AF306 - Melhoramento de Plantas

 

Tópico: Endogamia e Heterose

 

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.

 

ENDOGAMIA

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      Endogamia: S > IG > MI

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

                   (P1+P2/2) 

Ø      Helterobiose: é heterose estimada em relação ao melhor parental (MP)

Heterobiose (%) = F1 – MP x100

                                   MP                                                                       

Ø      Heterose padrão: é a heterose estimada em relação a um cultivar padrão (CP)

Heterose padrão (%) = F1 – CP x100

                                          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

F1                                            Aa Bb Cc Dd

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

F1                                            Aa Bb Cc Dd

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.


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