6 Melhoramento (16/08)

Key Concepts

• Conservação in situ e ex situ
• Prospecção e coleta de recursos genéticos
• Caracterização e avaliação de germoplasma (morfológica, agronômica, bioquímica, citogenética, molecular)
• Listas de descritores mínimos
• Sistemas de reprodução em plantas: sexuada e assexuada
• Plantas monóicas, dióicas e hermafroditas
• Autogamia e alogamia
• Gametogênese, microsporogênese e macrosporogênese
• Polinização e fertilização
• Agentes polinizadores (vento, insetos, morcegos, pássaros)
• Coevolução entre plantas e polinizadores
• Depressão endogâmica
• Vigor híbrido (heterose)
• Linhagens puras

Conservação de Recursos Genéticos

A conservação de recursos genéticos é dividida em duas estratégias principais:

• In situ: Conservação dos materiais genéticos no seu habitat natural, preservando toda a comunidade associada (predadores, polinizadores, microrganismos).
• Ex situ: Conservação fora do habitat natural, que pode ser feita no campo (plantio), em laboratório (conservação in vitro) ou em bancos de sementes (redução da umidade e controle de temperatura).

Utilização de Recursos Genéticos

As ações relacionadas à utilização de recursos genéticos incluem:

• Introdução: Introduzir novos materiais genéticos em uma região.
• Intercâmbio: Troca de materiais genéticos entre diferentes coleções.
• Quarentena: Medidas para evitar a disseminação de pragas e doenças.
• Prospecção: Atividade de pré-coleta para planejar a coleta de materiais, identificando regiões com espécies de interesse e estabelecendo a logística.
• Coleta: Etapa de coleta de frutos, folhas ou outros materiais no campo.

Caracterização e Avaliação de Germoplasma

Após a coleta, é necessário caracterizar e avaliar os materiais para saber como utilizá-los em programas de melhoramento. As etapas incluem:

1. Identificação botânica: Identificar corretamente a espécie.
2. Elaboração de cadastro: Organizar as informações sobre cada material.
3. Caracterização: Descrever os materiais sob diversos aspectos:
   • Morfológico: Características da planta (altura, formato das folhas, flores, frutos, partes subterrâneas).
   • Reprodutivo: Características relacionadas à reprodução da planta.
   • Agronômico: Características importantes para a produção comercial (ciclo, porte, germinação, resistência a doenças).
   • Bioquímico: Análise da composição química da planta.
   • Citogenético: Estudo dos cromossomos da planta.
   • Genético/Molecular: Análise do DNA para identificar acessos duplicados e analisar a diversidade genética.
4. Avaliação Preliminar: Avaliação de aspectos agronômicos importantes para a produção comercial.
5. Avaliação Complementar: Avaliação mais detalhada com auxílio de uma equipe multidisciplinar, incluindo experimentos com repetições em vários ambientes.

Listas de Descritores Mínimos: Conjunto de características determinadas pelos melhoristas para auxiliar na caracterização e comparação de materiais em diferentes coleções.

Exemplo: Caracterização de uma coleção de germoplasma de cupuaçu, observando diferenças nas folhas, flores e frutos.

Sistemas de Reprodução em Plantas

O conhecimento do sistema reprodutivo das plantas é essencial para o desenvolvimento de programas de melhoramento.

• Reprodução Sexuada: Fusão de gametas para formar sementes.
• Reprodução Assexuada: Reprodução sem fusão de gametas.

Tipos de Plantas:

• Monóicas: Plantas com flores masculinas e femininas no mesmo indivíduo, mas em locais diferentes (ex: milho).
• Dióicas: Plantas com indivíduos separados, uns com flores masculinas e outros com flores femininas (ex: mamão).
• Hermafroditas: Plantas com flores que possuem tanto o aparelho reprodutor masculino (androceu) quanto o feminino (gineceu) na mesma flor.

Estrutura da Flor:

• Androceu: Aparelho reprodutor masculino, formado pelos estames (filete e antera).
• Gineceu: Aparelho reprodutor feminino, formado pelo ovário, estilete e estigma.

Gametogênese

• Microsporogênese: Formação dos gametas masculinos (grãos de pólen) dentro das anteras. O núcleo do grão de pólen se divide em um núcleo vegetativo (responsável pelo desenvolvimento do tubo polínico) e um núcleo generativo (que se divide em dois núcleos espermáticos).
• Macrosporogênese: Formação dos gametas femininos (oosferas) dentro do ovário. As células do ovário se transformam no saco embrionário, que contém oito núcleos. Três núcleos migram para uma extremidade (duas sinérgides e uma oosfera), dois núcleos se posicionam no centro (núcleos polares) e três núcleos se posicionam na outra extremidade (antípodas).

Polinização e Fertilização

• Polinização: Transferência do grão de pólen da antera para o estigma.
• Fertilização: Fusão dos gametas masculino e feminino. O tubo polínico cresce até a micrópila, e os dois núcleos espermáticos entram no saco embrionário. Um núcleo espermático se une à oosfera para formar o zigoto (2n), e o outro núcleo espermático se une aos núcleos polares para formar o endosperma (3n).

Agentes Polinizadores:

• Vento: Dispersão do pólen pelo vento (ex: milho).
• Insetos: Abelhas, borboletas, mariposas, moscas, besouros.
• Morcegos: Polinização de flores com florescimento noturno.
• Pássaros: Beija-flores.

Coevolução: Relação estreita entre plantas e polinizadores, com adaptações específicas para facilitar a polinização (ex: orquídeas que se assemelham a insetos).

Autogamia vs. Alogamia

• Autogamia: Autofecundação. As plantas autógamas são altamente homozigotas e os programas de melhoramento visam o desenvolvimento de linhagens puras.
• Alogamia: Fecundação cruzada. As plantas alógamas são altamente heterozigotas e os programas de melhoramento visam o estabelecimento da heterozigose.

Depressão Endogâmica: Perda de vigor em plantas alógamas que sofrem autofecundação.

Vigor Híbrido (Heterose): Superioridade dos híbridos em relação aos seus pais.

Produção de Híbridos:

• Em plantas autógamas, a produção de híbridos é mais difícil e pode exigir a utilização de genes de macho-esterilidade e técnicas de polinização assistida.
• Em plantas alógamas, a produção de híbridos é mais comum, mas pode exigir a realização de autofecundações para obter linhagens puras.

Exemplo: Produção de híbridos de tomate é viável devido ao grande número de sementes por fruto, enquanto a produção de híbridos de arroz é mais difícil devido à pequena flor e à necessidade de polinização assistida.

Síntese/Conclusão

O vídeo aborda a importância da conservação e utilização de recursos genéticos, destacando as etapas de coleta, caracterização e avaliação de germoplasma. Enfatiza a relevância do sistema reprodutivo das plantas para o desenvolvimento de programas de melhoramento, diferenciando plantas autógamas e alógamas e discutindo os mecanismos de polinização e fertilização. A compreensão desses conceitos é fundamental para o agrônomo na escolha das estratégias de melhoramento e na produção de materiais genéticos superiores.