Baixe metodos de melhoramento genetico de plantas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Agronômica, somente na Docsity! Sumário 1. Seleção Massal (BULK) 4 1.1 Seleção Massal 4 1.2 Seleção massal estratificada 4 1.3 Método da população, Massal ou "Bulk" 6 2. Método das Populações 9 2.1. Método da população 9 2.2. Métodos clássicos de condução das populações segregantes 10 3. Método Genealógico (pedigree) 10 4. Método SSD 14 4.2. Método da descendência de uma única semente, ou SSD. 15 5. Teste de Geração Precoce 16 6. Métodos dos Retrocruzamentos 19 6.2. Base genética do método 21 7. Seleção Recorrente e Variações 23 7.2. Seleção recorrente no melhoramento de plantas autógamas 23 7.3. Seleção recorrente 25 7.4. Seleção recorrente fenotípica (srf) 26 7.5. Seleção recorrente com teste de progênie 27 7.6. Seleção recorrente para capacidade geral de combinação (cgc). 27 7.7. Seleção recorrente para capacidade específica de combinação (cec) 27 7.8. Selecão recorrente interpopulacional 28 7.9. Seleção recorrente recíproca 28 8. Seleção com Teste de Progênie 28 8.2. Seleção espiga-por-fileira 28 8.3. Seleção espiga-por-fileira modificado 29 9. Seleção de Linhas Puras 30 9.1. A teoria das linhas puras 30 10. Métodos para Resistência a Doenças 32 10.1. Variabilidade dos patógenos/raças fisiológicas 32 10.2. Fontes de resistência 33 10.3. Resistência vertical e horizontal 34 10.4. Teoria gene-a-gene de flor de flor 34 10.4.1. Interação patógeno-hospedeiro 34 10.5. Estratégias para aumento de resistência 35 10.5.1. Piramidação de Genes 36 10.5.2. Rotação de genes 36 10.5.3. Multilinhas 36 11. Referências; 37 1 Por; Eleandro Candido Dapont, João Paulo Maia e Jorge Luis de Melo. MÉTODOS DE MELHORAMENTO 1. Seleção Massal (BULK) 1.1. Seleção Massal 2 Multiplicação DISTRIBUIÇÃO AOS AGRICULTORES 1.3 Método da população, Massal ou "Bulk" Inicia-se com o plantio, em área suficientemente grande, de alguns milhares de plantas, de acordo com a quantidade de sementes F2 disponíveis. A densidade de plantio é a mesma dos plantios comerciais, pois não se seleciona com o rigor do método genealógico. Evita-se inclusive o plantio em espaçamentos maiores, pela tendência que os genótipos heterozigotos têm de serem mais vigorosos e exercerem maior competição com os homozigotos, produzindo maior numero de descendentes nessa condição (ARAÚJO; PATERNIANI, 1999). A diferença básica em relação ao método genealógico é que as sementes de todas as plantas selecionadas, geralmente em número maior, são colhidas em conjunto para produzir a geração seguinte, prosseguindo-se do mesmo modo ate F6 ou F7 quando o grau de homozigose na população é consideravelmente alto. Nas primeiras gerações procura-se selecionar para os caracteres de alta herdabilidade, como porte e arquitetura de planta, e ciclo vegetativo. O método não é adequado para a maioria das hortaliças e para fruteiras, em que se exige uniformidade do produto comercial, que deve ter características bem definidas (ARAÚJO; PATERNIANI, 1999). A partir da geração F5 ou gerações mais avançadas, plantas individuais são selecionadas e suas progênies passam a ser avaliadas em ensaios, inicialmente preliminares e posteriormente avançados, incrementando-se o número de locais e de repetições nos experimentos, para a seleção das melhores linhagens. A partir daí os procedimentos são semelhantes àqueles já descritos para o método genealógico (ARAÚJO; PATERNIANI, 1999). 5 F1 F2 F3 6 Variedades escolhidas para o cruzamento Popul ção BULK F4 F5 F6 F7 7 Plantas espaçadas Elevado grau de homozigose Seleção de Plantas Individuais Plantas em Fileira Poucas repetições 1 Local Ensaio de Produção Preliminar Poucas repetições 2 – 3 locais Ensaios d Produção Muitas r petições Vários Locais NOVA VARIEDADE F3 e F4, quando alguns locos estarão em homozigose. Antes disso ainda existem muitos locos em heterozigose determinando diferenças dentro de cada família. Assim, nessas gerações selecionam-se as plantas melhores ou mais promissoras das famílias superiores. Em F5 ou F6 a homozigose estará presente na maioria dos locos em todas as famílias, certamente. Por esta razao a seleção se faz exclusivamente entre famílias. Algumas famílias, pela sua ascendência, podem ser muito