7/26/2019 Melhoramento de Plantas de Propagação Vegetativa
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Universidade de Brasília
Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária
Melhoramento de Plantas de Propagação Vegetativa
Prof. Everaldo Anastácio
É comum entre as plantas cultivadas o mecanismo de reproduço vegetativa ou asse!ual.
"sto ocorre desde os tempos remotos# por$ue de acordo com %A&'A( )*+,*-# o omem primitivo
o/servou $ue partes vegetais introdu0idas no solo /rotavam# reprodu0indo a planta $ue le dera
origem. Assim# no 1 de se admirar $ue diversas esp1cies se2am multiplicadas asse!ualmente via
3rgo vegetativos )tu/1rculos# ramas# ri0omas# estolos e outros-
(a propagaço vegetativa# as estruturas reprodutivas no se originam da fuso e
recom/inaço de gametas# ao inv1s disso# propágulos naturais ou artificiais $ue possuem a
capacidade de regeneraço por sucessivas divis4es mit3ticas so utili0ados# como por e!emplo5
tu/1rculos )/atata-# fola )violeta-# maniva )mandioca-# tolete )cana6de6aç7car-# estacas e gemas
)fruteiras em geral- e estol4es )moranguino-.
A efici8ncia desse tipo de reproduço foi incrementada com o desenvolvimento de t1cnicas
como5 esta$uia# mergulia ou alpor$uia e en!ertia )garfagem# copulaço# /or/ulia ou escudo-.
Esses propágulos podem locali0ar6se tanto dentro $uanto fora das regi4es florais da planta# de
forma $ue a propagaço vegetativa ocorre a partir de propágulos somáticos. 9odavia# propágulos
oriundos de estruturas florais caracteri0am um tipo de reproduço asse!uada denominada
apomi!ia. Apomi!ia 1 um tipo de reproduço asse!ual# por1m ocorre produço de sementes# no por
interm1dio do processo normal de meiose e fuso gam1tica. : em/rio das sementes apomíticas
desenvolve6se a partir do 3vulo apenas ou de c1lulas do saco em/rionário# sem $ue tena ocorrido
fertili0aço# de forma $ue todas as plantas provenientes de um mesmo progenitor so
geneticamente id8nticas. Esse processo 1 vanta2oso no sentido de permitir $ue os fen3tipos
superiores se2am multiplicados# sem alteraço e rapidamente# e desvanta2oso# por$ue impede a
recom/inaço g8nica e a segregaço# fa0endo com $ue os descendentes se2am id8nticos a planta6
me.
%ereto0igose parece ser uma característica essencial das variedades comerciais deplantas al3gamas# sendo $ue a endogamia forçada resulta numa deterioraço geral do vigor. ;este
modo# atenço especial deve ser dada a etero0igose nos programas de meloramento dessas
esp1cies# no sentido de mant86las ou restaurá6las no final do programa. Em contraposiço# as
plantas de autofecundaço so omo0igotas e /em vigorosas. As populaç4es das esp1cies deste
grupo# constituem6se de uma mistura de linas omo0igotas aparentadas entre si. As plantas $ue
se propagam asse!uadamente tam/1m so altamente ereto0igotas# visto $ue para a maioria das
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esp1cies e!iste correlaço positiva entre vigor e etero0igose# desta forma es$uemas $ue
garantam o vigor eter3tico devem ser preservados.
Muitas esp1cies frutíferas# ornamentais e ess8ncias florestais e forrageiras so
reprodu0idas vegetativamente# assim como grandes culturas e olerícolas de import<ncia
econ=mica como5 a/aca!i# alo# /anana# /atatina# /atata6doce# cana6de6aç7car# citrus# mandioca
e morango# por e!emplo. A vantagem deste tipo de reproduço 1 a maior velocidade de
propagaço. %á ainda algumas esp1cies $ue decorridos longos períodos evolutivos passaram a
produ0ir frutos destituídos de sementes# ficando# deste modo# sua perpetuaço a merc8 da
reproduço vegetativa# como por e!emplo5 Musa paradisiaca# certas variedades de Vitis vinifera#
Diospyrus kaki, citrus aurantium, etc.
