Hibridacao No Melhoramento Genetico Vegetal - Alogamas

HIBRIDAO NO

MELHORAMENTO GENTICO

DE PLANTAS

HIBRIDAO EM PLANTAS ALGAMAS

Toda planta algama um hbrido

Populao algama mistura de muitos hbridos

(bons e ruins)

Principal aplicao da hibridao em algama

Cultivares hbridas


Cultivares Hbridas possuem a caracterstica de tirarem proveito de

Heterose - superioridade de hbridos individuais comparados com seus progenitores

Homeostase maior capacidade de se adaptar ao ambiente


Heterose

A performance do hbrido em relao a seus progenitores pode ser expressa de duas formas:

Heterose em relao ao Prog. Mdio

HPM = F1 PM x 100PM

Heterose em relao ao Prog. Superior

HPS = F1 PS x 100PS

Hipteses Explicativas de Heterose

Hiptese de Dominncia heterose causada por dominncia completa ou parcial em um grande nmero de locos no mesmo indivduo;

AAbbCCdd x aaBBccDD

AaBbCcDd



Hiptese de Sobre-dominncia heterozigoto superior a ambos progenitores homozigotos, esta hiptese tambm conhecida como interao allica, estmulo fisiolgico ou heterozigosidade.

Aa > AA



Epistasia interao entre alelos de mais de um loco que pode resultar em performance superior quela de locos independentes

* epistasia tem demonstrado ser muito menos importante que a dominncia



Homeostase

Causas:

maior quantidade de genes dominantes

maior nmero de gens diversos locos com diferentes alelos.

Cultivares Hbridas

DESVANTAGENS

Maior custo de sementes

Necessidade de comprar sementes todo o ano

Eroso gentica


1. TOP CROSS

Linhagem X Cultivar (populao)testador

Sem valor comercial

Usado para avaliao de linhagens


Tipos de Hbridos

2. HBRIDO SIMPLES

Linhagem A X Linhagem B

Em geral o tipo mais produtivo explorao mxima da heterose

Grande uniformidade (plantas e espigas)

Custo de semente elevado


Tipos de Hbridos

3. HBRIDO SIMPLES MODIFICADO

Linh. A x Linh. A Linh. B x Linh. B

AA X BB (Hbrido simples) (Hbrido simples)

(AA)(BB)(Hbrido duplo)

Custo de Semente mais baixo


Tipos de Hbridos

Linhagens

Originadas da

Mesma prognie

Linhagens

Originadas da

Mesma prognie

4. HBRIDO TRIPLO

Linh. A x Linh. B Linh. C x Linh. C

AB X Linh. C(Hbrido simples)

(AB)C(Hbrido Triplo)

Bastante uniformeRequer dois anos para ser produzido a partir de linhagens


Tipos de Hbridos

Hbrido TriploModificado

Deve produzirPlen suficiente

5. HBRIDO DUPLO

Linh. A x Linh. B Linh. C x Linh. D

AB X CD(Hbrido simples) (Hbrido simples)

(AB)(CD)(Hbrido duplo)


Tipos de Hbridos

Linhagens

Originadas da

Mesma populao

Linhagens

Originadas da

Mesma populao

5. HBRIDO DUPLO

(AB)(CD)(Hbrido duplo)

o hbrido mais utilizado em milhoRequer dois anos para ser produzido a partir de linhagens

1 ano: produo dos hbridos simples:A x B e C x D

2 ano: produo do hbrido duplo:AB X CD


Tipos de Hbridos

6. HBRIDO MLTIPLO

So usadas seis, oito ou mais linhagens;

Sem muita expresso comercial;

Vantagem alta variabilidade;

Geraes avanadas fonte de novas linhagens.


Tipos de Hbridos

7. HBRIDO INTERVARIETAL (INTERPOPULACIONAL)

Primeiro tipo de hbrido usado no incio do sculo XX;

Quanto mais diferentes os pais (populaes), melhores as F1s;

Vantagem alta variabilidade;

Geraes avanadas fonte de novas linhagens.


Tipos de Hbridos


Desenvolvimento de Cultivares Hbridas

CULTIVARES HBRIDAS

representam a prognie F1 do cruzamento que pode envolver linhagens endogmicas, clones, ou populaes. Sendo o mais comum do cruzamento entre linhagens endogmicas.