semelhantes, razão pela qual costuma-se conservar uma e eliminar as outras o que, inclusive, facilita o trabalho posterior do melhorista (COSTA; RODRIGUES; SUDRÉ, 2002). O método genealógico caracteriza-se por registros sobre as relações entre plantas e famílias e entre famílias, o que o torna, de certo modo, complicado. Descrição do método por geração segundo Bueno; Mendes e Carvalho (2006): GERAÇÃO F1 - Cultiva-se um número suficiente de plantas híbridas para produção das sementes necessárias para a geração F2. GERAÇÃO F2 - O tamanho da população depende do número de famílias F3 que o melhorista possa manejar, do tipo da cultura e dos objetivos do cruzamento. Pode variar de 2.000 a 10.000 plantas, bem espaçadas, para facilitar as avaliações. Sugere-se que a relação entre indivíduos F2 e famílias F3 esteja entre 10:1 e 100:1. A relação será tanto maior quanto mais diferirem os genitores entre si. Nesta fase o melhorista não deve selecionar um número muito grande de plantas, quando não lhe for possível trabalhar com muitas famílias F3. GERAÇÃO F3 - As famílias são compostas por um número suficiente de plantas, geralmente em torno de 30. Esse número depende também da quantidade de sementes que as plantas de cada espécie produzem, em média. Pratica-se a seleção entre e dentro de famílias. Normalmente o número total de plantas selecionadas não é superior ao de famílias cultivadas. GERAÇÃO F4- Conduz-se à semelhança da geração F3, porém acentuando-se a seleção entre famílias. Embora algumas famílias sejam quase homozigotas, o melhorista ainda seleciona, individualmente, plantas que se destacam em cada uma delas. GERAÇÃO F5 - O potencial de cada família já deve estar fixado pela homozigose. Os plantios são feitos na densidade comercial. Faz-se a colheita em todas as plantas de cada família, obtendo-se, assim, quantidade suficiente de sementes para os ensaios de rendimento e avaliação da qualidade na geração F6. O sistema de plantio varia com o tipo de cultura, empregando-se fileiras simples ou parcelas com duas ou três fileiras. Ensaios preliminares de rendimento podem ser iniciados em F5, com repetições, como critério adicional de seleção. 10 GERAÇÃO F6 (ou F6 e F7) - Também aqui se faz a seleção entre famílias, para eliminar aquelas comprovadamente inferiores. Avaliações da qualidade podem ser iniciadas nesta fase. Em outras situações o material é multiplicado para avaliação em ensaios comparativos primeiramente, e, posteriormente, em ensaios regionais, quando testemunhas comerciais podem ser incluídas nas avaliações. GERAÇÕES SEGUINTES - Correspondem aos ensaios de rendimento, geralmente realizados em vários locais, em três ou quatro anos agrícolas. Este procedimento permite uma avaliação da interação genótipos x ambientes. São incluídas nos ensaios as variedades parentais e outras, tradicionalmente cultivadas em cada área ou região. Também se avaliam as novas linhagens quanto a qualidade, ciclo cultural, resistência ao acamamento, à degrana, etc. Gradativamente, podem eliminar-se algumas linhagens que não mostrarem superioridade em diversos aspectos, principalmente quanto à produção, em relação às cultivares parentais ou as outras linhagens. Ao final do processo, as melhores linhagens podem originar novas cultivares melhoradas, cada linhagem dando origem a uma cultivar. Em alguns casos, quando linhagens superiores se assemelharem em caracteres agronômicos considerados de importância, suas sementes podem ser misturadas para a constituição de uma nova cultivar, desde que esse procedimento não comprometa a uniformidade exigida pelos agricultores e consumidores (BESPALHOK, 1999). SELEÇÃO PELO MÉTODO DO PEDIGREE 11 Variedades escolhidas para o cruzamento F1 Plantas espaçadas 12 F2 Plantas espaçadasF3 Plantas em fileiras4 Famíli de plant s em fileiras decresce a cada geração, pois algumas sementes podem não germinar. Admite-se também que 30% das plantas não produzam nem ao menos uma semente. b) Procedimento cova-única. Nesse processo cada planta F2 será representada por sua progênie em cada geração de endogamia. Na primeira etapa são colhidas sementes F3 em cada planta F2. Na segunda etapa é conduzida uma cova para cada linha F2:3, e sementes F4 são colhidas de cada cova. Isso