Análise da segregação de knobs em progênies F2 e de retrocruzamento derivadas de uma variedade de milho

Texto

(1),. -. A. ANALISE DA SEGREGAÇAO DE KNOBS EM PROGENIES F2 E DE. DE RETROCRUZAMENTO DERIVADAS DE UMA VARIEDADE DE MILHO. MARIA JULIANA USBERTI DECICO Engenheira Agrônoma. Orientadora: Profa. Dra. MARGARIDA L.R. DE AGUIAR-PERECIN. Dissertação apresentada à Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", da Universidade de São Paulo, para obtenção do título de Mestre em Agronomia. Área de e Genética Concentração: Melhoramento de Plantas. PIRACICABA Estado de São Paulo - Brasil Novembro. 1991.

(2) Ficha catalogrãfica preparada pela Seção de Livros da Divisão de Biblioteca e Documentação - PCAP/USP. D294a. Decico, Maria Juliana Usberti Análise da segregação de Knobs em progenies F2 e de retrocruzamento derivadas de uma variedade de mi lho. Piracicaba, 1991. l34p. ilus. Diss. (Mestre) - ESALQ Bibliografia. 1. Citogenética 2. Milho - Citogenética 3. Milho Cromossomo - Heterocromatina 4. Milho - Retrocruza mento 1. Escola Superior de Agricultura Luiz de Quei roz, Piracicaba CDD. 633. 15.

(3) ANALlSE DA SEGREGAÇAO DE KNOBS EM PR0GENIES F. 2. E DE. DE RETR0CRUZAMENT0 DERIVADAS DE UMA VARIEDADE DE MILHO. MARIA JULIANA USBERTI DECICO. Aprovada em: 07.02.92 Comissão Julgadora: Prot�. Dr�. Margarida L. R. de Aguiar-Perecin. ESALQ/USP. Prof. Dr. Akihiko Ando. ESALQ/USP FMRB/USP. Prof�. Dr�. Catarina Satie Takahashi. de Aguiar-Perecin Orientadora.

(4) ii. Aos meus pais e ao Pedro. DEDICO.

(5) iii. AGRADECIMENTOS. Agradecemos a todos aqueles indiretamente. contribuiram. para. a. que. direta. realização. ou. deste. trabalho, de maneira especial:. • À Profa. Dra. Margarida L. R. de Aguiar-Perecin pela orientação e assistência durante o Curso de Pós-Graduação. À. amiga. Mônica. Rosa. Bertão. pelo. incentivo. e. sugestões durante a elaboração deste trabalho . • Aos meus irmãos. Afonso. e. Helena. pelo. carinho. e. apoio • Aos funcionários do Laboratório de Citologia: Sílvia Molina. e. Carlos. Veríssimo. pela. colaboração. durante. a. desenvolvimento prático deste trabalho. Aos. professores. do. Cursa. de. Pós-Graduação. em. Genética e Melhoramento de Plantas. • Aos colegas do Curso de Pós-Graduação pela apoia todas as momentos. • À. FAPESP. pela concessão da bolsa de estudo.. em.

(6) iv. SUMARIO página RESUMO•.•.•.••.•••••.•••.•.•••.••••••••.•.••.•••.. vii. SUMMARY •••...•••••.•.•.••..••.•••..••.•.••.•.••.. X. 1. INTRODUÇãO •............... 1. 2. REVISãO DE LITERATURA..... 4. 2.1. Knobs e conceito d e heterocromatina.•.. 2.2. Uso. de knobs. para. caracterização. de. raças e estudos da origem do milho..•.. 2.3. Knobs e. 4. 11. características morfológicas e. fisiológicas das p lantas...••..•....••.. 17. 2.4. Obtenção de linhagens de milha e estudo da composição de knobs das mesmas•.•..• 2.5. Mecanismos. que. afetam. a. 20. herança 22. mendeliana.•..•..• 2.5.1. Estudo da segregação preferencial dos cromossomos não homólogos na meiose feminina....•...•..•...... 23. 2.5.2. Capacidade de competição do grão de pólen........•...•........•.. 2.6. Estudo. do. polimorfismo. cromossômicos. e. de. evolução. 26. segmentos através. da. metodologia de bandamento-C •.......•.... 33. 3. MATERIAIS E M�TODOS.........•.................. 40. 3.1. Materiais ............................... 40.

(7) V. f.,.•tétodas • ........ ..... . ................... 48. 3.2.l. Metodologia de bandamente-e ..•... 48. Análise do material •..•.........•...•... 49. 3.3.1. Análise de bandas-e em metáfases. 4.. mi tót.1.cas ....... • ................. 49. 3.3.2. Análise estatística •••.•••..••.••. 50. RESULTADOS •••••••••••••••••••••••••••••••••••••. 51. 4.1. Constituição de bandas-e. correspondente. s5 ,. aos Knobs, nas progênies e. s9. para seleção d e linhagens isogênicas. 4.2. Análise. da. frequência de. progênies F�, derivadas de .e.. bandas-e. de. heterozigoto. para dois knabs .......................... 4.3. Análise. da. frequência de. 51. bandas-e. 69. de. progênies de retrocruzamento........... .. 74. 4.3.1. Análise da frequência de bandas-e de progênies RC do grupo. 4.3.2. Análise da frequência. J.. • • • • • • •. 74. de bandas-e. -, de progênies do grupo L. 4.3.3. Análise da frequência. • • • ■ • • • • • • •. 100. de bandas-e. ............. 107. UI SCUSSãO. • . • • .. • . • • .. . • • . • • • • . • • .. • .. • • . ... • .. . • . • .. 114. de progênies do grupo. 5.1. Análise. da. frequência. de. ._). bandas-e. de. progênies F� de um heterozigoto para dois ..::... locas e. Re. onde o híbrido foi o parental. f em i n i no.....•..... • .•.... •.. . • ... ......•.. 114.

(8) vi. 5.2. Análise. da. frequência. de. bandas-e. de. progenies RC onde o híbrido to1 usado como doador de pólen............................ 5.2.1. Análise da de. frequência de. progênies. RC. com. bandas-e. dois. locos. segregando. . ........................ 5.2.2. Análise da frequência de. progenies. RC. de com. 117. 119. bandas-e um. maior. número de locas segregando.......... 122. 6. CONCLUSÕES... ......... ... . . .. ... ........ .... ...... 124. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGR.PFICAS........................ 126.

