24/11/2005 Por: Augusto Peixe

Transcrição

1 Genética e Melhoramento de Plantas 24/11/2005 Por: Augusto Peixe

2 Melhoramento em espécies multiplicadas vegetativamente -Dois tipos de plantas -As que podem também reproduzir-se sexualmente -Aquelas em que a reprodução sexual está anulada A descendência neste tipo de plantas origina, o que designamos por clone, indivíduo geneticamente idêntico ao progenitor. -Objectivo do melhoramento nestas espécies: obtenção do clone ideal. -Formas de o conseguir: -Selecção clonal -Qualquer outra técnica de melhoramento (cruzamento, mutação, engenharia genética etc ) O clone pode ser o produto final no programa de melhoramento ou ser utilizado numa etapa intermédia deste mesmo programa.

3 Bases de um programa de melhoramento nestas espécies O material de partida: -Alogamia -Heterozigocidade -Longo período improdutivo -Selecção continuada para características especificas -Acumulação de mutações, muitas vezes recessivas

4 Espécies auto-enraizadas -Selecção clonal -Mutagénese natural ou artificial -Cruzamentos naturais ou dirigidos -Engenharia genética

5 UM ESQUEMA DE SELECÇÃO CLONAL EM VIDEIRA FASES ESTADIOS ANO ESQUEMA CAMPOS DE SELECÇÃO TESTES SANITARIOS 1 Fase 1 (-3).. Testes serológicos das Selecção Massal. principais viroses.. (eliminatório):... Planta (cabeça) original.. - Cand. clone no viveiro Fase Pré-multiplicação (2-6) Teste viroses (Planta "1" do Candidato clone A clone) 14 diferentes soros Material parental Indexagem (4 index): Complexo GFLV Complexo GLRV Complexo deformação l.r. Marmoreado - Enações 3 Fase Pré-multiplicação (7-11) Agrobacterium Candidato clone B a) Material Pré-Base tumefaciens Retestagem planta por planta b) (ELISA soros). 4 Fase Material Base (12-14) Retestar (ELISA), todos 5-8 anos. Todos os 20 anos, renovar o "Material Base". Diversas Familias Sanitárias Comerci- Material certificado Plantação nas regiões viticolas de acordo 15 Controlo no viveiro pelos alização com os encepamentos regionais. serviços estatais.

6 Mutagénese SPOTS e SPURS

7 Da camada L1, derivam a epiderme das folhas e o epicarpo dos frutos. Da camada L2, derivam os tecidos do mesófilo, entre os quais se encontram os órgãos sexuais e o mesocarpo dos frutos. Finalmente do corpus, derivam os restantes tecidos MUTAÇÃO DE UM MERISTEMA APICAL De forma simplificada, podemos dizer que o ápice meristemático de um gomo, é formado por duas camadas de células a que chamamos L1 e L2 capazes apenas de divisões anticlinais e por um centro, formado por uma massa de células a que chamas corpus, estas capazes de se dividir em qualquer direcção.

8 As mutações mais frequentes são as mericlinais (D) e as sectoriais (E). As suas descendências agâmicas, são normalmente instáveis, tendendo ou para o modelo genótipico e fenótipico de origem (A), (diz-se neste caso que ocorre regressão da mutação) ou, no caso das sectoriais, uma evolução para a mutação total (B) e no caso das mericlinais, uma evolução para a mutação periclinal (C). Saliente-se que, por não afectarem a camada L 2, as mutações mericlinais e periclinais, não são transmissíveis por via sexual Tipo e Extensão da Mutação Representação esquemática das possíveis quimeras resultantes da mutação de um meristema apical: Meristema normal (A) Mutação total (B) Mutação periclinal (C) Mutação mericlinal (D) Mutação sectorial (E)

9 Cruzamentos Naturais e Dirigidos

10 Espécies enxertadas Melhoramento do porta-enxerto: -Melhorar para resistência a pragas e doenças transmitidas por microrganismos do solo, resistência a condições edáficas adversas, facilidade de enraizamento, vigor, compatibilidade com o enxerto. Melhoramento do enxerto: -Aqui interessa melhorar a quantidade e qualidade da produção (flores, frutos, etc ), aumentar a plasticidade da espécie, interferir ao nível do ciclo biológico. No primeiro caso o recurso ao cruzamento como forma de aumentar a variabilidade natural, se nela não encontrarmos a forma procurada é uma hipótese, já no segundo caso, não é recomendável, uma vez que se perde quase totalmente o tipo varietal que se deseja melhorar.

11 Espécies apomiticas Dois grandes grupos: -Viviparidade :Transformação dos orgãos reprodutores em vegetativos (Ex:alho). -Agamospermia: Falha no processo de reprodução sexual, formando-se sementes de origem assexual. -Embrionia adventicia: Para além do embrião sexual formam-se embriões somáticos idênticos ao progenitor feminino. (Ex. poliembrionia em citrinos). -Apomixia gametofitica -Aposporia. -Diplosporia Apomixia obrigatória vs. Apomixia facultativa

12 Exploração do Cruzamento em Apomixia Facultativa O grande interesse actual da apomixia: Introdução de genes de apomixia em plantas multiplicadas sexualmente. Ex: milho híbrido propagado pela sua própria semente.

13 Melhoramento por mutagénese Mutações Modificações que afectam pontualmente o genoma conduzindo uma alteração na mensagem hereditária. Origem da mutação Naturais: Atificiais Quimicas /gene/geração Fisicas Vários Radiação Ionizante Ex.: pares de alelos Taxa de mutação x10000(genes)x0,01=200 mutações em outros tantos genes

14 Dosagem (rad): -Aplicação em doses crónicas (Ex. 100rad/dia) ou agudas (Ex. 100rad/seg.) -Utilização para altos vs. baixos níveis de radiação -Determinação da DL 50 Factores que afectam a eficácia do agente mutante: -Internos; -O tipo de tecido -O ciclo de divisão -O número de cromossomas -O volume nuclear -O genótipo -Externos; -Temperatura -Conteúdo em água -Níveis de oxigénio Mutagénese dirigida: Transposões

15 Hibridação em Vitis spp. Técnica e Problemas

16 Hibridação em Vitis spp. Técnica e Problemas Castração das flores Isolamento dos cachos após castração e após a polinização Polinização Recolha de pólen

17 Exemplo de polinizações efectuadas com o objectivo de obter plantas híbridas resistentes a fungos Polinizaçoes Nº cachos polinizados Nº médio de flores por cacho total de flores Nº sementes Obtidas Touriga Nacional x Regent Touriga Nacional x Rondo Regent x Touriga Nacional Aragonêz x Regent Aragonêz x Rondo Trincadeira Preta x Regent Trincadeira Preta x Rondo Vinhao x Regent Total

18 Isolamento das sementes híbridas Desinfecção e escarificação das sementes com H2SO4 (1N) Preparação para a estratificação a 4ºC Estratificação durante 3-4 meses

19 Selecção dos híbridos Selecção Clássica Vs. M.A.S. B04 CS25B G17 O05 O10 Q07 S01 Quantificação do DNA extraído Selecção de Primers neste caso procurando polimorfismos entre Regent e Touriga Nacional

20 Cont Reg Trinc TxR1 TxR2 TxR3 TxR4 TxR5 Primer P02 em híbridos de Tricadeira x Regent. No híbrido TxR2, aparece também a banda polimorfica para a casta Regent (setas). Primer P02 em híbridos de Vinhão x Regent. Num dos híbridos das polinizações de 2002 aparece a banda polimorfica para a casta Regent (setas).