é repetido até o nível desejado de endogamia, ocasião em que plantas são colhidas individualmente. c) Procedimento sementes múltiplas. Misturam-se duas ou três sementes de cada planta colhida, em cada etapa. Parte é guardada e parte é semeada. Repete-se a operação até a endogamia (RAMALHO; SANTOS; ZIMMERMANN, 1993). SELEÇÃO PELO MÉTODO 'S.S.D.' 15 Variedades escolhidas para o cruzame to F1F2 plantas espaçadas F3 Idem4 Plant s individuaisss 5 Pl ntas em fileiras 4. Teste de Geração Precoce Este teste é aplicado para identificar cruzamentos que possam gerar linhas puras superiores nas progênies, em gerações iniciais de endogamia. Para isso são feitas avaliações já em F2. Fehr (1987 apud BARBOSA; PINTO, 1997) considera esse método como um meio de au mentar a proporção de linhas puras altamente produtivas em relação aos esquemas convencionais de avaliações. Segundo o autor o método consiste, inicialmente, na obtenção de sementes F2, que vão constituir populações segregantes, as quais são avaliadas quanto a produtividade, em experimentos com repetições. Se a quantidade de sementes F2 não for suficiente, deve ser feita sua multiplicação, mantendo-se separadas as populações. Assim, são obtidas sementes F3, colhidas em mistura dentro de cada população. Nesse caso são avaliadas populações F3, colhendo-se também sementes em mistura dentro de cada população. Na etapa seguinte 16 F6 Ensaio de produção preliminar F7 a F13 Ensaio de produção NOVA VARIEDADE repete-se o processo, avaliando-se as populações correspondentes. Na geração F4 as plantas são colhidas individualmente. As sementes obtidas vão constituir as linhas F4:5, as quais sã avaliadas para os caracteres de interesse do melhorista. Esse método tem sido usado no melhoramento da soja. Esse método é de custo mais elevado, pois as linhas F2 avaliadas não são suficientemente puras para serem usadas como cultivares. Os mesmos testes poderiam ser usados para avaliar linhas em fase de endogamia mais avançada. Outra desvantagem é o tempo necessário a sua execução, que é mais longo que aquele exigido pelo método SSD, por exemplo, (ROSAL, 1999). ESQUEMA DO MÉTODO DE SELEÇÃO INDIVIDUAL COM TESTE DE PROGÊNIES Variedade Local (Antiga) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 17 SELEÇÃOProgênies selecionadaSeleção de progênies superiores a. Existência de um progenitor recorrente satisfatório; b. Possibilidade de manter, com boa intensidade, o caráter em transferência através dos vários retrocruzamentos; c. Um número suficiente de retrocruzamentos deve ser feito para reconstituir, num alto grau, o progenitor recorrente. Fehr (1987 apud BARBOSA; PINTO, 1997) afirma que o melhor progenitor não recorrente e aquele que, além de ser portador dos alelos desejáveis, não seja seriamente deficiente em outras características, e que a aceitabilidade total, sem restrições, do doador, pode influenciar o número de retrocruzamentos necessários para recuperar as características básicas do recorrente. 1.3.5. Base genética do método Nas gerações segregantes obtidas por autofecundação espera-se que metade dos indivíduos homozigotos seja do tipo desejado para qualquer loco em particular. Por exemplo, a geração F1 do cruzamento AA x aa deverá ser formada por ¼ AA: ½ Aa: ¼ aa. Embora metade da progênie seja homozigota, somente a metade desses homozigotos (1/4 do total) são do tipo desejado, por exemplo, AA. Ao contrário, se a geração F1 for retrocruzada com um progenitor superior (portador do genótipo AA), a proporção será 1/2AA: 1/2Aa. Naturalmente, o mesmo se espera para cada gene em que os progenitores diferem (alelos alternativos). Efetuando-se retrocruzamentos adicionais para o mesmo progenitor, a população híbrida vai se tornando, progressivamente, cada vez mais semelhante à variedade recorrente, isto é, a população converge para um único genótipo ao invés de conter 2n genótipos, como ocorre com a autofecundação. No programa de retrocruzamentos, a homozigose é atingida na mesma proporção da autofecundação e é calculada pela formula P = [2m-1)/2m] n, em que m corresponde ao número de gerações de autofecundação ou retrocruzamento e n é o número de genes envolvidos. Por exemplo, se os genitores diferem entre si em 10 locos gênicos e nenhuma seleção é praticada, seis retrocruzamentos produzirão uma população na qual 85% dos indivíduos serão homozigotos e idênticos ao progenitor recorrente para todos os 10 locos (BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006). 