Desenvolvimento de Cultivares Hbridas

Passos na produo de Cultivares Hbridas:

a. Formao de uma Populao Segregante:

b. Desenvolvimento e obteno de Linhagens: atravs de auto-fecudaes sucessivas com o uso de diversos mtodos

ou Melhoramento de Linhagens

c. Avaliao da linhagem per se

d. Avaliao da Capacidade Geral de Combinao e Capacidade Especfica de Combinao das linhagens selecionadas

e. Predio do Comportamento de Hbridos Duplos e Triplos

f. Manuteno e Multiplicao de Linhagens


Formao de uma Populao Segregante

- Populaes Naturais ou Cultivares de Polinizao Aberta;

- Cruzamentos entre linhagens endogmicas;

- Populaes derivadas por Seleo Recorrente.


Desenvolvimento e Obteno de Linhagens

Sucesso depende do material inicial utilizado(populaes segregantes melhoradas)

- sempre sero trabalhadas duas (ou +) populaes paralelamente;

- alta variao gentica;

- alta frequncia de alelos favorveis.



1. MTODO PADRO

Procedimento similar ao mtodo genealgico usado

em autgamas

1 Passo escolhas das populaes bsicas;

variabilidade

bons atributos (alelos favorveis):- produtividade;

- caractersticas agronmicas.

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2

Seleo de Plantas pelo Fentipo


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Plantas Selecionadas so Autofecundadas

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Seleo entre e dentro de Famlia S1e autofecundaes

para produzir Gerao S2

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Ger.S2



1. MTODO PADRO

- Ciclos de Seleo entre e dentro de famlias com autofecundao das plantas selecionadas se repetem at as geraes S6 ou S7;

- Controle da genealogia a cada gerao;- A partir da segunda gerao de auto-fecundao(S2)

comum a ocorrncia de perda de vigor em funo da depresso endogmica;

para diminuir este problema recomendvel que ao invs de autofecundaes sejam realizados cruzamentos entre plantas da mesma famlia



1. MTODO PADRO

- Ciclos de Seleo entre e dentro de famlias com autofecundao das plantas selecionadas se repetem at as geraes S6 ou S7;

Sendo a proporo mxima de herozigose em uma populao em equilbrio

2pq = 0,5

Em seis geraes:

Heteroz. em S6 = 0,5 x (1/2)6 = 0,78%

Mais de 99% de homozigose



1. MTODO PADRO

- Controle da genealogia a cada gerao;

- A partir da segunda gerao de auto-fecundao(S2) comum a ocorrncia de perda de vigor em funo da depresso endogmica;

para diminuir este problema recomendvel que ao invs de autofecundaes sejam realizados cruzamentos entre plantas da mesma famlia

- Linhagens sero avaliadas para CGC e CEC apenas

no final do processo;



2. MTODO DA COVA NICA

Procedimento similar ao mtodo SSD usado em

autgamas

1 Passo escolhas das populaes bsicas;

variabilidade

bons atributos (alelos favorveis):- produtividade;

- caractersticas agronmicas.

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2



Plantas da populao so Autofecundadas

Ger.S1

De cada planta 3 a 4 sementes sero

plantadas em uma nica cova

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De cada planta 3 a 4 sementes sero

plantadas em uma nica cova

Uma planta em cada cova ser

autofecundada para originar a prxima

gerao

Aps S2 devido a depresso endogmica poder ser necessrio realizar cruzamento entre plantas na mesma cova ao invs de autofecundar

uma delas



2. MTODO DA COVA NICA

- da mesma forma que o SSD este mtodo tem por

fundamento a representatividade gentica da populao

original, sendo as avaliaes realizadas apenas em S6 ou S7;

- diminui a necessidade de espao;

- Linhagens sero avaliadas para CGC e CEC apenas

no final do processo;



3. MTODO DOS HBRIDOS CRPTICOS

- Mtodo trabalhoso;

- Linhagens testadas para Capacidade de Combinao

ao mesmo tempo que so autofecundadas;

- Linhagens para produo de hbridos precisam ter

alta Capacidade de Combinao;

- Mtodo adequado para populaes prolficas (plantas

produzindo 2 ou mais espigas)

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2

Seleo de Plantas com duas espigas

Seleo de Plantas com duas espigasx x x x x x x x x x

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Autofecundada

Polinizada com Um testadorLinhagem ou populao

Prognies S1 das plantas selecionadasDaro continuidade

Prognies de meios Irmos - ensaio de avaliaoPara Capacidade de combinao

Plantas selecionadas na avaliao para capacidade de combinao tero suas prognies S1 mantidas, ou seja daro origem a gerao S2

PLANTA SELECIONADA NA POPULAO BSICA

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2



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Seleo entre e dentro de Famlia S1 de