(9) vii. AN.6.LISE. DA. SEGREGAÇãO. DE RETROCRUZAMENTO. DE. DE. KNOBS. UMA. Autor:. EM. PROGÊNIES. VARIEDADE. Maria. DE. E. MILHO. Juliana. Usberti Decico. Orientadora: Profa. Dra. Margarida L. R. de Aguiar-Perecin. RESUMO O presente trabalho se iniciou como parte de uma linha de pesquisa, que vem se desenvolvendo Genética. da. Escola. Superior. de. no. Departamento. tem. de. "Luiz. Agricultura. Queiroz"- USP, desde a década de 80, e. de. como. objetivo. principal estudar a influência de regiões heterocromáticas, como knobs, no desenvolvimento da planta de milho. Foi delineado um experimento para avaliar. possível. a. ocorrência de transmissão preferencial dos cromossomos knobs na rnegasporogênese ou através do grão. de. com em. p6len,. híbridos heterozigóticos para determinados knobs. Foram. correspondente aos. composições. as. analisadas knobs,. raiz, de progênies F e de 2. em. células. bandas-e,. de. retrocruzamento,. derivadas. três tipos de híbridos que segregavam respectivamente dois, três. e. quatro. knobs:. K2L,. K3L,. de. meristemáticas. K7S. e. de. para. K9S.. As. progênies RC analisadas foram de dois tipos: RC obtidas de 1. cruzamentos onde o híbrido foi o parental masculino que derivaram de cruzamentos onde o híbrido foi o feminino.. e. RC 2. parental.

(10) viii. da. Os resultados obtidos de. bandas-e. progênies. F 2. e. análise. da. de. mostraram. RC 2. segregação. frequências estavam de acorda com a esperada. pela. de. que. as. herança. mendeliana. Deste modo, não foi constatada a ocorrência. de. através. da. a. transmissão. preferencial. dos. cromossomos. meiose feminina dessas plantas. Para estudar a capacidade de competição. de. grãos. de. pólen, cinco progênies RC , com dois locas segregando:. 1. e K7S, foram avaliadas. Foram analisadas amostras do. K3L ápice. e da base das espigas investigadas para verificar a taxa de de. desenvolvimento composições de 1982).. Em. knobs. duas. frequências de. de. grãos. (adaptação. de. diferiram. diferentes. OTTAVIANO. amostra. progênies,nas bandas-e. com. pólen. da. et. alii, as. base,. significativamente. esperada segundo a segregação mendeliana.. da. Isto pode sugerir. que estaria ocorrendo diferenças na taxa de desenvolvimento do grão de pólen com diferentes composições de knobs. Foram analisadas então somente amostras da base progênies RC sendo que 1. duas. dessas. para. mais. progênies. seis. mostraram. desvios.. Por outro lado, em progênies. RC-1. segregando. para. três knobs (K2L, K3L e K7S), e para quatro knobs (K2L, K3L,. K7S. e. K9S).não. frequências. foram. observadas. constatadas e. as. diferenças. esperadas. pela. entre. as. herança. mendeliana, indicando que não ocorreu seleção gamética. Com base nesses estudos foi sugerido que o conteúdo de.

(11) ix. heterocromatina não. influencia,. competição do grão de pólen,. per. se,a. capacidade. que por autor lado,poderia ser. afetada por uma interação deste conteúdo com o genótipo planta.. de. da.

(12) X. ANALYSIS OF KNOB SEGREGATION IN THE F2 AND BACKCROSS PROGENIES. OF. A. MAIZE. VARIETY. Author: Maria Juliana Usberti Decico Advisor: Dr. Margarida L. R. de Aguiar-Perecin. SUMMARY The present work is part of a research line the. main. purpose. has. been. to. study. the. of. which of. effect. heterochromatic knob in the development of maize plants. The inheritance of knobbed chromosomes was analyzed in heterozygote in order. to. investigate. the. occurrence. of. preferential transmission through the egg and the polen. C-bands correspondent to K2L, K3L, K7S. and. analyzed in meristematic cells of root tips of. K9S. were. and. F 2. three. progenies derived from hybribs heterozygous for two, or four knobs. The BC progenies were from. two. was obtained from crosses where the hybrid was. BC. types: used. BC as. 1. a. male parent, and BC carne from crosses where the hybrid was 2 as a female.. In F� and backcrosses between heterozygotes �. homozygotes there were not. deviation. form. and. male. expectation .So. preferential transmission through the egg was not detect. For the study of pollen competitive ability,. five. BC progenies segregating for two knobs (K3L and K7S) 1. evaluated. Samples from the apex and the basis of were analyzed to verify the rate of development. were. the. of. ear. pollen.

(13) xi. grains containing different knob contents OTTAVIANO et alii, 1982). was detected. in. two. Deviation from. progenies.. differences occur in the. rate. This. of. grains containing different knob. adapted the may. expectation. suggest. development composition.. from. of. that. pollen. Samples. of. the basis of additional six BC1 progenies, were studied and two of them also showed deviations. The evaluation of BC progenies segregating knobs. for. three. (K2L, K3L and K9S) and four knobs (K2L, K3L, K7S and. K9S) did not show. deviation. from. mendelian. inheritance,. indicanting no gametic selection. The data suggest that the content of heterocromatin do not influence,per se the polen. competitive. ability,. that. migth be affected by interaction between genotype and knobs composition..

(14) 1. 1.. INTRODUÇÃO. Os estudos dos. cromossomos. do. milho. começaram. McCLINTOCK (1929), demonstrando pela primeira dez cromossomos de milho, que compõem podiam. ser. observação. identificados destes. número. divisão. que. os. haplóide,. através. da. meiótica. em. citologicamente. primeira. na. o. vez. com. micrósporos e mencionou também pela primeira vez a presença de knobs nos cromossomos. Os. knobs. sido. têm. descritos. como. de. estruturas. natureza heterocromática e, dados da literatura relatam que knobs de diferentes tamanhos podem diferentes. posições. nos. dez. estar. em. mais. cromossomos. (LONGLEY,1938; VACCHANI,1951; RHOADES,1955). Há polimorfismo entre espécies correlacionadas, valor adaptativo dos mesmos, e isso. tem. de. 20. milho. de. também. um. indicando. um. sido. usado. caracterização de diferentes raças de milho e para. para. estudos. de evolução. Estudos envolvendo knobs cromossômicos de milho vêm se desenvolvendo. no. Departamento. de. Genética. da. Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"(ESALQ/USP). Escola desde.