20 A proporção em que os alelos do progenitor não recorrente são eliminados durarante os retrocruzamentos é influenciada pela ligação gênica. Conforme Allard (1971 apud BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006), se o objetivo é transferir o alelo desejável A para uma variedade superior, estando este ligado a outro alelo indesejável b, surge uma dificuldade, pois o genótipo do híbrido F1 será Ab/aB e com a seleção para A, nas primeiras gerações de retrocruzamento, haverá tendência de transferir-se também b, tornando difícil a recombinação desejada AB. Todavia, como B e reintroduzido em cada retrocruzamento, haverá alta possibilidade de ocorrência de permuta genética, dependendo da distância entre os dois locos. Selecionando-se exclusivamente para o alelo A, a probabilidade de eliminar b é dada pela fórmula P= 1-(1-p)n+1 na qual p é a proporção de recombinação e n o número de retrocruzamentos. Assim, se b estiver localizado a 50 ou mais unidades de permuta de A, ou se estiver em outro cromossomo, a probabilidade de sua eliminação será 1 - (0,5)6. Por exemplo, depois de 5 retrocruzamentos, a probabilidade de que b tenha sido eliminado e 1 - (0,5)6 = 0,989, ou 98,9%. Numa série de autofecundações, com seleção apenas para A a probabilidade é de 0,50 ou 50%. À medida que a ligação torna-se mais intensa a separação entre os dois alelos fica mais difícil. Um fator muito importante na execução de um programa de retrocruzamentos é a herdabilidade do caráter que se procura transferir. Uma alta herdabilidade é importante. Isto se explica porque a seleção precisa ser executada para o fenótipo ou alelo que está sendo transferido em vários ciclos de retrocruzamento. Ao mesmo tempo, todos os demais caracteres estão automaticamente sendo incorporados embora o processo possa ser acelerado se a seleção visar também os caracteres do recorrente. O método e mais exeqüível quando o caráter pode ser facilmente avaliado em populações híbridas por inspeção visual ou por testes simples. Sua eficiência depende da capacidade do melhorista em distinguir entre variabilidade genética e ambiental e de conseguir selecionar indivíduos que são superiores por razões genéticas, como já se mencionou (BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006). Deve considerar-se que, muitas vezes, o progenitor recorrente não é constituído por uma única linha pura e, sim, por varias, bastante relacionadas entre si. Portanto, um número suficiente de plantas do progenitor recorrente deve ser usado para recuperar sua variabilidade genética e para que se possa ter segurança de que suas características agronômicas serão basicamente as mesmas. 21 Segundo Allard (1971 apud BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006), em trabalhos realizados na Califórnia, em vários programas de melhoramento, verificou-se que o uso de seis retrocruzamentos acompanhados de seleção rígida nas primeiras gerações foi suficiente. Teoricamente, 99,22% das características do recorrente são recuperadas com seis retrocruzamentos. Acredita-se que a seleção para o tipo do recorrente, baseada em populações de tamanho moderado, equivale a mais um ou dois retrocruzamentos sem seleção. Não há propriamente diferença fundamental entre a aplicação do método dos retrocruzamentos em plantas autógamas e alógamas, a nao ser o cuidado que se deve ter para que a amostra represente geneticamente o progenitor recorrente. Em outras palavras, devem manter-se as freqüências alélicas da população. Dessa forma a heterozigose para vários locos é mantida, embora para o loco envolvido no programa de retrocruzamento a hornozigose seja condição necessária, ao final da aplicação do método (BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006). Quando se desejam incorporar numa variedade comercial alelos de diferentes locos, um dos seguintes procedimentos pode ser adotado: a) Realizar programas distintos, com hibridação no final, para reunir no genótipo recorrente os diferentes caracteres; b) Transferir os alelos ao mesmo tempo, ou seja, a partir de uma única variedade, se isso for possível. Neste caso, existe o inconveniente de se ter que trabalhar com populações maiores e às vezes, a incorporação de um atrasa a do outro, por causa de diferenças de condiçoes favoráveis a manifestação de cada um (fatores ambientais); c) Tranferir um alelo num primeiro programa e, depois de sua incorporação, realizar outro programa para se transferir outro alelo e às vezes, um terceiro. A variedade final deverá conter todos esses alelos. Evidentemente trata-se de um trabalho extremamente demorado, não aconselhável na prática. 