VELLO, Métodos de melhoramento de soja. In: CÂMARA, G.M.S.; MARCOS FILHO, J.; OLIVEIRA, E.A.M. (eds.). Simpósio sobre Cultura

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1 LGN 33 Melhoramento Genético Professor Natal Antonio Vello MELHORAMENTO DE ESPÉCIES AUTÓGAMAS BIBLIOGRAFIA ADICIONAL: VELLO, 99 Métodos de melhoramento de soja In: CÂMARA, GMS; MARCOS FILHO, ; OLIVEIRA, EAM (eds) Simpósio sobre Cultura e Produtividade da Soja, I ESALQ, 5-8/07/99 Anais Piracicaba, FEALQ, p4-58 VELLO, NA 995 Autogamia In: Sousa, SI; Peixoto, AM; Toledo, FF(redatores) Enciclopédia Agrícola Brasileira, vol (A-B) EDUSP, São Paulo, p8 (verbete) VIEIRA, ML; VELLO, NA; SILVA FILHO, MC 004 Genética e Melhoramento Vegetal In: MIR, L (Org) Genômica ª ed São Paulo, Editora Atheneu, p

2 AUTÓGAMAS # Flores completas (hermafroditas) e cleistogâmicas, sem alelos de autoincompatibilidade e com sincronismo de maturidade entre óvulo e pólen: a) muitas espécies anuais: alface, amendoim, arroz, aveia, cevada, ervilha, feijão, linho, pimentas, pimentões, quiabo (quase), soja, tomate, trigo, triticale; b) poucas espécies perenes: Citrus sinensis, Coffea arabica e algumas espécies de Prunus ( abricó, nectarina, pêssego) # Reprodução sexuada com no mínimo 95% de autofecundações naturais, # Consequência genética: aumento da homozigosidade das plantas, que no seu grau máximo produz populações de linhagens puras ESTRUTURA GENÉTICA DAS POPULAÇÕES AUTÓGAMAS P AA x aa F F Aa 0 F AA Aa aa 4 4 F 3 AA Aa aa x = + x = F n AA Aa aa 0 - t = n - t

3 AUTÓGAMAS Nº GENES ( alelos) Nº LINHAGENS FREQUÊNCIA / 4 /4 3 8 /8 k k / k EQUILÍBRIO DE WRIGHT: FREQUÊNCIAS GENOTÍPICAS GENÓTIPOS SRMISTO (0 < F < ) AUTÓGAMAS (F=) ALÓGAMAS (F=0) AA p + Fpq p p Aa pq Fpq = pq (-F) 0 pq aa q + Fpq q q TOTAL F = coeficiente de endogamia de Wright (0 a ) t : nº de gerações de autofecundação (F : t = ) F = - (F : F = ; F : F = ) t w: taxa de autofecundações (0 a ) F = w - w (w = 0,5 F = /3) 3

4 TEORIA DA LINHAGEM PURA (OHANNSEN, 903) FEIÃO: TAMANHO DAS SEMENTES # População inicial de sementes de diferentes tamanhos (pesos) # Primeira seleção: várias classes fenotípicas com tamanhos pequeno, intermediário e grande: linhagens # Segunda, terceira,, nª seleção dentro de cada progênie não alterou a média do tamanho (peso) dos feijões # Conclusões: a) existe variabilidade genética na população inicial (s F = s G + s E ) b) existe variabilidade genética (s G ) entre linhagens oriundas da primeira seleção (seleção entre linhagens é efetiva) c) a variabilidade dentro de linhagens é de natureza ambiental (s E ) (seleção dentro de linhagens não é efetiva) LINHAGEM PURA: conjunto de indivíduos obtidos pela autofecundação de uma planta homozigótica MÉTODOS DE MELHORAMENTO DE ESPÉCIES AUTÓGAMAS I Métodos que exploram a variabilidade genética pré-existente Introdução de plantas Seleção massal ou fenotípica 3 Seleção de plantas individuais com teste de progênies II Métodos que criam e exploram variabilidade genética 4 População (Bulk) 5 Genealógico (Pedrigree) 6 SSD (Single Seed Descent) 7 Retrocruzamentos 4