(15) 2. os anos 60 e, na década pesquisa. com. o. iniciou-se. 70. de. objetivo. de. se. linha. uma. analisar. de. aspectos. da. estrutura dos knobs e outras regiões. heterocromáticas. dos. cromossomos de milho, e. papel. entender. o. estruturas no funcionamento celular planta.. Destes de. uma. identificou. diferenças. desenvolvimento. metodologia. a. que. bandamente-e. de. diversos. entre. da. principalmente. resultou. estudos. padronização. e. referidas. das. de. tipos. heterocromatina de milho e mostrou-se útil para o estudo de knobs em diferentes estoques de milho, através de. cromossomos. (VOSA. metafásicos. AGUIAR-PEREeIN, 1979, 1985,a,b. e. da. análise 1972;. AGUIAR,. e. AGUIAR-PEREeIN. e. VOSA,. 1985 ). O presente estudo surgiu como mais. amplo,. cujo. objetivo. era. isogênicas para estudo do efeito. parte. de. um. selecionar. dos. knobs.. programa linhagens. Inicialmente. foram analisadas as frequência de bandas-e, correspondentes aos knobs, em. uma. família. de. progênies. s2. e. derivadas da variedade comercial JAe-DURO (endosperma Flint) que revelaram que os mesmos apresentavam bandas posições K2L, K3L, K6L (correspondente a K6L e K6L ) 3 2 K7L, K8L (denominação provisória) e K9S, sendo S. ao braço. curto. e. L. ao. braço. longo. e,. referentes ao par de cromossomo. As bandas. os. s3. duas. tipo nas K7S,. referente. números. correspondentes. às posições K6L, K7L e K8L são homozigóticas. e. constantes. para todos os materiais e as demais segregantes. Em seguida.

(16) 3. foram. analisadas. e. progênies. resultados. os. revelaram que em duas famílias de linhagens,. havia. S� que segregava para os quatro !ocos, aparentemente 4-. um número maior do que o esperado de. segregando. progênies. para as respectivas gerações, após quatro ou. de. derivadas. cinco. ciclos. de autofecundação. Apesar. do. tamanho. destas. relativamente pequeno, em termos. amostras. do. número. analisadas, os dados sugeriram que esses'. sido. ter de. progênies. desvios. poderiam. ser devidos a autofecundação preferencial dos heterozigotos ou transmissão preferencial d e determinadas composições. de. knobs através da megasporogênese ou pelo grão de pólen. Em vista disso, analisar. a. frequências. herança de. foi. delineado. dos. knobs. bandas-e. retrocruzamento e verificar se. um. através. experimento. para. estudo. das. e. de. do. progênies. de as. frequências. observadas. estavam de acordo com as proporções mendelianas esperadas..

(17) 4. 2 2.1. REVISÃO DE LITERATURA Knobs e conceito de heterocromatina. O termo heterocromatina foi criado por por AGUIAR-PERECIN,. 1979), para. designar. Heitz. (citado. regiões. as. dos. cromossomos que permaneciam condensadas durante a intérfase cromossomos. e estariam localizadas em locais definidos dos. foram. homólogos. A partir disto muitos estudos em. diferentes. organismos como. caracterizada. regiões. e. a. hoje, que. realizados. heterocromatina. condensadas. permanecem. durante todo ciclo celular, possuem. replicação. DNA na fase S e. inativas,. são. geneticamente. totalmente, sendo este, investigações.. A. um. ponto. literatura. ainda. polimorfismo cromossômico em relação populações. naturais. de. plantas,. em. tardia. do. parcial. ou. aberto. constatado. tem a. é. estas. para. também. regiões. em. que. a. sugerindo. heterocromatina pode ter um valor adaptativo nos organismos ( Stebbins citado por AGUIAR-PERECIN, 1979). Há. duas. classes. de. heterocromatina. na. natureza:. facultativa e constitutiva. A heterocromatina facultativa é.

(18) 5. transitória,. ou. alternados de. seja,. cromatina. a. eucromatina. estágios. assume. heterocromatina,. e. sendo. não. parte permanente do genoma. Seu papel no ciclo de vida definido. organismos já foi claramente. e. dos. como. existe. mecanismo para inativação de grupos de genes. Um exemplo um dos cromossomos X das fêmeas de mamíferos,. que. um é. segundo. OHNO (1964), torna-se heterocromático nas células somáticas após certo estágio do desenvolvimento do embrião, o chamado corpúsculo durante. todo. o. de. ciclo. Barr,. permanecendo. vida,. de. formando. nesta. inativando. forma genes. os. estruturais deste cromossomo. A. heterocr-omatina. constitutiva. permanente no genoma e não sofre. é. conversão. eucr-omatina no sentido genético, sendo. elemento. um. ao. estado. de. formada. geralmente. de DNA altamente repetitivo. Seu papel no ciclo de vida dos organismos ainda é objeto de intensos estudos e algumas suas passiveis influências. serão. discutidas. no. de. decorrer. desta r-evisão. Em cromossomos de milho, a heterocromatina. encontrada. classificada. em. vários. subgrupos de acordo com a literatura clássica e. os. método. é do tipo constitutiva e pode ser. recentes de padrões,. bandamento cromossomos. heterocromatina:. a. (CARLSON, A,. contêm. 1988) . três. heterocromatina. Os. cromossomos tipos. cêntrica. de ou. centromérica, que ladeia o centrômero; a heterocromatina da região organizadora do nucléolo, que tem como única. função.

(19) 6 a organização do mesmo; e o terceiro tipo que são os knobs localizados a uma certa distância do centrômero. Outro dois tipos. são. encontrados. nos. heterocromatina cêntrica. cromossomos. e. a. B. são:. a. distal. do. e. heterocromatina. cromossomo B. A. partir. do. bandamento-C,. foi. surgimento possível. esses diferentes tipos bandamento-C. surgiu. de. na. e. uso. da. caracterizar. técnica. citologicamente. heterocromatina.. década. de. de. O. 70,. a. método partir. de de. experimentos de hibridação in situ, que tinham por objetivo localizar. DNA. altamente. repetitivo. nos. cromossomos. de. camundongo (PARDUE & GALL, 1970). Os experimentos mostraram que. este. DNA. com. hibridizava.. o. DNA. pericentromérica, e quando se utilizava. o. região. da. corante. Giemsa. para visualização dos cromossomos, essas regiões se coravam intensamente. Da mesma forma Arrighi et alii AGUIAR-PERECIN, 1979), em. experimentos. de. (citados hibridação. situ para localizar DNA repetitivo em cromossomos áreas. observaram centroméricas concluindo. e. serem. cromossômico. intensamente no. segmento estas. humano. as que. constitutiva. A partir. desses. (1971) ,. um. distal. do. regiões. regiões. cromossomo do. in. humanos,. nas. coradas. por. Y,. complemento. possuíam. heterocromatina. resultados. ARRIGHI. &. HSU. evidenciava. a. heterocromatina constitutiva e que passou a ser chamado. de. descreveram. método. que. bandamento-C pela CONFERÊNCIA DE PARIS (1971)..