6. Seleção Recorrente e Variações 1.3.6. Seleção recorrente no melhoramento de plantas autógamas Seleção recorrente é a seleção sistemática de indivíduos superiores de uma população, seguida de sua recombinação para formar uma nova população. Conforme Fehr (1987 apud BARBOSA; PINTO, 1997) o processo consiste no desenvolvimento de uma população, sua avaliação e seleção dos indivíduos superiores. Estes vão atuar como progenitores na formação 22 próxima safra ser utilizada no campo de recombinação caso essa progênie seja selecionada. Dessa forma a recombinação é feita somente entre progênies selecionadas. Tipo de recombinação: o método mais usado é o irlandês. Este método consiste na retirada de uma pequena quantidade de semente de cada progênie selecionada. Estas são reunidas e homogeneizadas e vão se constituir-se nas linhas macho (fornecedoras de pólen). Em milho, a cada 4 a 6 progênies semeadas, intercala-se uma linha macho. Quando da emissão dos pendões, as plantas das progênies são despendoadas (linhas fêmeas), o que garante que estas plantas serão polinizadas apenas com a mistura de pólen das linhas macho. A seleção recorrente pode ser intrapopulacional, quando visa melhorar uma população e interpopulacional, quando visa melhorar duas populações, buscando a heterose entre elas (também chamada de S.R. RECÍPROCA). Os métodos de seleção recorrente podem ser divididos basicamente em dois tipos: aqueles onde não é feita a avaliação das progênies (Seleção Recorrente Fenotípica) e aqueles onde a avaliação das progênies é realizada através de testes de combinação (Seleção Recorrente para Capacidade Geral de Combinação, Seleção Recorrente para Capacidade Específca de Combinação e Seleção Recorrente Recíproca). 1.3.8. Seleção recorrente fenotípica (srf) Este é o tipo mais simples de seleção recorrente, não sendo feita nenhuma avaliação das progênies (testes de capacidade de combinação). Por ser baseado no fenótipo, este tipo de metodologia é eficiente somente para caracteres de alta herdabilidade. Este método de seleção pode ser considerado uma extensão da seleção massal. O método consiste na seleção de plantas em uma população com variabilidade, que são então autopolinizadas (obtenção de progênies S1). Em seguida, as progênies S1 das plantas selecionadas são recombinadas, antes de se começar um novo ciclo de seleção (AMARO, 2006). 1.3.9. Seleção recorrente com teste de progênie Os métodos de seleção recorrente com teste de progênie são uma extensão da seleção de espigas por fileira. A principal diferença está na realização de testes de capacidade de combinação, que também podem ser chamados de testes de TOP CROSS. Neste tipo de seleção, as progênies não são testadas diretamente, mas sim são cruzadas com um testador. O 25 que difere entre os métodos é de seleção para capacidade de combinação é o tipo de testador usado (COIMBRA, 1998). 1.3.10. Seleção recorrente para capacidade geral de combinação (cgc). Este método começa com a autofecundação de um bom número de plantas de uma população (obtenção de progênie do tipo S1) e as sementes de cada planta autofecundada são colhidas separadamente. Parte da semente é guardada (sementes remanescentes) para ser usada na fase de recombinação e a outra parte é utilizada para semear as linhas femininas do teste TOPCROSS. Como linha masculina é utilizado um testador de base genética ampla, como por exemplo uma variedade ou híbrido duplo. Para reduzir o tempo gasto em cada ciclo, os cruzamentos TOP CROSS podem ser feitos fora da época normal de plantio (BESPALHOK, 1999). As sementes obtidas no cruzamento de TOP CROSS devem ser avaliadas em ensaios envolvendo locais e repetições, selecionando-se os melhores. Para a recombinação utiliza-se a semente remanescente das progênies selecionadas com os resultados dos ensaios de TOP CROSS. Após a recombinação, obtém-se, na verdade, uma variedade sintética com um ciclo de seleção. Na SR para Capacidade Geral de Combinação há o acúmulo de genes com ação aditiva (BESPALHOK, 1999). 