MELHORAMENTO DE ESPÉCIES DE PROPAGAÇÃO ASSEXUADA


Prof. Saulo Chaves

ESALQ / USP - Departamento de Genética

LGN 313 - Melhoramento Genético

Anteriormente em LGN0313

O sistema reprodutivo dita a estrutura genética da espécie, bem como sua estratégia de manejo e melhoramento. As espécies podem ser autógamas, alógamas ou de fecundação mista. O melhoramento de cada tipo gera uma cultivar com natureza genética diferente

Santamarina et al. (2025)

Anteriormente em LGN0313

A seleção de genitores é fundamental para o sucesso do programa de melhoramento, uma vez que a população derivada do cruzamento terá somente os alelos presentes nos genótipos parentais. Na seleção de genitores e direcionamento dos cruzamentos, o melhorista deve levar em consideração o balanço entre ganho genético e aumento da endogamia (e consequente perda da diversidade)

Scott et al. (2020)

Conteúdo de hoje

  1. Visão geral de um programa de melhoramento
  2. Melhoramento de espécies de propagação assexuada
    • Reprodução assexuada e poliploidia
    • Métodos de melhoramento
      • Introdução de germoplasma
      • Seleção massal
      • Seleção recorrente

Visão geral de um programa de melhoramento

Programas de melhoramento

Covarrubias-Pazaran et al. (2022)

Programas de melhoramento

  • Definição do perfil do produto
  • Manejo da variação genética (pré-melhoramento)
  • Seleção e cruzamento de genitores
  • Condução, avaliação e seleção na população
  • Fase de registro da cultivar
Bančič et al. (2024)

Melhoramento de espécies de propagação assexuada

Reprodução assexuada

  • Manutenção integral do genótipo do indivíduo
    • Não há processo meiótico
  • Totipotência
  • Propagação vegetativa
  • Biotecnologia
  • Apomixia (ex.: Brachiaria decumbens, Citrus spp.)
LearnInsta

Reprodução assexuada

Nyine et al. (2017)
  • Conveniente: Sem prejuízos no florescimento
  • Compensatória: florescimento restrito
  • Obrigatória: florescimento “inexistente”

Poliploidia

Mudança no número básico (ou usual, i.e., 2x) de conjuntos cromossômicos.

BioRender

Poliploidia

Autopoliploides
O conjunto cromossômico da mesma espécie é multiplicado


Espécies x 2n = ?x
Batata 12 48 (4x)
Batata doce 15 90 (6x)
Cana-de-açucar 10 80 (8x)
Alopoliploides
Conjuntos cromossômicos de espécies distintas


Espécies x 2n = ?x
Tabaco 12 48 (4x)
Morango 7 56 (8x)
Café 11 44 (4x)

Métodos de melhoramento

Espécies propagadas assexuadamente são, em geral, alógamas com elevado grau de heterozigose. Muitas possuem mecanismos de prevenção à autogamia e sofrem com depressão endogâmica. Exemplos de espécies economicamente importantes são batata, batata-doce e cana-de-açúcar.

  • O melhoramento é facilitado pela propagação assexuada
  • Exploração da diversidade existente ou geração de diversidade
  • Vários estágios de seleção e clonagem até o produto final
  • Principal tipo de cultivar: clones melhorados

Métodos de melhoramento

Métodos de melhoramento

  • Cuidados com a queda brusca de variabilidade genética
Rezende et al. (2019)

Introdução de germoplasma

  • Exploração de variabilidade existente
  • Adaptação às condições locais
  • Descoberta de clones potenciais para hibridações
  • Sujeito aos trâmites legais do MAPA
    • Quarentena
    • Lei de proteção de cultivares

Seleção massal

  • Exploração de variabilidade existente
  • Método mais antigo de seleção
  • Seleção fenotípica dos melhores indivíduos
    • Baixo rigor experimental (seleção individual)
  • Clonagem dos melhores ou descarte dos piores
    • Seleção positiva ou negativa

Apesar da simplicidade, a seleção massal é muito útil no melhoramento vegetal, sobretudo para screening inicial de populações de melhoramento. É importante ter em mente que a seleção massal é ineficiente para característica de baixa herdabilidade

Seleção massal

Seleção recorrente

  • Liberação de variabilidade genética via hibridação
  • Seleção de genitores
    • Evitar endogamia, manter a diversidade genética, explorar a heterose: progresso genético sustentável
  • Cruzamento \(\to\) formação da população segregante
  • Clonagem dos melhores candidatos e sucessivos ensaios com repetição

Seleção recorrente

Rey Lopez/Seattle Times
  • Primeiras etapas: pouco material propagativo
    • Muitos candidatos
    • Poucas repetições
    • Seleção de características de alta herdabilidade

Seleção recorrente

Morales et al. (2025)
  • Etapas avançadas: muito material propagativo
    • Poucos candidatos
    • Muitas repetições, vários ambientes
    • Seleção de características de baixa herdabilidade

Seleção recorrente

  • Formação dos blocos de recombinação para a geração seguinte
  • Melhores pais (alto valor aditivo)
  • Melhores clones (alto valor genotípico)
  • Clones estratégicos: seleção multivariada

Métodos de melhoramento

As estratégias irão variar de acordo com a biologia da espécie, e a capacidade logística e o objetivo do programa de melhoramento.

Spychalla & De Jong (2024)

Métodos de melhoramento

  • Seleção baseada no valor genotípico (\(G = A + D\))
    • Ganhos maiores (herdabilidade no sentido amplo)
  • Maior agilidade na obtenção do produto
    • Importante em espécies perenes
RIDESA/UFPR

Métodos de melhoramento

  • Rápida exaustão da variabilidade
  • Acúmulo de patógenos sistêmicos
    • Limpeza clonal via cultura de tecidos
Justine et al. (2025)

Apanhado geral

Vimos hoje

Um programa de melhoramento típico começa com a definição do perfil do produto, seguida por uma fase de manejo da variação genética conhecida como pré-melhoramento. Em seguida, procede-se a seleção e cruzamento dos genitores, o que dará origem às populações de melhoramento. Em tais populações, executam-se diferentes estratégias de seleção e condução das populações, as quais serão diferentes a depender do tipo de reprodução da espécie. A última fase é caracterizada pelos trâmites para registro da cultivar e posicionamento do produto no mercado

Bančič et al. (2024)

Vimos hoje

Os programas de melhoramento de espécies de propagação assexuada caracterizam-se por sucessivas fases de seleção e clonagem dos selecionados.

Material de apoio

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