(20) 7. cromossomos. A aplicação desta técnica em. metafásicos. de milho mostrou que os knobs aparecem intensamente corados nos. Portanto. metafásicos.. cromossomos. bandas-e. as. observadas correspondem aos knobs detectados no A. heterocromatina. da. região. organizadora a. mostra-se menos corada que os knobs e, a. não apresenta coloração diferencial, grânulos. observáveis. AGUIAR-PERECIN diversos. tipos. observação. de. (1985a), de que. em esses. mit6tico (PRYOR et alii,. pericentromérica não. ser. pequenos Segundo. dados. que. diferentes. diferenciadas pelo padrão de. nucléolo. do. pr6-metáfases.. heterocromatina, essas. paquíteno.. evidenciam. replicação. 1980). e. com. consistentes regiões. podem. durante. quanto. à. há. o. a ser. ciclo. presença. de. diferentes tipos de DNA repetitivo (PEACOCK et alii, 1981). Em milho. as primeiras. observações. foram. feitas. em. cromossomos metafásicos de células meristemáticas de pontas de raiz por VOSA & AGUIAR (1972),. aplicando. bandamento-C descrito por VOSA. MARCHI. &. o. método para. ( 1972),. análise de variedades de milho do Brasil e de. teosinte. de a da. Guatemala, México e Honduras. Os autores constataram bandas intensamente coradas próximas às. extremidades. dos. braços. cromossômicos, que deveriam corresponder aos knobs. Trabalhos posteriores realizados por HADLAZKY & KALMAN (1975), caracterizaram a constituição de knobs método de. bandamento-C,. de. três. estoques. através de. autofecundadas e seus híbrido s e comprovaram que. do. linhagens o. método.

(21) 8. era útil para. caracterização. milho, e que bandas-e. de. diferentes. correspondiam. aas. estoques. knobs.. mesma. A. conclusão fai obtida por WARD (1980), que estudou. de. estoques. de milho com composição de knobs conhecidas para demonstrar que. as. regiões. coradas. diferencialmente. pelo. referido. método correspondiam aos knobs observados no paquíteno. Estudos. realizados. por. AGUIAR-PERECIN. AGUIAR-PERECIN & VOSA (1985), para estudo de dos cromossomos. em. milho,. utilizando. a. (1985b). e. identificação. metodologia. de. bandamento-C,caracterizaram estoques autofecundados da raça mexicana Zapalote Chico, onde pôde-se observar que os pares de homólogos eram homozig6ticos para as seguintes posições: 1S, 2S, 2L, 3S, 3L, 4S, 5S, 5L, 6L , 6L , 7S, 7L, BL , BL , 2 1 3 2 e 9S e estaques autafecundados de milho da raça. as. posições. dois. estoques. (raça Avati-Maroti) que era heterozigoto para 2S e 7L. O estudo do. híbrido. entre. esses. cerimonial. para. mostrou que todas os homólogos eram heterozigotas. as. bandas em questão, e que estas modificavam a comprimento do braça cromossômica quando correspondiam a knobs de médio ou grande.. Com. base. nesses. foi. possível. cariótipo. somático. dados. elaborar a idiograma representativo do. tamanho. do estoque de Zapalote Chico e do cariótipo básico de milho sem bandas. Este diagrama pode ser considerado. ilustrativo. do cariótipo somático de milha tornando-se importante estudos. citogenéticos. (AGUIAR-PERECIN, 1987).. de. células. somáticas. de. para milho.

(22) 9. heterocromatina. A influência da. ciclo. no. plantas é ainda uma questão bastante. controvertida. série de estudos têm mostrado atividades. de. vital e. uma. relacionados. aos. knobs, independentes de seu valor adaptativo. Os. knobs. têm. sido. descritos. como. natureza heterocromáticas, localizadas. de. estruturas. em. fixas. posicões. nos cromossomos. Eles podem variar em número e tamanho, planta para planta,. dentro. quando presente. um. em. de. uma. cromossomo. determinada é. uma. de. raça,. e. característica. constante e sua herança é tão precisa quanto a de. um. gene. ( RHOADES, 1955). Até o presente momento. nas. knobs. encontrados. foram. seguintes posições: 1S, lL, 2S, 2L, 3S, 3L, 4S, 4L, 5S, 5L,. 9L,. lOL ,., .. 10L , 1. números de 1 a 10 designam o par cromossômico,. L.. braco. o. S. Os. curto e L o braço longo (McCLINTOCK et alii,1981). No início dos estudos da natureza dos algumas. LONGLEY. controvérsias:. características morfológicas de sugeriu que os knobs seriam presentes,. aumentariam. paquitênicos. diferenças. MORGAN. o. quantitativas. cromossomos. e. por. knobs. Este autor sugeriu também entre cromôcentros nos. outro. núcleos. mais uma. teosinte, e. lado,. encontrou. entre. knobs. numerosos possível. interfásicos. quando. cromossomos. dos. qualitativas. cromômeros, sendo estes menores e. de. grandes. comprimento. surgiram estudando. (1937) ,. cromômeros. (1943). knobs. que. e os. correlação e. os. knobs.

(23) 10. paquitênicos. Com relação ao comprimento. dos. cromossomos,. MAGUIRE (1962) comparando braços cromossômicos knobs, na fase de paquiteno, concluiu. que. com. estes. e. sem. não. têm. influência sobre o comprimento dos mesmos. Foram também realizados estudos heterocromatina dos knobs e. para. compará-la. heterocromáticas do milho (PEACOCK. et. caracterizar. à. outras. alii,. regiões Para. 1981).. isso foram usados estoques com diferentes números de e com cromossomos B. A hibridação in. situ. em gradiente de CsCl\actinomicina. D. knobs. mostrou. sequência de DNA de 185pb, que é isolada como está. um. que. nucléolo e. centromérica,. blocos. de. região. hetrocromatina. nos. localizada. como. Quantificações para densidade. de. cromossomos. flotacão. sequência. renaturação, indicaram que esta. e é. análise o. correlação. entre. tamanho. deste. e. B. de. principal. componente dos knobs nos cromossomos A de milho. e uma. do. organizadora de. a. satélite. knobs e não em outra região heterocromática de milho, heterocromatina. a. que. há de. frequência. reiteração da unidade de 185pb. Em relação ao seu papel.. a. literatura. que. menciona. esta heterocromatina seria geneticamente inativa,. problema. que na realidade continua em aberto. De outra forma, vários estudos têm. demonstrado. que. raças. de. milho. podem. caracterizadas por sua composição de knobs, fato que. ser. levou. os autores a considerar que estes possuem valor adaptativo. Um efeito conhecido. dos. knobs. é. a. formação. de. fibras.