1.3.11. Seleção recorrente para capacidade específica de combinação (cec) A diferença básica deste método com o de Capacidade Geral de Combinação consiste no uso de testador de base genética restrita como uma linhagem com elevado grau de endogamia. Com isso esperasse o acúmulo de genes de ação de sobredominância. 1.3.12. Selecão recorrente interpopulacional Também conhecido como Seleção Recorrente Recíproca (SRR), tem por objetivo melhorar a heterose entre duas populações visando unicamente à obtenção de linhagens (BESPALHOK, 1999). 1.3.13. Seleção recorrente recíproca 26 Método: Autofecundação de um bom número de plantas da população A. posteriormente é feito cruzamento dessas progênies utilizando-se da população B como testador. O mesmo procedimento é feito com a população B, utilizando-se a população A como testador. As progênies autofecundadas serão o genitor feminino enquanto a outra população será o genitor masculino. Para isso semeiam-se, alternadamente, fleiras de plantas do testador e das progênies autofecundadas. As sementes dos cruzamentos serão submetidas a avaliações, inclusive utilizando sementes do testador como testemunha. Seleciona-se 10 a 20% das seleções, aquelas que revelarem maior capacidade combinatória com o testador. Faz-se blocos de intercruzamento das sementes remanescentes das progênies selecionadas pelo método irlandês (BESPALHOK, 1999). 7. Seleção com Teste de Progênie 1.3.14. Seleção espiga-por-fileira Os métodos de seleção-por-fleira são métodos que utilizam o teste de progênie. Estes métodos tem apresentado razoável sucesso em caracteres com alta herdabilidade, mas não são efcientes para caracteres de baixa herdabilidade como a produtividade (SEBBENN, 1994). As etapas deste método são apresentados na Figura 1. Dentro de uma população de polinização livre selecionam-se 50 a 200 plantas. A semente de cada planta é dividida em duas amostras identifcadas. Uma amostra é utilizada para semeadura das linhas de avaliação de progênies (uma linha para cada planta selecionada) e a outra é mantida guardada (essa semente é chamada de semente remanescente). Com o resultado da avaliação das linhas de progênies, mistura-se a semente remanescente das espigas que originaram as melhores linhas de progênies para se formar a população melhorada. A principal limitação do método é a falta de repetição das linhas de progênies (BESPALHOK, 1999). 27 primeiro lugar, observou-se a existência de sementes de diversos tamanhos dentro de cada progênie. Essa variação era, entretanto, muito menor do que aquela observada no lote original. Johannsen certificou-se de que tal variabilidade não era de natureza genética, mas sim devida a pequenas diferenças ambientais que afetavam cada planta com intensidade diferente (JOHANNSEN, 1903 apud MENDONÇA, 2001). Inicialmente, as sementes de cada linha pura foram agrupadas em classes de 10 cg. Em seguida, cada conjunto foi semeado separadamente. Observou-se logo que as diferentes classes da mesma linha pura produziam progênie cujas sementes tinham o mesmo peso médio. As categorias de 20, 30, 40 e 50 cg, por exemplo, ocorreram na linhagem nº 13. O peso médio das respectivas progênies foi de 47,5; 50,0; 45,1 e 45,5 cg. Deduz-se, então, que as sementes de linha pura, mesmo sendo de diferentes tamanhos, produzem progênies cujo peso médio é aquele que caracteriza a linhagem, ou seja, não importa o tamanho das sementes, se essas possuem a mesma constituição genética. Os resultados foram ainda confirmados pela seleção sucessiva de feijões grandes e pequenos, em cada linhagem. Após seis gerações de seleção na linhagem número 1, o peso médio das sementes provenientes de feijões mais pesados foi 69 cg e das sementes de feijões mais leves, 68 cg. Assim, verificou-se que o peso médio permanecia constante em cada linhagem, produzida tanto a partir da semente mais pesada