Plantas com duas espigas

Apenas espigas autofecundadas das

plantasselecionadas quanto a

sua Capacidade de Combinao so

plantadas na populao S1

Autofecundada

Polinizada com Um testadorLinhagem ou populao

Prognies S2 das plantas selecionadasdaro continuidade


Plantas selecionadas na avaliao para capacidade de combinao tero suas prognies S2 mantidas, ou seja daro origem a gerao S3

PLANTA SELECIONADA NA POPULAO S1

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2



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x x x x x x x x x xApenas espigas

autofecundadas das plantas

selecionadas quanto a sua Cap. Comb. so


Ger.S1

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Seleo entre e dentro de Famlia S2de Plantas com duas

espigas

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Ger.S2

Processo repetido nas

duas populaes at

atingir a gerao S6




* com o avano da endogamia prolificidade diminui (mas semelhana entre plantas da mesma famlia aumenta)

A partir da segunda gerao (S2) varincia dentro da linha diminui

seleciona-se a linha uma planta autofecundada e outra cruzada com o testador

seguir desta forma at S6 pode-se deixar algumas geraes sem avaliar




Mtodo trabalhoso e dispendioso

Garante linhagens com alta Capacidade de Combinao

Pode se aplicado em duas populaes de forma recproca: Populao 1 tem como testador a populao 2 ePopulao 2 tem como testador a populao 1

* Quando o testador uma linhagem chama-seMTODO DA SELEO ZIGTICA



4. MTODO DA SELEO GAMTICA

Baseado no Mtodo dos Hbridos Crpticos

Usado para selecionar uma linhagem para um hbrido duplo j existente

(A x B) x (C x D)

linhagem a ser substituda

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2

Seleo de Plantas com duas espigas

Seleo de Plantas com duas espigasx x x x x x x x x x

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Autofecundada

Polinizada com testadorLinhagem B

Prognies S1 das plantas selecionadasdaro continuidade


Plantas selecionadas nesta avaliao para capacidade de combinao tero suas prognies S1 mantidas, ou seja daro origem a gerao S2

PLANTA SELECIONADA NA POPULAO BSICA

(A x B) x (C x D)

Hbridos so cruzados com hbrido C x D

Um Hbrido Duplo correspondente a cada prognie autofecundada

Hbridos so testados em ensaio em que o hbrido (AB)x(CD) testemunha

Populao Bsica 1

Populao Bsica 2



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Seleo entre e dentro de Famlia S1 de

Plantas com duas espigas

Apenas espigas autofecundadas das

plantasselecionadas quanto a

sua Capacidade de Combinao com o hbrido C x D so


Processo repetido at S6



5. MONOPLIDES

Monoplides indivduos com apenas um conjunto cromossmico

* Ocorrem naturalmente em milho- frequncia muito baixa- depende do gentipo- baixo desenvolvimento inicial - no chegam a idade adulta



5. MONOPLIDES

Observao de um n muito grande de plantas

Seleo das plantas mais raquticas

Confirmao com contagem de cromossomos

Duplicao dos cromossomos colchicina

PLANTAS HOMOZIGOTAS(Linhagens isognicas)

100% homozigotas



6. USO DE CULTURA DE TECIDOS

Cultura de clulas haplides: PlenvuloAnteras

Objetivo Linhagens Isognicas

Problema - dificuldade de sobreviver (depresso endogmica)

Vantagem rapidez com que se atinge a homozigose

S vlido se forem obtidas linhagens em nmero suficiente para serem testadas


Melhoramento de Linhagens

1. MTODO DOS RETROCRUZAMENTOS

Processo semelhante ao usado em autgamas

Transferncia de genes especficos (carcter qualitativo) ou citoplasma machoestril para as linhagens;

Progenitor Recorrente a Linhagem a ser Melhorada.

Eficiente para um ou mais caracteres monognicos




X

X

Citoplasma frtil

Linh. A

Citoplasma machoestril

Linh. S


Hibr. AS

Citoplasma frtil

Linh. A


Hibr. AAS

50% A

50% F

75% A

50% F




XCitoplasma frtil

Linh. A


Hibr. AAS75% A

50% F

Repetir at:Citoplasma

machoestril

Linh. A



2. MELHORAMENTO CONVERGENTE

Retrocruzamentos em paralelo

Finalidade: produzir duas linhagens com

caractersticas semelhantes para uso em hbridos

modificados



2. MELHORAMENTO CONVERGENTE

LA x LB

HABxLA LBx

RC1BRC1Ax x LBLA

RC2BRC2ALA x x LB

RCNA RCNBautofecundaes autofecundaes

LA LB



3. MTODO DA SELEO GAMTICA

J descrito como mtodo de desenvolvimento de

linhagens


Avaliao de Linhagens

Como avaliar uma linhagem?