(24) 11 cromossômicas nas anáfases d a. meiose. cromossomo 10 anormal está presente. O papel e também correlações entre. quando. feminina, estudo. knobs. e. morfológicas e fisiológicas das plantas,. sobre. o. este. características serão. discutidos. em ítens a seguir.. 2.2. Uso de knobs para caracterização de raças e estudo. da. origem do milho. O primeiro trabalho que mostrou o valor dos knobs como característica geográfica de um certa variedade LONGLEY (1938) em seu. estudo. sobre. norte-americanas, onde observou. foi. variedades. uma. maior. o. de. indígenas. frequência. de. knobs em plantas do sudoeste dos Estados Unidos e poucos ou nenhum , em plantas do norte ou nordeste daquele pais. WELLHAUSEN et alii (1954) encontraram baixa frequência de knobs nas raças mais antigas do México. Afirmaram também que a seleção natural parece ter favorecido um número desses. marcadores. durante. raças de milho no México. Segundo indicação de que. quando. duas. o. no. desenvolvimento. das. autores,. há. uma. cruzam,. há. uma. estes. racas. aumento. se. tendência dos knobs se acumularem nas progênies do híbrido. Apenas para citar alguns aspectos. do. knobs em relação à distribuição geográfica raças de milho McClintock (cit.. utilização das. dos. diferentes. por AGUIAR-PERECIN,. 1987),.

(25) 12 r-elacionou. ausência. e. frequência. relativa. dos. presença. de. mesmos. knobs, com. tamanho,. e. distribuição. a. geogr-áfica de r-acas da Bolívia, Chile e Equador, onde essas car-acterísticas haviam. sido. previamente. par-tir- desses resultados a autora chegou muitas. r-aças. tiveram. origem. determinadas. conclusão. a. e. que. partir. de. introdução. em. independente. diferentes centros. Através de imigr-ação. A. a. novas r-egiões, pr-ovavelmente em épocas difer-entes, r-aças de diver-sas origens teriam se. originando. novos. tipos r-aciais. Então o conhecimento dos complexos de. knobs. hibridizado,. existentes nos diferentes germoplasmas or-iginais permitiria de. conhecer as direções. migração. seguidas. cada. por. um. deles.. o. knobs. raças,. observar. padrões de variação segundo a origem e deter-minar. direções. uso. de. para. caracterizar. de migração, continua sendo objeto de estudos atuais. previamente. BIRD (1980), fez uma análise de trabalhos desenvolvidos por diversos autores. que. sobre frequência de knobs de milho e. teosinte. de muitas regiões. O objetivo variação do gênero Zea dados,. e. foi. possível. (coleções e raças. observar. foi. baseado. forneciam. na. descrever. análise. dados. originários o. de. grupamentos. padrão. de. todos. os. de. de acordo com sua composição de. taxa knobs.. O autor verificou que em milho havia grande contraste entre raças. Andinas-Amazônicas. e. Andinas-Amazônicas possuiam alta. do. Car-ibe.. frequêcia. As de. raças. knobs. nas.

(26) 13 posições 7L e 6L� { knobs subterminais ), enquanto as raças -..). knobs:. do Caribe apresentaram, geralmente, maior número de são quatro conjuntos que. variam. conforme. as. regionais. Em relação ao teosinte anual, a. subdivisões. maior. variação terminais. apareceu entre os da Guatemala, com muitos knobs. nos braços curtos e longos dos cromossomos e, os do México, com poucos terminais e muitos. sendo. mais. autor,. pelo. intermediários,. semelhantes aos padrões de milho.. Segundo. o. fato de que, durante a domesticação das espécies, sido realizada seleção importantes. na. direta. elaboração. para. de. os. knobs,. modelos. não. ter. eles. são e. taxonômicos. evolutivos. Em relação à origem. do. várias. milho,. investigações. envolvendo a análise de diferentes complexos de knobs. seus centros de origem e direção d e migração, através da análise de raças de milho. das. Américas. e. populações. também. de. teosinte, contribuiram para importantes informações sobre a origem do mesmo. A primeira teoria sobre a origem que considerou os knobs desenvolvida por. como. Mangelsdorf. do. e 1 ementos &. Reeves. milho. cultivado foi. importantes, e. posteriormente. discutido por Mangelsdorf & Camerom e Reeves &. Mangelsdorf. (cit. por AGRUIAR-PERECIN, 1987). Esta teoria postulava que o milho selvagem original era desprovido. de. knobs,. domesticado na América do Sul. Depois foi espalhado América Central onde se. hibridizou. com. o. sendo até. Tripsacum. a que.

(27) 14 possue vários knobs terminais. O híbrido. teria. resultante. retrocruzado com o milho dando origem a novas variedades de mi 1 ho e ao gênero Euchlaena ( teosinte ) • encontrados no milho e no teosinte. Assim. seriam. originários. Tripsacum. Esta teoria foi refutada por vários função da maioria dos. knobs. de. milho. knobs. os. e. do. autores. teosinte. em. serem. intercalados, e os do Tripsacum terminais. Recentemente, há uma tendência de se aceitar de que os knobs do. milho. moderno. não. Tripsacum e sim do teosinte ou de um. se. a. idéia. originaram. ancestral. do. semelhante. ao mesmo. Estudos mais recentes de. taxa. do. gênero. WET (1983), utilizaram o. de. método. de. MASTENEROEK. evolução têm usado o método de bandamento-C. &. e. Zea. bandamento-C. visualizar o padrão heterocromático das taxa do gênero. para Zea. e usaram estes padrões para estudo de relação evolutiva. Os padrões de bandas-e concordaram, na maioria das vezes, as. posições. dos. knobs. grupos. anteriores de paquiteno. Os mays. spp. parviglumis. diploperennis,. Zea. através. conhecidos. var.. perennis,. Zea. mays. spp. foram:. huehuetenangensis, Zea. luxurians.,. encontradas regiões heterocromáticas que descritas,. estudos. de. estudados. mexicana. não. e. Zea. com. Zea Zea. onde. foram. haviam. sido. mays. spp. parv1:glumis. Através de dados obtidos,. os. algumas considerações sobre certas. autores raças. puderam do. gênero. fazer Zea..

(28) 15. Havia uma questão: se o teosinte Chalco era relacionado ao. milho. tão. por. seu. sugerido. como. cultivado,. realmente. status taxonômico e, se as duas taxa de Zea perenes espécies. ser tratadas como. tamanho das bandas-e. e. previamente, os autores perennis. era. diploperennis. Outra questão. Zea. provavelmente. que. derivado. autotetraplóide. um. descritas. características. afirmaram. o. Considerando-se. separadas.. outras. deviam. foi. levantada. z.. de. a. que. de. o. reconhecimento de teosinte de Huehuetenango como subespécie parviglumis não estava de acordo com os dados obtidos, pois o. padrão. teosintes.. Contrastando. relativamente. menos. no. com. taxa. isto,. demais. dos. diferia. deste. heterocromático. diferiam. que. estavam. heterocromático,. padrão. incluidas em diferentes espécies.. As. quetões. evolutivas,. segundo os autores, não poderiam ser julgadas. somente. com. base neste padrão, embora sua importância não. devesse. ser. que. minimizada. Os dados do estudo indicaram sugerida para o gênero Zea não. como. uma. variedade. classificação dos. da. dois. teosinte. subsepécie teosintes. taxomonia as. adequadamente. refletia. relações evolutivas. A posição do. a. Huehuetenango,. parviglumis. perenes. como. e. a. espécies. diferentes, precisariam ser reconsideradas. informações. a. respeito da origem do milho e suas relações com teosinte. e. Ainda, com o objetivo. de. obter. Tripsacum, DENNIS & PEACOCK (1984), verificar. se. a. unidade. mais. fizeram um estudo. repetitiva,. componente. para da.

