I. INTRODUO Muitas espcies de grande importncia econmica no necessitam de reproduo sexual para serem propagadas. Algumas espcies so propagadas assexuadamente por: Convenincia do homem (ex: vrias frutferas). Dificuldade de produo de sementes (ex: cana-deacar, batata). Espcies naturalmente de reproduo assexual (ex: alho, banana (triploide)).

MELHORAMENTO DE PLANTAS DE PROPAGAO VEGETATIVA

Prof. Wilmar Ferreira Lima

A cana-de-acar floresce e produz sementes apenas sob alta umidade relativa do ar (acima de 80%), em regies com fotoperodo entre 12 e 12,5 horas e temperatura noturna semelhante diurna (regies litorneas de baixas latitudes);

A propagao vegetativa possvel graas ao fenmeno da totipotncia celular, pelo qual, qualquer clula pode regenerar uma planta completa (possui todas informaes).

A totipotncia somente expressa sob condies especiais de estmulos; No melhoramento de espcies incapazes de se reproduzirem sexualmente utiliza-se da induo de mutao, duplicao no nmero de cromossomos (poliploidia), induo de variao somaclonal em meio de cultura, etc.

A diviso mittica (e posterior diferenciao) garante a formao de duas clulas filhas idnticas clula me, assegurando que a nova planta seja geneticamente idntica planta me.

Micropapagao de mandioca

A populao de plantas originria de propagao vegetativa de uma nica planta denomina-se clone.

Apomixia uma forma de reproduo assexual por meio de sementes, no qual as plantas geradas so idnticas planta me; Na apomixia o desenvolvimento do embrio ocorre sem a fertilizao da oosfera;

Podemos classificar as espcies propagadas assexuadamente em: - Apomticas (sementes ex: ctrus, manga, forrageiras). - No apomticas (provenientes de qualquer outra estrutura somtica da planta).

Apomixia uma clonagem atravs de sementes; A apomixia importante em citros, onde possvel obter plantas clonadas (nucelares) livres de viroses como a sorose, exocorte e xiloporose.

Em fruteiras, na grande parte das espcies, a maioria das variedades cultivadas so oriundas de seleo da variabilidade existente na natureza e no de programas de melhoramento convencional por hibridao; Entre os principais processos de propagao vegetativa comercial em plantas perenes destacamse a alporquia, a estaquia e a enxertia; Os diferentes mtodos de propagao vegetativa de plantas, via de regra, reduzem o porte da planta e promovem a precocidade e uniformidade da frutificao.

Caractersticas comuns maioria propagadas vegetativamente:

das

plantas

- A maiorias dessas espcies so algamas. - Existe uma correlao positiva entre vigor e grau de heterozigose (as cultivares utilizadas pelos agricultores so altamente heterozigticas). - A heterozigose possibilita que alelos recessivos deletrios permaneam encobertos (depresso por endogamia). - Muitas das cultivares utilizadas so poliploides.

- A propagao vegetativa permite a fixao dos gentipos favorveis e o aproveitamento de toda variabilidade existente (aditiva, dominncia (sobredominncia) ou episttica). Em 1918, Fisher fez a primeira decomposio da varincia gentica: a) Varincia Aditiva, devida aos efeitos mdios dos genes; b) Varincia Dominante, devida s interaes entre alelos do mesmo lcus; c) Varincia Episttica, proveniente das interaes entre alelos de diferentes loci.

- O melhoramento centrado em plantas individuais.

- comum a difuso de doenas junto com o material propagativo (exceto as apomticas). A simples limpeza de vrus, bactrias e micoplasmas, via cultivo de meristemas, possibilita grande aumento de produtividade. - O material propagativo tem volume elevado e de difcil manuseio e conservao (exceto as apomticas). - Em frutferas a produo envolve tambm a escolha do porta-enxerto. O melhoramento deve visar o conjunto e no apenas a copa.

- A variabilidade pode ser obtida de diferentes formas: introdues, mutaes, cruzamentos ou autofecundaes.

- Nem sempre o rgo de propagao o de interesse econmico.