Produto comercial o Hbrido

A forma ideal de avaliao de linhagens a

partir dos hbridos que ela produz

Capacidade de Combinao



Nmero de Hbridos Possveis

N Linhagens HbridosSimples

HbridosSimples

HbridosDuplos

Top Cross

5 10 30 15 5

10 45 360 630 10

100 4.950 485.100 11.763.623 100

.

...

.

...

.

.

n [n(n-1)]2

(n)(n-1)(n-2)2

(n)(n-1)(n-2)(n-3)2

n

Top Crossavaliao de linhagens para CGC

testadorlinhagens

* Linhagens so despendoadas



Processo Utilizado

Linhagens

(obtidas por desenvolvimento ou melhoramento)

Top Cross (ou test cross)Avalia CGC das linhagens

Seleo das linhagens com melhor CGC



Processo Utilizado

linhagens com melhor CGC

Cruzamentos Diallicos

ou

Fatoriais Genticos

(estimam CGC e CEC)

Hbridos formados a partir do comportamento

dos Hbridos Simples



Cruzamento Diallico

Cruzamentos de um grupo de linhagens (ou outros materiais) em todas as combinaes possveis.



Cruzamento Diallico

A B C D E F G

AX AB AC AD AE AF AG

BX BC BD BE BF BG

CX CD CE CF CG

DX DE DF DG

EX EF EG

FX FG

GX



Fatorial Gentico

Cruzamentos entre dois grupos de materiais,Sem cruzamentos dentro dos grupos

Aplicao avaliao de linhagens de populaes diferentes para produo de hbridos simples e hbridos duplos



Fatorial Gentico

A B C D E F G

T TA TB TC TD TE TF TG

U UA UB UC UD UE UF UG

V VA VB VC VD VE VF VG

W WA WB WC WD WE WF WG

X XA XB XC XD XE XF XG

Y YA YB YC YD YE YF YG

Z ZA ZB ZC ZD ZE ZF ZG


Previso do Comportamento de Hbridos

Como avaliar um Hbrido Duplo a partir de

Hbridos Simples?

JENKINS (1934) observou que a melhor forma de avaliar um Hbrido Duplo a partir dos 4 Hbridos

Simples no parentais entre as linhagens que os

constituem:

HD(AB)(CD) = [(AxC)+(AxD)+(BxC)+(BxD)]4



Como avaliar um Hbrido Triplo a partir de

Hbridos Simples?

A melhor forma de avaliar um Hbrido Triplo a

partir dos 2 Hbridos Simples no parentais entre as

linhagens que os constituem:

HT(AxB)C = [(AxC)+(BxC)]

2



Sendo Hbridos simples obtidos a partir de Cruzamentos Diallicos:

A B C D E F

A 6.500 7.000 6.000 8.000 7.800

B 6.000 6.500 7.000 6.800

C 7.000 9.000 8.000

D 7.000 6.000

E 7.000

F




HD(AB)(CD) = [(AxC)+(AxD)+(BxC)+(BxD)]4

Hbrido Duplo

HD(AB)(CD) = [(7.000)+(6.000)+(6.000)+(6.500)]4

HD(AB)(CD) = 6.375




Hbrido Triplo

HT(AxB)C = [(AxC)+(BxC)]

2

HT(AxB)C = [(7.000)+(6.000)]

2

HT(AxB)C = 6.500



Sendo Hbridos simples obtidos a partir de Fatoriais Genticos:

A B C D

T 5.000 6.000 6.500 7.600

U 8.000 7.000 7.800 6.500

V 6.000 9.000 7.000 7.600



Sendo Hbridos simples obtidos a partir de Fatorial Gentico:

Hbrido Duplo

HD(AB)(TV) = 6.750

HD(AC)(TV) = [(5.000)+(6.000)+(6.000)+(9.000)]4

HD(AB)(TV) = [(AxT)+(AxV)+(BxT)+(BxV)]4




Hbrido Triplo

HT(AxB)T = [(AxT)+(BxT)]

2

HT(AxB)T = [(5.000)+(8.000)]

2

HT(AxB)T = 6.500


Manuteno e Multiplicao de Linhagens

Diversos cuidados devem ser tomados para evitar contaminao das linhagens com plen indesejvel, devem ser tomadas para que fiquem geneticamente inalteradas:

plantio em reas isoladas, de outros gentipos e entre si:

isolamento espacial reas isoladas

500 m dependendo da circulao do vento

- uso de quebra ventos.

isolamento temporal plantio defasado a fim de evitar a coincidncia de florescimento.

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Hibridacao No Melhoramento Genetico Vegetal - Alogamas