(29) 16. heterocrornatina do knob do outras duas espécies. Em um. milho, estudo. a. era. mesma. anterior,. alii (1981), havia caracterizado a sequência e do DNA. do. knob. sequências de DNA Tripsac:um. e. de. milho.. Para. heterocromático. foram. clonados,. isto, de. para. as. PEACOCK. et. comprimento extraídos. foram. milho,. sequenciados. teosinte e. realizada. hibridação in situ da unidade clonada do milho em e Tripsac:um. O resultado dessa. técnica. sequência estava presente nos knobs assim também,. como. na. mostrou. das. teosinte que. outras. heterocromatina. do. e. esta. espécies,. knob. de. Zea. Tr i psac:um. tem. diploperennis. As conclus�es do trabalho relatam. que. uma história filogenética em comum com milho e teosinte. Em todas as três taxa, o comprimento do "repeat" é de 180pb a sequência de nucleotideos é mais que 95% entanto,. Tripsac:um. é. conservada.. diferenciado. e No. outras. por. características do DNA do knob: as variantes de 202 e 235pb encontradas no milho e teosinte não que possue uma variante fornece. uma. forte. de. 280pb.. evidência. de. ocorrem A. variante. que. o. Tr ipsac:um. em. de. 202pb deriva. milho. diretamente do teosinte mexicano. Desta forma é importante destacar o quanto da composição de knobs. tem. contribuído. origem do milho, bem corno, a análise de suas raças.. para. a. análise. elucidar. interelação. a. entre.

(30) 17 2.3. Knobs e características. das. plantas. morfológicas. Desde o início do estudo dos knobs, têm procurado. correlacionar. a. e. várias. presença. knobs com características morfológicas. fisiológicas. de. e. pesquisas. determinados. fisiológicas. da. planta , como: características da espiga, altura de plantas e capacidade de combinação entre linhagens. com. composição. de knobs diferentes. BROWN (1949), um dos pioneiros neste tipo observando Estados. variedades. Unidos,. apresentava. linhagens. e. relatou. que. elevado. número. considerou. características. que. os. deviam. genes estar. que. referidos. genes. knobs. de. por. espiga. essas. controlam. localizados. knobs, e como estes reduzem a taxa de adjacentes, os. dos. características. com. externas da espiga, como o número de fileiras Ele. estudo,. autofecundadas. positiva. correlação. de. aos. próximos. permuta. permaneciam. em. regiões. ligados. aos. knobs. BLUMENSCHEIN (1964), chegou a esta mesma conclusão, ao estudar associações. entre. dez. posições. características morfológicas em. plantas. cruzamento entre plantas da raça. mexicana. (elevada frequência de knobs) e. da. (não possuem knobs). Das. 150. de F , 2. raça. associações. foram estatisticamente significativas.. e. 15. oriundas. do. knobs. Zapalote. Chico. Knobless. Flint. analizadas,. 48.

(31) 18. Em relação à frequência de knobs em linhagens de milho e capacidade de combinação, MOHAMED. &. determinarem a número de. linhagens. knobs. de. SHOEIB. ao. avaliarem os híbridos entre elas, encontraram que a capacidade. de. combinação. e xistia. entre. e. egípcias. melhor com. linhagens. elevada frequência de knobs e aquelas com baixa frequência, e propuseram que. os. melhoristas. linhagens antes de chegar. a. knobs, e isto economizaria. poderiam. pelo. homozigose, tempo. selecionar. durante. o. exame. as dos. programa. de. melhoramento. Da mesma forma,. KALSY & SHARMA (1970), em. para verificar capacidade de combinação encontraram que híbridos com. maiores. e. um. vigor. efeitos. eram os oriundos de cruzamento entre linhagens. estudo. híbrido,. heteróticos com. grande. números de knobs e linhagens com poucos knobs. CHUGHTAI. &. STEFFENSEN. apresentaram. (1987),. hipótese para explicar o papel da. heterozigose. uma. dos. nos híbridos: considerando que a replicação e expressão dos genes são eventos precoce de genes. associados, em. a. cromossomo. replicação sem. e. expressão. associada. knobs,. a. replicação tardia dos genes próximos aos knobs, promoveriam um. período. de. sobreposição. da. gênica. atividade. em. knobs,. e. outras com muitos knobs. Os autores propõem, também, que. o. cruzamentos entre linhagens com poucos,. ou. sem. polimorfismo dos knobs em variedades de polinização cruzada é esperado. e,. em. parte,. responsável. pelo. sucesso. das.

(32) 19 mesmas. Apesar da importância prática este polimorfismo não tem. sido. considerado. melhoramento.. diretamente. nos. Isto pode mudar e informações. de knobs em linhagens comerciais. serão. de. programas da. úteis. composição no. futuro,. para os programas de melhoramento de milho Há também estudos mostrando que existe uma. correlação. entre latitude e número de knobs em milho. Foram. iniciados. por Longley e Brown (citados por PORTER &. RAYBURN,. que observaram uma. dos. graduação. do. número. 1990),. mesmos. respeito à latitude: populações de milho situadas. com. mais. ao. norte dos Estados Unidos, tinham menos knobs que populações situadas mais ao sul. O mesmo resultado foi. observado. por. RAYBURN et alii (1985), quando determinaram a composição de bandas-e em linhagens adaptadas à várias latitudes. A correlação entre altitude e número de tem. sido. observada. por. McClintok e colaboradores. diversos. knobs. autores:. também. Bennett. citados por PORTER. &. e. RAYBURN,. 1990). Foi mostrado que populações de maior altitude têm um número menor de knobs que populações de baixa altitude. resultado contrastante a este foi encontrado por RAYBURN AUGER (1990), Arizona, e. foi. ao. estudarem. 12. posteriormente. RAYBURN (1990), e propõem que. populações confirmado. esta. de por. correlação. possa existir apenas nestas populações estudadas.. milho PORTER. Um & do &. inesperada.