A.2. HibridaoII. ESTRATGIAS DE MELHORAMENTO GENTICO EM PLANTAS DE PROPAGAO VEGETATIVA A. Obteno ou gerao de variabilidade gentica A.1. Introduo de plantas Explora a variabilidade encontrada na natureza. Pode ocorrer mutaes somticas ou a presena de indivduos originados de sementes, gerando fentipos recombinantes distintos do clone original.

Considerando que um vegetal superior possui 50.000 genes, supondo que em cada lcus haja apenas dois alelos, se dois clones apenas difiram em 100 loci, a descendncia desse cruzamento poder ter 3100 diferentes gentipos, obtidos pela recombinao de 2100 gametas do clone 1 e 2100 gametas do clone 2.

Cruzamentos entre gentipos altamente heterozigotos e/ou poliploides libera uma grande variabilidade gentica (j em F1) que dificulta a seleo de gentipos superiores.

A.2.1. Escolha dos parentais Como parentais potenciais temos as cultivares comerciais, clones elite, linhagens com caractersticas especiais e acessos de bancos de germoplasma. A escolha de cultivares complementares facilita o melhoramento (caractersticas com alta herdabilidade). necessrio definir o mtodo de melhoramento a ser utilizado, antes de se iniciar os cruzamentos. necessrio tambm definir objetivos claros no programa de melhoramento.

A.2.2. Autofecundao Como a maioria dos clones so altamente heterozigotos, a autofecundao libera variabilidade e permite novas combinaes gnicas, particularmente para genes recessivos. Normalmente resulta em prognies pouco adaptadas e com depresso endogmica. Entretanto, quando grandes populaes so avaliadas aumenta a probabilidade de seleo de gentipos favorveis.

Esses gentipos favorveis podem ser utilizadas em cruzamentos, que podero apresentar maior vigor hbrido, em funo da reduo de alelos detrimentais que estavam encobertos nos heterozigotos originais. A.2.3. Mtodos no convencionais. Mutao artificial somtica Induo de poliploidia Cultura de tecidos ( variao somaclonal, cultivo de anteras, etc). Transformao

A prtica de clonagem implica, frequentemente, em uma drstica reduo na variabilidade gentica presente em plantios comerciais, expondo os cultivos a maiores riscos (vulnerabilidade gentica) a fatores biticos e abiticos (plantas heterozigotas e plantas perenes normalmente possuem uma maior adaptao (homeostase, plasticidade) que plantas homozigotas e plantas anuais);

Deve-se atentar para a possibilidade de se produzir multilinhas e variedades sintticas (cruzamentos, em todas as combinaes, de linhas endogmicas com boa capacidade de combinao) . Alm disso, a associao de tcnicas de manejo cultural convenientes (manejo de pragas (controle biolgico), diversificao de clones, diversificao de culturas, etc.), contribuiro para a sustentabilidade dos cultivos.

B. Seleo e testes dos gentipos Superiores Uma das maiores dificuldades dos melhoristas selecionar, dentro da variabilidade obtida, os gentipos superiores. A interao gentipo x ambiente e os erros associados a experimentao agrcola dificultam a seleo. Essa a fase mais onerosa dos programas de melhoramento.

A eficincia da seleo em plantas de propagao vegetativa (perenes) comprometida principalmente pelo ciclo mais longo (perodo juvenil) para se obter as flores para realizao dos cruzamentos e para a produo de sementes;

Tambm apresenta um custo mais alto da avaliao de campo devido a necessidade de maiores reas e tempo para experimentao.

A reduo do tempo gasto em uma gerao ou ciclo de seleo ou na obteno de cultivares de fundamental importncia para aumentar a eficincia de um programa de melhoramento de plantas de propagao vegetativa (perenes) (florescimento aps 3, 4 anos ou at mesmo 8 a 12 anos aps semeadura); Uma das caractersticas desejveis que se comece a produzir mais cedo (precocidade) e, ao mesmo tempo, continue produzindo por mais tempo (longevidade) (a avaliao da produo durante a vida til produtiva da planta). A possibilidade de se reduzir o tempo e efetuar a seleo antecipada importante.

As plantas de reproduo vegetativa aproveitam a varincia gentica total (aditiva, dominncia e episttica) permitindo a utilizao de mtodos de melhoramento para algamas e para autgamas.

