AF306 - Melhoramento de Plantas
Ø
Aspectos
históricos: primeiras informações sobre endogamia e heterose
vem de hibridadores do século XVIII e XIX.
Ø
Koelrenter (1776) – esse pesquisador alemão foi o 1o a
observar o vigor de híbrido entre indivíduos não aparentados.
Ø
Darwin (1887) –publicou
um livro sobre fertilização cruzada e autopolinização. Cruzamento promovia um
ganho em vigor nas descendências e que autofertilização produzia uma perda de
vigor.
Ø
Shull
(1908) e East (1908) desenvolveram a base científica
da endogamia.
Ø
A
endogamia e a heterose são a base para entendermos a
produção dos híbridos.
Ø
É
todo sistema de acasalamento que promove o aumento de homozigose
nas
descendências, como por exemplo, no cruzamento entre parentes.
Ø
Outra
definição: o termo endogamia
refere-se ao cruzamento ou acasalamento de indivíduos com certo grau de parentesco
e aplica-se tanto a plantas como a animais.
Ø
Tipos
de endogamia: natural – plantas
autógamas; artificial – não
intencional (populações alógamas reproduzidas com
pouco número de sementes, ou seja, populações pequenas, obrigando o
acasalamento entre parentes); e intencional
– deseja-se forçar o aumento de homozigose nas
descendências, por exemplo na formação de raças em
animais ou em linhagens endogâmicas em plantas.
Ø
Coeficiente de endogamia (F) – probabilidade de dois alelos,
em um único loco, tomados ao acaso de uma população, serem
idênticos por acendência.
Ø
Sistemas regulares de endogamia
Ø
Autofecundação (S) – as autofecundações sucessivas são o
método mais rápido para atingir endogamia máxima. Em programas de híbridos de
linhagens, a obtenção de linhagens puras é por meio de fecundações sucessivas.
Ø
Irmãos germanos (IG) – consiste em cruzar plantas aos
pares (mostrar transparência), de tal modo que as
descendências tem os dois pais em comum.
Ø
Meios irmãos (MI) – obtida coletando-se sementes de
planta mãe fertilizada de pólen de outras plantas da população. Deste modo, as progênies tem a mãe em comum e os pais são diferentes.
Ø Conseqüências da endogamia:
Ø aumento da homozigose nas descendências oriundas de cruzamentos endogâmicos.
Ø depressão endogâmica: perda de vigor na descendência ocasionado pelo aparecimento de genes detrimentais e letais em condição homozigota nas descendências (caráter com algum nível de dominância).
Ø Importância para o melhoramento: quando na sua máxima expressão (F=1) a endogamia confere a um genótipo a capacidade de fixação genética. Em outras palavras, a descendência é idêntica à planta mãe.
Ø A endogamia permite expor nas progênies resultantes os genes detrimentais ou letais escondidos na condição heterozigota. Desse modo pode-se fazer seleção contra eles.
Ø A endogamia incrementa a variância genética aditiva e a herdabilidade.
Ø
A
tolerância à endogamia varia de espécie para espécie (alógamas).
Em alfafa, autrotetraplóide, e cenoura os efeitos são
mais prejudiciais, seguindo-se de milho, diplóide. Por outro lado, a cebola, o
girassol, as curcubitáceas, e outras, são menos
sensíveis.
HETEROSE (VIGOR
DE HÍBRIDO)
Ø
Conceito:
Ø
A heterose é o incremento de
vigor de uma planta (ou animal) oriunda de um cruzamento, de tal modo que se
diferencie da média dos pais (Destro). Pode ser observada em vários caracteres como
altura da planta, produtividade, até outras menos evidentes, como tamanho de
células, vigor, competitividade.
Ø
A heterose ou vigor de híbrido é definida como a expressão genética dos efeitos benéficos da
hibridação (Ronzeli). É um processo inverso à endogamia. Pode ser
observada também em espécies autógamas (feijão, soja, trigo, tomate) nos quais
não sofrem prejuízos com a endogamia.
Ø
Endogamia e heterose são
fenômenos relacionados, embora opostos.
Ø
Mensuração
Ø
Heterose tradicional: diferença no valor de F1 menos a
média dos pais
h (%) = F1-(P1+P2/2) x100
Ø
Helterobiose:
é heterose
estimada em relação ao melhor parental (MP)
Ø
Heterose padrão: é a heterose estimada em relação
a um cultivar padrão (CP)
Base genética da
heterose
A explicação do tipo de ação
gênica responsável pela heterose ainda é controversa entre especialistas.
Existem duas teorias mais comumente citadas para explicar a heterose.
Ø
Teoria da dominância: proposta por Bruce (1910). Heterose é devida a
existência de dominância parcial ou total nos genes envolvidos e que o acúmulo
de heterozigotos de F1 expicaria a heterose.
AA BB CC dd + aa bb cc DD
Valor 10+12+10+5 = 37 5
+ 7 + 8 + 10 = 30
Valor 10+12+10+10 =
42
Objeções: não é possível encontrar linhas endogâmicas tão produtivas como os híbridos. Resposta:
probabilidade disto acontecer é muito pequena.
Ø
Teoria da sobredominância:
proposta por Shull (1908). Heterose ocorre porque o heterozigoto adquire
um valor acima de qualquer dos homozigotos.
AA BB CC dd + aa bb cc DD
Valor 10+12+10+5 = 37 5
+ 7 + 8 + 10 = 30
Valor 11+13+11+11
= 46
São muitos os casos em que se
detectaram a ação gênica da dominância, e muitos poucos casos da ocorrência de sobredominância.
Ø
Utilização: grande utilização =
desenvolvimento de cultivares híbridos.
Ø
Atualmente
são produzidas sementes híbridas em várias outras espécies como cebola, sorgo,
repolho, tomate, pimentão, berinjela, beterraba e algumas curcubitáceas.