: meloramento gen1tico dessas plantas 1 menos complicado por$ue a partir do momento
em $ue um tipo superior 1 encontrado e isolado segue6se a multiplicaço vegetativa# o $ue
constitui o o/2etivo alcançado. A multiplicaço do material# com conse$>ente interrupço do
programa# independe da erança da característica# se dominante ou recessiva e# ainda# dacondiço de omo ou etero0igose# do nível de ploidia )dipl3ide ou polipl3ide- e da fertilidade do
gen3tipo# visto $ue a multiplicaço ocorre a partir de propágulos vegetativos ou de sementes
apomíticas# $ue no envolvem a fuso gam1tica.
Entretanto# como desvantagem da reproduço vegetativa registra6se o ac7mulo de
pat3genos no propágulo# so/retudo vírus# como conse$>8ncia do cultivo continuado# $ue via de
regra condu0 a reduço gradativa dos níveis de produtividade e conse$>ente degeneraço. A
/atatina )Solanum tuberosum-# por e!emplo# em alguns locais vem sendo cultivada com o uso de
tu/1rculos e sementes no fiscali0adas# provocando# muitas ve0es# reduç4es da produtividade a
níveis no compatíveis ao custo de produço. A sanidade dos propágulos deve ser considerada na seleço de plantas de propagaço
vegetativa visto $ue# uma planta aparentemente mais produtiva pode no ser geneticamente
superior as outras# e sim# estar menos contaminada por pat3genos e assim# em sendo selecionada
no proporcionará gano gen1tico. Fa0 mister atenço# por$ue em alguns casos a superioridade
gen1tica pode estar mascarada pelo am/iente )infecço patog8nica-.
A reproduço asse!uada por meio de sementes apomíticas evita a multiplicaço con2unta
do pat3geno )vírus normalmente no passam ?s sementes-. 9odavia apenas para algumas
esp1cies a apomi!ia está estudada e compreendida. A apomi!ia 1 controlada geneticamente e
pode# em alguns casos# ser manipulada pelo melorista. A desvantagem da apomi!ia refere6se adificuldade# ou mesmo impossi/ilidade# de recom/inaço g8nica entre indivíduos com
características dese2áveis# tornando assim as possi/ilidades de ampliaço de varia/ilidade restrita
a mutaç4es.
(as plantas propagadas vegetativamente á duas características constratantes5
etero0igose e uniformidade esto associadas graças ao pr3prio modo de reproduço. A
etero0igosidade associa6se ao vigor eter3tico# assim tanto o vigor e# por e!tenso# a maior
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produtividade fa0 com $ue estas plantas se2am muito etero0igotas# en$uanto a multiplicaço
preferencial de determinados tipos condu0 a uniformidade. A etero0igosidade destas plantas 1
detectável atrav1s dos segregantes $uando se o/t1m descendentes pela via se!ual. Por isso# a
simples autofecundaço destas plantas# e conse$>ente o/tenço de descendentes# constitui6se
numa forma de aumento de varia/ilidade# graças a recom/inaço.
: desenvolvimento de cultivares de esp1cies de reproduço asse!uada envolve as
seguintes etapas5 a- seleço de indivíduos interessantes em populaç4es geneticamente
eterog8neas@ /- avaliaço dos indivíduos selecionados e c- multiplicaço )clonagem- dos
indivíduos superiores via propágulos ou sementes apomíticas.