(33) 20 2.4. composição. Obtenção de linhagens de milho e estudo da. de knobs das mesmas. Os knobs têm sido utilizados. para. caracterização. de. linhagens em uma escala menor que. para. caracterização. de. diferentes raças de milho. TAVCAR. (1957),. estudando. provenientes da variedade. linhagens. nativa. autofecundadas. Rostrata. na. (cultivada. parte norte da Iuguslávia), encontrou uma variação de 11. a. 20 knobs nas linhagens, concluindo que havia variação entre elas, quanto ao número dos mesmos. BIANCHI et alii estudaram. a. polinização. composição aberta,. encontraram. um. de. de. knobs. coletadas. ao. longo. número. pequeno. 79. (1958),. populações. de. Itália,. e. da. marcadores. desses. usou. citológicos, não excedendo a quatro. VETTURINI (1969) a constituição de knobs para 31. linhagens. de. milho. caracterizar. que. estavam. citologicamente. sendo. para. usadas. produção de milho híbrido, sendo possível caracterizá-las e reconhecê-las através desses estudos citológicos. Dentro dessa linha de pesquisa, BIANCHI (1969). observaram. os. knobs. de. linhagens. &. VETTTURINI. selecionadas, estudadas. 64. linhagens obtidas por autofecundação, por um período de. 12. usadas para a produção. de. híbridos.. anos, a partir de variedades de milho foram estudadas linhagens dois. grupos. mostraram. americanas. inúmeras. Foram. italianas Os. e. também. resultados. diferenças. e. dos. também.

(34) 21 similaridades: a presença de knobs específicos é claramente observada nos dois grupos. O braço longo do cromossomo três possui um knob nas linhagens italianas, mas. no. cromossomo. quatro geralmente não, e ocorre o inverso para as linhagens americanas. Por outro lado,. knob. o. no. localizado. longo do cromossomo cinco está presente. nas. braço. linhagens. ambos os grupos. Um fato interessante foi encontrado. de. pelos. autores nessas linhagens italianas, onde as autofecundações foram. realizadas. por. 12. gerações:. plantas heterozigóticas para certos para o loco K3L), indicando que. knobs. apesar. muitas. havia. ainda. (principalmente. de. alto. grau. de. endogamia, estes ainda segregavam. PASUPULETI (1986) fez estudos citológicas comparativos em duas. linhagens. denominadas. caracterização cromossômica. Mol17. e. 873,. mesmas.. das. visando. O. significado. deste estuda foi enfatizar a importância do uso da cromossômica, referências. especialmente aos. knobs,. no. paquiteno,. para. a. com. análise especial. linhagens. identificar. individuais usadas nos programas de melhoramento. Todos. esses. estudos. foram. realizados. análise de cromossomos paquitênicos. representa a emprego estudos de genealogia. da e. metodologia. O. através. presente de. caracterização. trabalho. bandamento-C de. da. linhagens,. em e. dados preliminares desta análise aparecem em AGUIAR-PERECIN & DEC I CO ( 1 988 l • Todos esses resultados mostraram. aspectos. de. grande.

(35) 22 de. interesse para o nosso trab�lho: 1) que a identificação linhagens,. com. base. nesses. marcadores. é. sempre. quase. possível, mesmo quando materiais de origens diferentes considerados;. 2). heterozigotos para. a. presença. de. determinados. parecem fenotipicamente uniformes, para. uniformidade. de. um. certa knobs. frequência. de. linhagens. que. em. mostra. caráter. a. que. seleção não. é. correspondente. de. visível,. necessariamente acompanhada por um grau. são. homozigose para caracteres correlacionados.. 2.5. Mecanismos que afetam a herança mendeliana. Conforme descrito anteriormente, presente. em. determinado. quando. cromossomo,. um. está. knob. uma. representa. característica constante, sua herança é tão precisa quanto. a. que. a. de um gene, e sua segregação ocorre da mesma cromossômica. ou. gênica,. obedecendo. as. maneira. (RHOADES, 1955). Entretanto dados da literatura existem alterações na segregação dos. de. Leis. knobs,. Mendel. mostram. que. podem. que ser. causadas por uma transmissão preferencial dos cromossomos com knobs através da megasporogênese .Transmissão preferencial de certos locas pelo grão de pólen, tem também sido descrito literatura, conforme será discutido a seguir .. na.

(36) 23 2.5.1. Estudo da segregação. preferencial. cromossomos. dos. não homólogos na meiose feminina. Extensivos. estudos. em. têm. milho. segregação de cromossomos e genes está Leis de Mendel. No entanto existem podem alterar essas. mostrado, de. as que. mecanismos. mendelianas. proporções. com. acordo. alguns. um. e. a. que. desses. mecanismos é a segregação preferencial dos cromossomos. não. homólogos na meiose feminina. foi. área. Um dos primeiros trabalhos realizados nesta. desenvolvido por RHOADES (1942), e segundo ele a segregação preferencial, que é a passagem de um cromossomo para. um. polo. específico,. durante. a. específico. meiose,. detectada geneticamente na oogênese e megasporogênese só um dos quatro núcleos, derivados sqbrevive. Deste modo. a. segregação. da. ser. pode. divisão. onde. meiótica, origina. preferencial. proporções genéticas distorcidas. Este estudo foi realizado com linhagens de. milho. que. possuíam a cromossomo 10 anormal, que difere do normal. por. possuir um segmento extra. distal,. contendo. de. bloco. um. heterocromatina, além de três pequenos knobs. Foi utilizada uma linhagem homozigótica para este gene marcador no estado. recessiva. cromossomo ( r) •. o. e. gene. usado foi o gene da série R ("colored aleurone"),. com. um. marcador sendo. R. dominante sobre r . Esta linhagem foi cruzada com uma outra, homozigótica para o cromossomo. 10. normal. e. com. o. gene.

(37) 24 (R). A seguir o híbrido. marcador no estado dominante. ( F 1) '. heterozigótico para o cromossomo 10 anormal e para o loco R foi. cruzado. normal,. recessivo. alelo. o. possuindo. 10. cromossomo. apresentando. linhagens. com. também. e. ( r). homozigóticas dominantes para outros locos relacionados com cor do. aleurona.. o. híbrido,. No. anormal. 10. cromossomo. proporção. a. possuía o alelo r, e o 10 normal, o alelo R e. esperada na progênie de retrocruzamento seria 1:1 (R/r).. A. e. o. proporção encontrada. (29,8%:70,2'1/.). 188Rr:444rr. foi. 10. cromossomo. esperado seria que plantas rr possuíssem um. anormal, caso não houvesse crossing-over entre o loco R e o segmento extra do. frequência de crossing-over, 100 plantas com. anormal.. cromossomo. genótipos. Para. verificar. a constituição cromossômica de Rr. e. rr. foi. extra,. segmento. entre essas regiões,. e. a. não. proporção. e. observada. havia R:r. crossing-over era. encontrada deveria. devida à ação do cromossomo 10 anormal, que. a. proximidade. frequência encontrada foi igual a um. Devido a do loco R e do. a. estar. incluído em mais de 50% dos óvulos funcionais. Os mecamismos para explicar a segregação preferencial, de homólogos heterozigóticos para. knobs,. foram. por RHOADES (1952) e RHOADES & DEMPSEY (1966), e. propostos para. que. cromátide. com. isto ocorra alguns fenômenos são fundamentais: 1) para a segregação. preferencial. knob do heterozigoto, é necessário que entre o. centrômero. e. o. knob,. para. da. ocorra a. um. formação. quiasma de. um.

