Relatório Científico do Departamento de Genética.VENCOVSKY, R. & CROSSA, J. Variance effetive population size under mixed self and random mating with applications to genetic conservation of species. Crop Science, v.39, p.1282-1294, 1999.WRIGHT, S. Evolution in mendelian populations. Genetics, v.16, p.97-159, 1931.