Aula 3 variabilidade

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Aula 3 variabilidade

  1. 1. Instituto Federal Goiano Campus Urutaí Curso de Agronomia Disciplina de Melhoramento de Plantas Aula no. 3 Variabilidade Genética;Conservação e Centro de Origem Prof. Milton L. Paz Lima
  2. 2. Conceito de evolução• “qualquer alteração alélica da população,visando torná-la mais adaptada”• Teoria Sintética da Evolução (Darwin,Mendel)• Processo que cria variabilidade• Processo que amplia a variabilidade• Processo que orientam as populações para maior adaptação.
  3. 3. Viagem no HMS Beagle de DarwinEm seu livro de 1859, "A Origem das Espécies" (do original, em inglês, On the Origin of Species byMeans of Natural Selection, or The Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life), eleintroduziu a idéia de evolução a partir de um ancestral comum, por meio de seleção natural
  4. 4. Bases Genéticas da Evolução• Mutação: criação de novos genes• Recombinação genética• Poliploidia• Hibridação interespecífica• Seleção natural X Seleção artificial
  5. 5. Bases Genéticas: MuTação• A mutação é o único processo que criaVariabilidade.• A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinados conjuntos gênicos adaptativos, que tendem a sobreviver e se reproduzir em maior escala
  6. 6. Exemplo de mutação
  7. 7. Exemplo de mutação
  8. 8. Bases Genéticas: MuTação• Tipos de mutação – Mutação gênica – Mutação cromossômica • Estruturais: deleção, duplicação, inversão e translocação • Numéricas: aneuploidia (alguns cromossomos) e euploidia (alterações todos) – Extra-nucleares (mitocôndrias e cloroplastos) – Espontâneas (baixa freq.) x Induzidas etil metano- sulfonato (EMS)
  9. 9. Mutação da Melancia Sem semente• A partir do desenvolvimento e cruzamento de 10 linhagens diplóides (2x=2n=22) e tetrapóides(4x=4n=44), conseguiu-se obter uma terceira planta , triplóide (3x=3n=33), híbrida, com frutos e sem sementes• As células que possuem o número de cromossomos dento deste intervalo produzirá gametas inviáveis , com óvulos sem capacidade de fecundação. Sendo assim, não ocorrerá formação de sementes, restando apenas vestígios brancos que são comestíveis.• Excepcionalmente, podem surgir, em algumas melancias, sementes mas em número muito reduzido que podem ser ingeridas com a polpa, sem problemas.
  10. 10. Comparativo entre linhagenstetraplóides e linhagens diplóides de melancia:
  11. 11. Curiosidade: Anomaliascromossômicas (Estruturais)
  12. 12. Curiosidade: Anomalias cromossômicas (Estruturais)
  13. 13. Aneuploidia (acréscimo de cromossomo) Síndrome de Klinefelter Somente machos
  14. 14. Bases genéticas: mutação• Mutação Estrutural: Freqüência: muito baixa, 1 locus a cada 1.000.000 de gametas.• Uso da mutação no melhoramento deplantas
  15. 15. Bases genéticas: Recombinação• Amplia a variabilidade genética criada pela:• Mutação gênica• Segregação Mendeliana• Crossing over
  16. 16. Bases genéticas: poliploidia• Processos evolutivos mais marcantes das pls.• Variação no conjunto de cromossomos• Euploidia: conjuntos completos de Cromossomos – Haplóide: x – Diplóide: 2x – Triplóide: 3x – Tetraplóide: 4x – Hexaplóide: 6x
  17. 17. Como pode ocorrer poliploidia?• A não-disjunção dos cromossomas durante uma meiose pode originar gâmetas com todo o conjunto dos cromossomas característicos da espécie.• A auto-fecundação, comum entre as plantas, pode constituir zigotos poliplóides com o dobro dos cromossomos da espécie progenitora.