a- eleço de plantas de propagaço vegetativa
Uma populaço de plantas $ue se reprodu0em asse!uadamente pode ser constituída por
um 7nico clone )indivíduos de mesmo gen3tipo- ou por uma mistura deles. Em sendo constituídapor apenas um clone no á possi/ilidade de reali0ar6se seleço# visto $ue um clone 1 o coletivo
de indivíduos de mesma constituiço gen1tica. Por outro lado# avendo uma mistura de clones# 1
possível o gano gen1tico atrav1s da simples seleço clonal. É difícil o desenvolvimento de
cultivares# por meio de simples seleço clonal# na$uelas populaç4es $ue 2á sofreram processo de
seleço# a menos $ue tenam ocorrido mutaç4es# produ0indo a/erraç4es de gema ou $uimera# ou#
ainda reproduço se!ual. ;esta forma# verificamos $ue o aumento da varia/ilidade assume papel
de import<ncia no meloramento destas plantas. É importante# pois# considerar dentro deste grupo
de plantas $uais podem se reprodu0ir se!ualmente. A reproduço se!ual 1 muito importante para o
aumento da varia/ilidade# por permitir a recom/inaço g8nica e a segregaço. (as plantas dereproduço vegetativa e!clusiva# isto 1# na$uelas em $ue 1 impossível a reproduço se!ual# a
possi/ilidade de um aumento de varia/ilidade restringi6se ?s mutaç4es.
/- "ntroduço de plantas
;ada a restrita varia/ilidade das cultivares das plantas de propagaço vegetativa# este
m1todo assume import<ncia maior do $ue para plantas de propagaço se!ual. Ap3s avaliaç4es
iniciais# as plantas introdu0idas podem ser utili0adas diretamente como variedade# sem sofrer
seleç4es ou participarem de cru0amentos.
c- Mutaço
As mutaç4es# em/ora ocorram com /ai!a fre$>8ncia# so de import<ncia# so/retudo#
na$uelas plantas $ue se propagam e!clusivamente vegetativamente. omo e!emplo# tem6se a
laran2a Baía# a maç ;eliciosa e diversas cultivares de a/aca!i.
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d- %i/ridaço
Este tem sido um dos m1todos mais utili0ados na$uelas plantas $ue se propagam
se!ualmente tam/1m. ;evido a alta etero0igosidade# o simples cru0amento de plantas $ue se
complementam resulta diretamente numa populaço segregante e de alto vigor. As sementes
resultantes da i/ridaço so utili0adas na formaço de uma populaço onde o potencial dos
clones 1 avaliado para formar uma nova cultivar.
(ormalmente os cru0amentos so utili0ados com o o/2etivo de transferir a resist8ncia ?
doenças. A fertilidade do í/rido resultante nas plantas $ue se propagam vegetativamente# no se
constitui pro/lema por$ue no á necessidade da via se!uada de reproduço.
A i/ridaço interespecífica tem sido largamente utili0ada no meloramento da cana6de6
aç7car. Muitas cultivares modernas derivam do cru0amento de Saccharium afficinarum, de alto teor
de aç7car# com S. spontaneum ou S. barberi # portadoras de resist8ncia a doenças e ao frio# e alto
vigor.(as esp1cies ornamentais )dálias# violetas# or$uídeas# rosas- o $ue interessa so os
atri/utos $ualitativos. Muitas ve0es# a simples com/inaço de cores nas p1talas pode caracteri0ar
um tipo de alto valor comercial. Entretanto# para as esp1cies forrageiras# frutíferas e olerícolas# 1
necessário para as novas cultivares# a manutenço de características especificas de valores
tradicionais de cor# sa/or# forma# te!tura# teor nutricional# etc.# o $ue impede grandes modificaç4es
gen1ticas.
e- &etrocru0amento
aso ap3s o cru0amento os indivíduos gerados se2am pouco apreciados por apresentarem
características indese2áveis# deve6se reali0ar o retrocru0amento como forma de recuperar o
gen3tipo comercial# utili0ando6se a esp1cie ou variedade cultivada como pai recorrente. omo
e!emplo# cita6se a incorporaço da resist8ncia a Silba pendula e Coelostermus sp em mandioca.