quanto da mais leve. Experimentos proporcionaram as bases para esclarecer os atributos fundamentais da seleção. Sendo o feijão uma planta autógama e como autofecundações sucessivas conduzem à hozigose, pode concluir-se que o lote original de sementes era constituído por uma mistura de linhagens homozigotas. Portanto, a descendência de uma semente não deveria mostrar qualquer segregação genética. As variações observadas dentro de uma linhagem, consequentemente, deveriam ter apenas o componente ambiental. A seleção dentro das linhagens não produziu resultado algum, porque dentro de qualquer linha os indivíduos tinham exatamente o mesmo genótipo e, portanto, respondiam às influências do meio ambiente semelhante aos progenitores ou a outro indivíduo da mesma linhagem. Na população original, todavia, a seleção foi eficiente porque a variação tinha também um componente hereditário. A correção da interpretação dada por Johannsen a esses resultados precisos possibilitou esclarecer claramente a diferença entre fenótipo e genótipo e criou uma base científica sólida para a seleção (FONSECA, 1993). Em que pesem as considerações feitas a respeito do trabalho de Johannsen, sabe-se que a variação genética manifesta-se novamente em linhagens puras, às vezes com intensidade suficiente para ser considerada em melhoramento de plantas. “A grande diversidade de tipos existentes nas coleções mundiais de plantas autógamas é uma clara 30 evidência da magnitude e importância, a longo prazo, das variações genéticas espontâneas. Tais variações se originam de mutações; sua dispersão pelas populações e sua combinação com outros mutantes se efetuam por meio de hibridação natural e suas conseqüências mendelianas. O conhecimento desses processos é da maior importância para o melhorista, pois as variações naturais em populações de plantas autógamas constituem as bases fundamentais para o seu melhoramento” (ALLARD, 1971 apud BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006). Também podem ocorrer cruzamentos indesejáveis no campo e misturas mecânicas, em sacarias, máquinas, etc., inadvertidamente, que ampliam a variabilidade nas cultivares comerciais. As mutações, certamente, proporcionam a matéria-prima para as modificações ocorridas na evolução e na obtenção de novos e diferentes tipos de plantas, tendo contribuído muito mais do que a maior parte das aberrações cromossômicas, à exceção da poliploidia que teve importância significativa no processo evolutivo das plantas. Allard (1971 apud MENDONÇA, 2001) considera que a mutação é um processo recorrente, isto é, qualquer mutação que se observa hoje já ocorreu, provavelmente, muitas vezes na história do organismo, podendo supor-se que a maioria das mutações nas espécies cultivadas já tenha ocorrido durante os milhares de anos em que estas estiveram sob cultivo e que, devido à seleção natural e artificial, a maioria dos alelos hoje existentes tenha boa adaptação. Assim, não se espera que novas mutações venham a contribuir, na prática, para o cultivo de plantas. 9. Métodos para Resistência a Doenças 10.1. Variabilidade dos patógenos/raças fisiológicas Um dos problemas que os melhoristas têm que enfrentar é a variabilidade dos organismos fitopatogênicos (fungos, bactérias, vírus e nematóides). O termo raça fisiológica vem sendo utilizado para descrever os patógenos da mesma espécie, morfologicamente semelhantes e com mesma virulência. Patógenos de distintas raças fisiológicas apresentam diferentes níveis de virulência. As raças fisiológicas são identificadas ou diferenciadas pela reação que causam num grupo selecionado do hospedeiro cujos componentes são denominados variedades diferenciadoras (BUENO; MENDES; CARVALHO, 2006). Em geral existem apenas dois tipos de reação: resistência e susceptibilidade. É muito importante para o melhorista conhecer as raças fisiológicas das principais doenças na cultura que ele está trabalhando. O aparecimento ou introdução de novas raças de 31 um patógeno pode “quebrar” a resistência de uma cultivar a determinada doença. O melhorista precisa então introduzir novos genes de resistência para essa nova raça fisiológica. 