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Aula 4 – Sistemas Reprodutivos
das Plantas Cultivadas e suas
Relações com o Melhoramento
Prof. Cláudio Lopes de Souza Jr.
LGN0313 – Melhoramento Genético
Piracicaba, 2013
LGN0313 – Melhoramento GenéticoProf. Cláudio Lopes de Souza Jr.
1 - Introdução
• Na natureza as espécies vegetais podem se
reproduzir assexuadamente ou sexuadamente
• Do ponto de vista do melhoramento, tem-se a
seguinte classificação:
– Assexuadas
– Sexuadas
• Autógamas: praticam a autofecundação natural
• Alógamas: praticam cruzamento natural
LGN0313 – Melhoramento GenéticoProf. Cláudio Lopes de Souza Jr.
- autógamas
- alógamas
1 - Introdução
LGN0313 – Melhoramento GenéticoProf. Cláudio Lopes de Souza Jr.
0 5 95 100
100 95 5 0
% autofecundação
% cruzamento
alógamas autógamas
intermediárias
* Para fins de melhoramento, as espécies intermediárias
podem ser tratadas como alógamas ou autógamas
1 - Introdução
• As espécies autógamas, alógamas e de
reprodução vegetativa têm diferentes estruturas
genéticas, e devido a isto os métodos ou
processos que são utilizados para desenvolver
cultivares são diferentes
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2 – Estrutura Genética
2.1. Espécies autógamas
• Praticam autofecundação ( ) natural
• Exemplo: cruzamento de duas variedades obtidas
artificialmente
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2 – Estrutura Genética
2.1. Espécies autógamas
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V1 (AA) x V2 (aa)
F1 Aa
F2 (1/4) AA : (1/2) Aa : (1/4) aa
F3 (3/8) AA : (1/4) Aa : (3/8) aa
F4 (7/16) AA : (1/8) Aa : (7/16) aa
... ... ... ...
Fn [1-(1/2)n]/2 : (1/2)n : [1-(1/2)n]/2
...
F∞
(1/2) AA : 0 : (1/2) aa
• Portanto, como as espécies autógamas praticam
autofecundação ( ) natural, a frequência de
locos heterozigóticos (Aa) deve ser muito baixa
(próxima de zero), uma vez que em cada geração
de os heterozigotos são reduzidos a metade
• Assim, na enésima geração de , tem-se:
(1/2)n heterozigotos e 1-(1/2)n homozigotos
- Coeficiente de endogamia: F = 1-(1/2)n
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2 – Estrutura Genética
• Ex: 6ª geração de : F = 98,4375% de homozigotos
1,5625% de heterozigotos
• Nas espécies autógamas as plantas são
independentes quanto a reprodução, não ocorrendo
troca de genes entre plantas. Por causa disto, as
plantas são homozigotas (linhas puras, linhagens,
linhagens endogâmicas), e uma população de uma
espécie autógama é constituída de uma mistura de
genótipos homozigóticos
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2 – Estrutura Genética
• O número de genótipos homozigóticos é 2n onde
n é o número de genes com dois alelos/gene
• Ex: com 4 genes e dois alelos/gene: A, a; B, b; C,
c; D, d; tem-se os genótipos:
AABBCCDD
AABBCCdd
AABBccdd
aabbCCDD
aabbCCdd
... ... ... ...
aabbccddLGN0313 – Melhoramento Genético
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2 – Estrutura Genética
24 = 16 genótipos possíveis
* Com 20 genes tem-se:
220 = 1.048.576 genótipos diferentes
• A variabilidade genética é devida à presença de
diferentes genótipos homozigóticos
• Os programas de melhoramento das espécies
autógamas são delineados para que no final do
processo a homozigose seja restaurada,
produzindo apenas plantas homozigóticas (linhas,
linhas puras, linhagens, linhagens endogâmicas)
• Exemplos de espécies autógamas: arroz, soja,
sorgo, trigo, amendoim, feijão
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2 – Estrutura Genética
2.1. Espécies alógamas
• As plantas destas espécies praticam o
cruzamento natural, e devido a isto, ocorre troca
de genes na reprodução entre plantas da mesma
população. Assim, partilham de um mesmo
conjunto gênico
• Sendo p e q as frequências dos alelos A e a, e
com cruzamentos ao acaso, tem-se:
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2 – Estrutura Genética
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2 – Estrutura Genética
Gametas Femininos Gametas Masculinos
p A q a
p A p2 AA pq Aa
q a pq Aa q2 aa
Genótipos Frequência
AA p2
Aa 2pq
aa q2
• Devido ao cruzamento, tem-se p2 plantas com
genótipo AA, 2pq plantas com genótipo Aa e q2
plantas com genótipo aa. Tem-se, então,
variabilidade genética devido à presença de
genótipos homozigóticos e heterozigóticos
• Espécies alógamas:
– Depressão por Endogamia
– Carga Genética
• Ex: milho, cebola, brássicas, girassol, mamão
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2 – Estrutura Genética
3 – Mecanismos de Controle da
Polinização
a) Autofecundação:
• cleistogamia: antes da abertura da flor ocorre a
polinização
b) Cruzamentos:
• protoginia: o estigma fica receptivo antes da
deiscência do pólen
• protandria: pólen é liberado antes do estigma
estar receptivo
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3 – Mecanismos de Controle da
Polinização
• monoecia: sexos separados na mesma planta
• dioecia: sexos separados em plantas masculinas e
femininas
• autoincompatibilidade
*Loco S com diversos alelos: S1, S2, S3, S4 etc.
Plantas com o mesmo genótipo com relação ao
loco S não conseguem se cruzar e a
autofecundação não ocorre
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3 – Mecanismos de Controle da
Polinização
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S1 S2 S1 S3 S3 S4
S1 S2 S1 S2S1 S2
S1S3
S2S3
NENHUMA
S1S3
S1S4
S2S3
S3S4
4 – Determinação do modo de
reprodução de uma espécie
Etapas:
a)Exame da estrutura floral
FLORES
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- hermafroditas
-dióicas alógama
-monóicas alógama
alógama
autógama
4 – Determinação do modo de
reprodução de uma espécie
b) Exame da polinização
- presença de insetos polinizadores alógama?
- presença de pólen antes da flor se abrir
autógama?
c) Produção de sementes de plantas isoladas
- produção de sementes autógama?
- não produção de sementes alógama?
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4 – Determinação do modo de
reprodução de uma espécie
d) Autofecundação artificial
- descendentes normais autógama
- descendentes anormais alógama
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5 – Cruzamento Berinjela
5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela
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5 – Cruzamento Berinjela