Em cana6de6aç7car# o o/2etivo 1 a o/tenço de clones com alto teor de sacarose e po/re0a em
fi/ras nas variedades de Sacchrum officinarum# como resist8ncia a doenças# utili0ando6se como
recorrente diferentes variedades.
f- Autofecundaço
;evido a alta etero0igosidade das plantas propagadas vegetativamente# a simples
autofecundaço proporciona um ampla segregaço# dando oportunidade imediata ? seleço. Esta
alternativa de aumento da varia/ilidade possui a vantagem de no introdu0ir genes indese2áveis no
material so/ meloramento e proporcionar a e!presso de genes recessivos favoráveis.
Entretanto# como conse$>8ncia da omo0igose tem6se a perda do vigor.
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g- ultura de tecidos
As t1cnicas de cultivo in vitro tem sido utili0adas como au!iliar no meloramento de plantas
de propagaço vegetativa. Em alguns casos 1 possível a e!ploraço de variaço somaclonal e# em
outros# o/tenço de plantas livres de vírus ap3s o cultivo de 0onas meristemáticas.
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A Poliploidia no Melhoramento de Plantas
Prof. Everaldo Anastácio
A maioria dos organismos vivos so dipl3ides# ou se2a apresentam apenas dois con2untos
/ásicos de cromossomos. ontudo# ocorrem variaç4es deste n7mero /ásico so/ denominaço de
a/erraç4es cromoss=micas num1ricas $ue designam eterodipl3ides. A ploidia refere6se ao
n7mero de con2untos /ásicos de cromossomos erdados como unidade de um genitor. : omem#
por e!emplo# 1 considerado dipl3ide por$ue possui duas c3pias de cada um dos CD cromossomos
$ue possui# en$uanto o milo e a so2a possuem dois pares de * cromossomos.:s eterodipl3ides podem ser divididos em dois grandes grupos5
*- Aneupl3ides5 organismos cu2o n7mero de cromossomos no 1 m7ltiplo perfeito do con2unto
/ásico de cromossomos# e@
C- Eupl3ides5 organismos cu2o o n7mero de cromossomos 1 uma repetiço do con2unto /ásico de
cromossomos.
omo e!emplo ilustrativo desses grupos considere6se# primeiramente um organismo
dipl3ide# cu2o con2unto /ásico contena apenas tr8s cromossomos e# a partir desse# os e!emplos5
)♣♦♥- con2unto /ásico de cromossomos
;ipl3ide )♣♦♥-)♣♦♥-
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E!emplos de Aneupl3ides5
Aneuplóides Número de cromossomos Representação genômica
(uliss=mico C! GC )♣♦-)♣♦-Monoss=mico C! G* )♣♦♥-)♣♦-
Monoss=mico duplo C! G * G * )♣♦-)♣♥-9riss=mico C! H * )♣♦♥-)♣♦♥-)♣-
9riss=nico duplo C! H * H * )♣♦♥-)♣♦♥-)♣-)♦-Monoss=mico6triss=mico C! 6 * H * )♣♦♥-)♣♦-)♣-
9etrass=mico C! H C )♣♦♥-)♣♦♥-)♣-)♣-
E!emplos de Eupl3ides5
Euplóides Número de cromossomos Representação genômica
Monopl3ide I )♣♦♥-;ipl3ide C! )♣♦♥-)♣♦♥-
9ripl3ide D! )♣♦♥-)♣♦♥-)♣♦♥- Autotetrapl3ide J! )♣♦♥-)♣♦♥-)♣♦♥-)♣♦♥- Alotetrapl3ide C! H C! )♣♦♥-)♣♦♥-)⊗⊕∅-)⊗⊕∅-
:s tipos eteropl3ides devem ter surgido a partir de acidentes citol3gicos. Pode# por
e!emplo# te ocorrido $ue na ora da formaço do fuso# ap3s pareamento# os cromossomos tenam
migrado para o mesmo polo e# ap3s a diviso celular# formado gametas com n7mero desigual de
cromossomos G gametas no redu0idos. Este dist7r/io pode ocorrer tam/1m a partir de c1lulas
somáticas# onde# durante a mitose# dá6se o do/ramento de todo o con2unto cromoss=mico. e essedo/ramento ocorre cedo a/rangendo as flores# os gametas formados tem o mesmo n7mero de
cromossomos )Cn- da planta6me. A partir da fertili0aço desses por gametas normais )n- ocorre a
produço de tripl3ides )Dn-.