  18. 18. Divisão quanto a origem: poliploidia• Autopolipóides: cromossomos oriundos de uma única espécie – Aumento do tamanho de frutos e flores – Baixa fertilidade devido a problemas de pareamento na meiose• Alopoliplóides: cromossomos oriundos de mais de uma espécie – Presença de genomas de diferentes origens• Anfipoliplóide: duplicação de alopoliplóides – maior fertilidade, café arábica, o morango e o trigo .
  19. 19. Bases genéticas: Hibridação interespecífica• Cruzamento entre espécies diferentes – Aumento da variabilidade genética• Hibridação interespecífica introgressiva – Híbrido resultante intercruzado com um dos pais (Retrocruzamento).
  20. 20. Caso Morango: hibridação interespecífica• O morangueiro (Fragaria x ananassa) espécies selvagens - Fragaria virginiana (originária da América do Norte) e F. chiloensis (originária do Chile).• Esse cruzamento foi feito na Europa no século 18 e resultou em plantas com frutos de maior tamanho e qualidade
  21. 21. Caso Triticale: Hibridação interespecífica do trigo
  22. 22. Nível de ploidia nas culturas• Culturas triplóides: banana, algumas variedades de maçã;• Culturas tetraplóides: trigo duro, algodão, batata, café arábica;• Culturas hexaplóides: trigo, triticale;• Culturas octoplóides: morango;• Culturas com vários níveis de ploidia: cana-de- açúcar;
  23. 23. Bases genéticas: seleção• Mecanismo mais importante da evolução• Seleção natural• Indivíduos mais aptos para sobreviver e reproduzir• Seleção artificial• Características agronômicas• Pode ser no sentido oposto da seleção natural
  24. 24. Grão simples de trigoGrão simples de trigo Retrocruzamaneto – HI Introgressiva
  25. 25. Fatores que atuam no conjunto gênico• fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população – mutação e permutação;• fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida – migração, deriva genética e seleção natural.
  26. 26. Indicação de mudanças Evolutivas• Alterações nas freqüências de genes na população; CÁLCULO DA FREQUENCIA ALÉLICA
  27. 27. Importância da variabilidade• Origens da variação – Ambiental – Genética• Variabilidade genética é um pré-requisitopara o melhoramento de plantas
  28. 28. Germoplasma• Conjunto de genótipos de uma espécie• Fonte de variabilidade genética• Fontes de germoplasma – Centros de diversidade: cultivares primitivos, híbridos naturais entre cultivares primitivos e parentes selvagens, parentes selvagens, gêneros relacionados. – Centros de cultivo: cultivares comerciais, cultivares obsoletos, cultivares menores e tipos para propósitos especiais, cultivares crioulas• Programas de melhoramento: cultivares de origem híbrida, linhagens, populações melhoradas .
  29. 29. Pool Gênico• um guia prático para o relacionamento entre as espécies cultivadas e espécies aparentadas – Pool gênico primário: espécies com as quais o cruzamento é fácil, sem mostrar esterilidade. Exemplo: cultivares comerciais, cultivares crioulos, subespécies, etc. – Pool gênico secundário: incluem espécies em que o cruzamento é possível, mas difícil. Incluem espécies relacionadas do mesmo gênero, apesar de que nem todas as espécies do mesmo gênero pertençam a este grupo. É também possível que espécies fora do gênero possam fazer parte deste grupo. Em geral a hibridação é possível, mas o híbrido é estéril.