5 INTRODUÇÃO DE PLANTAS # Simples e com ganho rápido e grande # Introdução de novas linhagens, testes de performance agronômica, seleção das melhores linhagens, multiplicação de sementes, liberação no mercado e marketing # Exemplos de introduções norte-americanas de soja que se tornaram importantes cultivares no Brasil: Bossier, Bragg, Davis, Paraná # Novas coletas de plantas têm sido introduzidas nos bancos de germoplasma e nos programas de melhoramento, especialmente plantas com genes especiais, pex, para resistência a pragas e doenças, teores altos de óleo e proteína e variações nos teores de ácidos graxos e aminoácidos SELEÇÃO MASSAL OU FENOTÍPICA # População inicial (original): variedades locais e ou compostos (bulks) com grande variabilidade genética # Ciclo: semeadura no campo, no ambiente alvo (local, época de cultivo), área pequena (0,5 a,0 ha), sem delineamento experimental, avaliação e seleção Exs: pupunha sem espinhos (Peru), milho pipoca geral: p = 0%, sementes das plantas selecionadas são misturadas para iniciar novo ciclo ou multiplicação de sementes ( população melhorada) # Autógamas: ganhos na seleção apenas nos º e º ciclos de seleção (ex tamanho dos feijões, OHANNSEN 903) # Autógamas: mais usado para purificação de cultivares e na fase final do processo de multiplicação de sementes de uma linhagem selecionada para ser uma nova cultivar 5

6 SELEÇÃO MASSAL OU FENOTÍPICA # ROGUING: exame da população de plantas e eliminação das plantas atípicas (mistura mecânica, tigüera, cruzamentos raros e mutações espontâneas) # Plantas atípicas podem excepcionalmente originar novas cultivares; pex as cultivares de soja Paranagoiana, SS- originaram-se de seleção de plantas atípicas na cultivar Paraná # Recomendação: caracteres de alta herdabilidade; a seleção baseia-se no fenótipo de uma única planta (ambiente pode influenciar muito) # SM Estratificada: caracteres de baixa herdabilidade (pex produtividade de grãos); seleção (p) dentro dos estratos; efeito ambiental : no estratos SELEÇÃO DE PLANTAS INDIVIDUAIS COM TESTE DE PROGÊNIES # O primeiro ciclo corresponde à seleção massal em variedades locais (landraces) e ou populações especiais (bulks), na natureza ou em lotes de agricultores Pex em arroz, colhe-se a espiga principal de cada planta selecionada # O segundo ciclo é conduzido no ambiente alvo, na forma de experimento: cada espiga selecionada originará uma progênie, a ser avaliada em: - parcela: fileira curta (< 5 m) ou covas - sem repetições (pequeno número de sementes) - testemunhas comuns (3 a 5 cultivares elites): sorteadas e repetidas a cada conjunto de 0 progênies # As progênies superiores são selecionadas para se iniciar novo ciclo com: - parcelas maiores ( a 4 fileiras) e testemunhas comuns intercaladas 6

7 SELEÇÃO DE PLANTAS INDIVIDUAIS COM TESTE DE PROGÊNIES # Ciclos seguintes: diminui-se o número de progênies e aumenta-se a precisão experimental: - parcelas maiores - 4 repetições - ou mais locais e épocas de cultivo - testemunhas comuns MÉTODO DA POPULAÇÃO F F 3 F t F g = F t + N Última geração ao acaso, colheita N plantas individuais Obs: Retângulos horizontais Ξ POPULAÇÕES Retângulos verticais Ξ PROGÊNIES 7

8 MÉTODO GENEALÓGICO GICO F = F t N F 3 = F t P P P F 4 = F t F 5 = F g Testes de produtividade Número total de progênies F g avaliadas = PN SSD: SINGLE SEED DESCENT DESCENDÊNCIA DE SEMENTE ÚNICA F F F n