Perigo na i/ridaço entre tá!ons dessemelantes
Em vista da acentuada diferença dos genomas# a primeira geraço í/rida 1 est1ril# pois
cada cromossomo carece de um om3logo com $ue possa parear6se na meiose. aso se2a
possível a reproduço vegetativa# garante6se a perpetuaço desta geraço# caso contrário#
e!tingue6se.:s alopolipl3ides )alotetrapl3ides- so indivíduos $ue cont1m duplicaço de mais de um
con2unto gen=mico# provavelmente oriundo de tá!ons diferentes. Acredita6se $ue esses sur2am a
partir da duplicaço de cromossomos de í/ridos interespecíficos# garantindo a esses a
restauraço da fertilidade. Algumas esp1cies importantes agronomicamente como algodo# aveia#
/anana# cana6de6aç7car# trigo e triticale se originam dessa forma.
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ignificado evolutivo dos polipl3ides
Alguns autores estimam $ue *KD ou mais das esp1cies angiospermas so polipl3ides e#
muitas dessas plantas so cultivadas.
(os autotetrapl3ides# se o maior n7mero de cromosomos no estiver associado a um
menor n7mero de c1lulas# poderá aver desenvolvimento e!agerado de certas partes# ou de toda
planta# como por e!emplo5 flor# folas e frutos de maior tamano# tornando6os preferenciais# se
estas partes forem o o/2eto da e!ploraço comercial. Por outro lado# a produço de
sementesKgros dos indivíduos polipl3ides pode ser pre2udicada dada as falas durante a meiose.
A autopoliploidia pode ocorrer natural ou artificialmente# via induço com colcicina# por
e!emplo. A colcicina 1 um alcal3ide e!traído do açafro $ue em contato com as c1lulas impede a
formaço do fuso por ocasio da anáfase do processo de diviso celular# originando c1lulas6filas
com o m7ltiplo do n7mero de cromossomos. Autopolipl3ides podem ser o/tidos# tam/1m# como
produto da fuso de gametas no redu0idos. A melancia sem semente 1 um /om e!emplo da
e!ploraço comercial da poliploidia. Variedades dipl3ides so indu0idas com colcicina# originandoplantas autotetrapl3ides $ue# aos serem i/ridi0ados com variedades dipl3ides originam plantas
tripl3ides. (essas plantas tripl3ides o comportamento mei3tico 1 anormal devido a irregularidade
de pareamento dos tr8s con2untos gen=micos# e conse$>entemente# invia/ili0ando a produço de
sementes.
A induço de poliploidia fornece a /ase te3rica da reverso da esterilidade de alguns
í/ridos# visto $ue a partir do do/ramento do n7mero de cromossomos desses 1 possível o
pareamento dos cromossomos om3logos tornando o indivíduo f1rtil. Este fen=meno ou t1cnica dá
origem aos camados anfidipl3ides# como e!emplo registra6se o surgimento do trigo cultivado
moderno )Tritichum aestivum-.Em muitos aspectos# a evoluço avança lentamente# envolvendo processos graduais#
pelos $uais aparecem e se acumulam diferenças nos organismos. Em contraste com esse
processo# $ue re$uer muito tempo# opera pelo menos um mecanismo mediante o $ual esp1cies e
variaç4es se originam de forma Lcataclísmica# gerando polipl3ides.
:s polipl3ides# mediante a acumulaço de diversos genomas# tem a faculdade de ad$uirir
uma ampla toler<ncia am/iental.