1.3.16.Fontes de resistência Podemos utilizar diferentes fontes de germoplasma como doadoras de genes de resistência. A melhor fonte são as variedades adaptadas com alto potencial produtivo ou variedades crioulas. Na falta de resistência no material comercial, o melhorista pode utilizar germoplasma selvagem obtido do centro de diversidade da espécie. Quando genes de resistência não são encontrados no germoplasma da espécie, podemos tentar obter essa resistência em espécies aparentadas, através de cruzamento interespecífco. No caso da resistência ser derivada de um ou pouco genes, ela pode ser introduzida em uma cultivar comercial através do método dos retrocruzamentos. No caso de cruzamento interespecífco, temos de fazer a introgressão do germoplasma exótico, através de sucessivos retrocruzamentos com a espécie na qual queremos introduzir a resistência. Temos um bom exemplo de busca de genes de resistência através do cruzamento interespecífco em café. Híbrido de Timor e Icatu são híbridos interespecífcos utilizados para a transferência de genes de resistência à ferrugem-do-cafeeiro, da espécie Coffea canephora para C.arabica. Híbrido de Timor é resultante de hibridação natural entre estas duas espécies, enquanto Icatu foi obtido por polinização artifcial. A cultivar IAPAR 59 originou- se do cruzamento entre Coffea arabica, Villa Sarchi 971/10 e o Hibrido de Timor 832/2, realizado no CIFC - Centro de Investigação das Ferrugens do Cafeeiro, em Portugal. De qualquer forma, a conservação de variabilidade genética em bancos de germoplasma é muito importante para garantir que genes de resistência presentes em variedades selvagens, crioulas ou espécies aparentadas não sejam perdidos. Além da conservação, também é importante a caracterização das diferentes fontes de germoplasma para a resistência a diferentes doenças (BESPALHOK, 1999). Com o avanço das técnicas de biologia molecular e transgenia, já é possível a utilização de genes de resistência de espécies não aparentadas ou mesmo de animais e microorganismos. 1.3.17.Resistência vertical e horizontal 32 de uma “super raça” do patógeno, contendo todos os genes de virulência necessários para quebrar esta combinação de genes de resistência. O processo de obtenção de variedades através da piramidação de genes geralmente é lenta. Os genes de resistência vertical são incorporados por retrocruzamento. O uso de piramidação de genes tem sido preconizado para controlar a ferrugem do feijoeiro (PAULA; VIEIRA; ZAMBOLIM, 2004). 9.3. Rotação de genes O princípio deste método é o mesmo da rotação de culturas. Neste caso, as variedades que serão utilizadas na rotação possuem genes de resistência a diferentes raças fsiológicas do patógeno. A principal função desta estratégia é diminuir a pressão de seleção sobre o patógeno. Um lado negativo desta estratégia é que os agricultores não gostam de trocar de variedade (BESPALHOK, 1999). 9.4. Multilinhas Multinhas são uma mistura de linhagens (ou linhas puras) isogênicas, isto é, que diferem entre si por possuírem diferentes genes de resistência vertical a determinado patógeno. As multilinhas têm sido utilizadas no controle de doenças de plantas autógamas tais como trigo e aveia. As multilinhas são obtidas através do método dos retrocruzamentos, sendo que cada linha recebe genes de resistência a uma ou algumas raças predominates do patógeno. Ação das multinhas: nas multilinhas as plantas resistentes à determinada raça se constituem em uma barreira para a dispersão de esporos das plantas suscetíveis. Apesar das plantas suscetíveis serem infectadas, há uma diminuição na concentração e dispersão dos esporos. Isto atrasa o ataque e faz com que os prejuízos com a doença sejam diminuídos. Apesar da resistência vertical, a ação das multilinhas se assemelha à da resistência horizontal. A grande vantagem do uso das multilinhas é sua estabilidade (PAULA; VIEIRA; ZAMBOLIM, 2004). 10. Referências; ALVES, G. F.; RAMALHO, M. A. P.; SOUZA, J. C. Alterações nas propriedades genéticas da população CMS 39 submetida à seleção massal para prolificidade. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, Sete Lagoas, v.1, n.3, p.78 – 88, 2002. 35 AMARO, G. B. Seleção recorrente fenotípica no feijoeiro visando a resistência a Phaseoisariopsis griseola. 2006. 90 p. 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