A seleo clonal (seleo massal fenotpica) o mtodo de melhoramento mais utilizado. Aps os cruzamentos, a seleo inicial visa descartar gentipos visivelmente pouco adaptados com genes deletrios, com alta incidncia de doenas, etc. No incio muitos gentipos e pouco material propagativo (parcelas pequenas, poucas repeties), seleo de caractersticas de alta herdabilidade. Aumenta o nvel de preciso das avaliaes e a intensidade de seleo medida que se avanam nas etapas.

A seleo massal em plantas individuais de populaes segregantes, seguida da recombinao das melhores plantas um tipo de seleo recorrente.

Uma metodologia interessante selecionar caractersticas correlacionadas sendo uma delas de alta herdabilidade e a outra de interesse econmico.

C. Multiplicao e difuso das novas cultivares

III. ESTRATGIAS DE PLANTAS APOMTICAS

MELHORAMENTO

EM

Paralelamente fase final de avaliao deve-se multiplicar os gentipos, para que as novas cultivares tenham suficiente material e possam ser rapidamente difundidos.

Apomixia uma forma de reproduo assexual por meio de sementes no qual as plantas geradas so idnticas planta me. Na apomixia o desenvolvimento do embrio ocorre sem a fertilizao da oosfera. Apomixia uma clonagem atravs de sementes.

Apomixia tem uma importncia especial em gramneas forrageiras (Panicum (colonio), Paspalum (grama mato grosso), Pennisetum (capim elefante (tetraploide), milheto (diploide)), Cenchrus (carrapicho, amargoso), Brachiaria, etc).

Em Brachiria foi observado tanto acessos com modo de reproduo apomtica, sexual e apomtica facultativa.

No Brasil existe aproximadamente 40 milhes de hectares com Brachiria (200 milhes ha de pastagem), principalmente B. brizantha e B. decumbens, seguida por B. ruziziensis.

Em Brachiria a herana da apomixia parece que dominante e ligada a um nico lcus gnico.

A identificao de marcadores moleculares ligados a esse gene permitir a triagem precoce de cultivares dos modos de reproduo sexual e apomtico, sem a necessidade de chegar a florao para anlise de sacos embrionrios. Existe uma associao ntima entre apomixia e poliploidia. Os poliploides principalmente os de cromossomos no balanceados, podem reproduzir-se mais eficientemente quando apomticos do que quando sexuais.

Os genes responsveis pela apomixia podero ser transferidos para cultivares elites, ou hbridos (at mesmo em espcie como o milho); o que permitir sua perpetuao por sementes, reduzindo custos de produo e trazendo ao agricultor, autonomia para produo de sua prpria semente.

Transformando espcies que so multiplicadas por estaquia em apomtica diminuir o problema de doenas de vrus, bactrias e micoplasmas.

Dependendo da origem do embrio a apomixia pode ser classificada em apomixia esporoftica e gametoftica. Na embrionia esporoftica (adventcia) embries so formados diretamente de clulas somticas do tecido nucelar ou tegumentares do vulo, sem que ocorra a formao de sacos embrionrios (laranja e manga). Na apomixia gametoftica o desenvolvimento do embrio se d em um saco embrionrio no reduzido (apomeiose), independente da fecundao, ou seja, autonomamente (partenognese).

Dependendo da origem do saco embrionrio a apomixia gametoftica pode ser classificada em diplosprica ou aposprica. Na apomixia diplosprica a clula me do megsporo no sofre diviso meitica ou sofre uma meiose incompleta, levando a formao de um saco embrionrio no reduzido Na apomixia aposprica clulas nucelares somticas diferenciam-se dando origem a sacos embrionrios no reduzidos.

Bibliografia:ARAUJO, A.C.G., et al. Identificao de acessos de Brachiria com interesse ao estudo da apomixia facultativa, Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 74, EMBRAPA, novembro, 2004, 29p. BORM, A. Melhoramento de Espcies Cultivadas, Viosa, Editora UFV, 1999, 817 p. CARNEIRO, V.T.C., et al. Contribuio da biotecnologia ao domnio da apomixia de Brachiria sp, Comunicado tcnico 95, EMBRAPA, outubro 2003, 4p. DESTRO, D. e MONTALVN R. Melhoramento Gentico de Plantas, Londrina, Editora UEL, 1999, 820p.