  30. 30. Pool Gênico• um guia prático para o relacionamento entre as espécies cultivadas e espécies aparentadas – Pool gênico terciário: em geral incluem espécies pouco aparentadas em outros gêneros, ou espécies pouco relacionadas do mesmo gênero. Em geral a hibridação é muito difícil, com necessidade de resgate de embriões e enxertia, entre outras medidas. A esterilidade do híbrido é comum. Os limites deste grupo não são bem definidos e podem mudar com o desenvolvimento de novas técnicas de hibridação. – Pool gênico quartenário: genes transferidos por técnicas de transformação genética - transgênicos
  31. 31. Pool Gênico
  32. 32. Centro de Origem de Plantas• Vavilov – cientista russo• Centro de origem – regiões onde asespécies vegetais apresentam maior diversidade.• regiões geograficamente isoladas• Vavilov definiu 8 diferentes centros deorigem
  33. 33. Centro de Origem das Plantas1. China; 2. Índia; 2a. Indo Malaio; 3. Ásia Central; 4. Oriente Próximo; 5. Mediterrâneo; 6. África Oriental; 7. Mesoamérica; 8. América do Sul; 8a. Chile; 8b. Brasileiro-Paraguaio
  34. 34. 1. CHINA• 136 espécies• Painço, sorgo, trigo sarraceno, soja, feijão adzuki, mucuna, bambus, cana, alface, pepino, cereja, chá, ginseng, rami.
  35. 35. 2. INDIA• 117 espécies• Arroz, grão-de-bico, guandu, caupi, feijão alado, amaranto, inhame, cará, manga, laranja, carambola, cana-de-açúcar, algodão asiático, crotalária,
  36. 36. 2a. INDOMALAIO• 55 espécies• Capim de Nossa-Senhora, gengibre, banana, mangostão, coco, cana-de- açúcar, pimenta do reino.
  37. 37. 3. ASIA CENTRAL• 43 espécies• Trigo comum, centeio, ervilha, lentilha, feijão-fava, grão-de-bico, colza, mostarda, linho, gergelim, coentro, cânhamo, algodão, cenoura, rabanete, alho, espinafre, manjericão, videira, maça.
  38. 38. 4. Oriente Próximo• 83 espécies• Trigo duro e outros, cevada, centeio, aveia comum, tremoço, alfafa, ervilhaca, gergelim, melão, abóbora, cenoura, repolho, figo, pêra, cereja, açafrão.
  39. 39. 5.Mediterrâneo• 84 espécies• Trigo duro, ervilhaca, colza, mostarda negra, azeitona, beterraba, salsa, nabo, tomilho, hissope, lavanda, lúpulo.
  40. 40. 6. África Oriental• 38 espécies• Sorgo granífero, milheto, lentilha, ervilha, fava, caupi, tremoço, mamona, agrião, café, cebola.
  41. 41. 7. Messoamérica• Milho, feijão, feijão-de-lima, feijão-deporco, amaranto, chuchu, batata doce, pimentão, sisal, mamão, goiaba, caju,agave, cacau, urucum, fumo.
  42. 42. 8. América do Sul• 62 espécies• Batata (várias espécies), oka, ulluco, lupino boliviano, quinoa, amaranto, ilho (centro secundário), mandioquinha, tomate, moranga, coca, maracujá, cherimoia, quinino, fumo.
  43. 43. 8a. Ilha de Chiloé• 2 espécies• Batata comum e moranguinho selvagem
  44. 44. 8b. Brasileiro-Paraguaio• Mandioca, amendoim, cacau, seringueira, erva-mate, jaboticaba, abacaxi, castanha do Pará, caju, estévia
  45. 45. Conservação do Germoplasma• Bancos de germoplasma – Coleção Base – Coleção Ativa (BAG) – Coleção Nuclear – Coleção de Trabalho
  46. 46. Bancos Ativos de Germoplasmas
  47. 47. Atividades dos Bancos de Germoplasma• Coleta de Germoplasma• Preservação do Germoplasma – Bancos de sementes – Bancos de campo – Bancos in vitro – Bancos in situ• Caracterização e Avaliação• Intercâmbio
  48. 48. Dobzhansky: “Nada se faz em biologia a não ser à luz da evolução”.
  49. 49. Sites e vídeos• Texto dispersão de plantas exóticas: www.iea.usp.br/artigos/deanbotanicaimperial.pdf• Domestificação de plantas cultivadas: www.bespa.agrarias.ufpr.br/paginas/livro/capitulo%202.pdf• Melancia sem sementes: http://74.125.93.132/search?q=cache:CmyFmeIMdyYJ:www.ufv.br

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