(38) 25. cromossomo heteromórfico em relação a sua cromátide; 2) presença de fibrilas do fuso extras na. região. dos. knobs são necessárias para a orientação das cromátides,. de. uma maneira não ao acaso na anáfase I; 3) manutenção da segregação preferencial até a segunda divisão meiótica para possibilitar a ida da knob para o megásporo. da. originará o megásporo. viável.. base. do. saco. cromátide. com. embrionário. que. Paralelamente. a. isso,. os. autores mencionam, que para que os fatores 2 e 3 ocorram. é. necessária a presença do cromossomo 10 anormal,. o. responsável. pela. formação. de. sítios. pois. é. secundários. atividade cêntrica ou neocentromérica, durante a anáfase e anáfase II, sendo um fator importante. para. precoce dos cromossomos com knobs, em direção. o. de I. movimento. ao. polo. célula, durante estas fases da divisão (RHOADES &. da. DEMPSEY,. 1990). Um estudo isolado foi realizado. por. LONGLEY. com objetivo de verificar se outros cromossomos, além do 10 anormal,. possuiam. essa. capacidade. segregação. de. preferencial. Para isso testou-se a segregação preferencial em plantas heterozigóticas (F ) para vários 1. knobs,. em. um. total de 12 locas, na presença ou ausência do cromossomo 10 anormal, através do estudo de progênies de entre o híbrido e linhagens sem knobs. O que qualquer desvio no. número. de. knobs. seria resultado de uma segregação não. ao. retrocruzamento. autor nesta acaso,. considerou população ocorrida.

(39) 26. nas. plantas. megasporogênese.. na. a. Considerando. segregação de cada knob separadamente, o autor observou que todos. estavam. originadas do. presentes. em. mais. de. 50%. indicando. retrocruzamento,. segregação. uma. na megasporogênese. O estudo mostrou também sem. cromossomo. 10. preferencial dos cromossomos frequência. muito. maior. com. knobs.. 50'1/.. que. mesmo. que a. havia. anormal. em. segregação. isto. em. e,. um. viáveis. óvulos. os. knobs. sem. preferencial dos cromossomos com knobs sobre os. plantas. plantas. das. apresentaram cromossomos com knobs. Apesar desse resultado, o. autor. menciona,. que. outros. realizados para uma conclusão do. ser. precisam. estudos mecanismo. segregação. de. dos cromossomos com knobs na ausência do 10 anormal. Como podemos. a. observar,. fundamental,. mostrado como de importância cromossomo 10 anormal,. porém. tais. estudos. dos. maioria. estudos. efeito do cromossomo 10 anormal apenas sobre de um cromossomo em particular: 3 ou 9, que. tem do. presença. a. observaram a. o. segregação. apresentam. ou. não knobs.. 2.5.2. Capacidade de competição do grão de pólen. Segundo PFAHLER (1967), o funcão vítal gerações. na. transmissão. posteriores.. Em. gameta de. plantas. masculino. material. tem. genético. superiores. um. uma para. grande.

(40) 27 número de grãos de pólen de diferentes para fertilizar. um. pequeno. nõmero. genótipos. competem. óvulos.. Tem-se. de. assumido que a capacidade de fertilização é independente de sua constituição genética. Isto é reforçado que. na. maioria. dos. locos. pelo. estudados,. as. fato. de. pr-oporções. mendelianas clássicas, r-esultantes dessa independência, têm sido obtidas. No entanto, para um nõmero pequeno de segregações aberrantes têm sido encontradas,. locas,. aparentemente. resultado de difer-enças na t ransmissão do pólen. Se. a. do. transmissão. pólen. e. seu. genótipo. estão. correlacionados, um mecanismo seletivo pode estar-. presente. e alterar- as fr-equências gênicas e. gerações. zigóticas. em. sucessivas. Deste modo, diversos autores passaram a assumir que a constituição genética do gr-ão de pólen tem sob sua capacidade de fer-tilização, e pr-é-zigótica. r-esu 1 tante. de. uma. ocor-r-e. um. uma. competição. papel. seleção. gametofítica. (SARI GORLA et alii, 1975). Em. alguns. influenciada. casos. pela. gametofítico Ga,. a. ação mas. em. capacidade de. um. de. único. outros. pode. fer-tilização gene,. ser. é. fator. o. devido. a. um. "background" genético. O principal fator dessa capacidade de competição taxa de cr-escimento do tubo polínico. SARI fizeram. um. estudo. característica, e par-a isso,. para. medir. GORLA o. et. valor. foram estudados o. é. a. alii dessa. crescimento. do tubo polínico in vitro e in vivo, sendo este último para.

(41) 28 testar a capacidade de competição de. pólen. diferentes. de. genótipos sobre um mesmo estigma. No estudo in vitro, a polínico de 20 linhagens. e. através do crescimento dos resultado. obtido. foi. de. taxa sete. mesmos. uma. foram. híbridos meio. em. grande. medidas. variação. segregação desse caráter, o que. segundo. indicar o papel. gametofítico. componente. o. sintético. taxa. na. crescimento dos diferentes genótipos, e nos híbridos. do. tubo. do. crescimento. os. de. houve pode. autores. controle. no. genético do crescimento do tubo polínico. No estudo in vivo, medida. um. como. a. aumento. de. capacidade da. base. isso, foram misturadas quantidades. iguais. marcados. com. sobre os estigmas de. plantas. espiga.. da. de. tipos. do. alelo. e. opaco-2. ser. vizualizado. na. tipos de resultados foram encontrados: um tipa de. mistura. significativa. entre. de os. pólen,. não. setores. da. aplicados. geneticamente. conhecidas. possuindo os alelos o a (o gene opaco-2 afeta a 2 2. do endosperma e pode. Para. dois. presença. a. selvagem (+) ou mutante (o ) do gene 2. fertilização. de. frequência. relativa, a partir do ápice para a. diferentes de polén,. foi. competição. estrutura. semente).. uma. espiga,. encontrado um número muito diferente. de. (normal) e opacas por toda a espiga.. Isto. diferença mas. sementes indica. tipo de pólen cresce muito mais rápido que outro e, poucos óvulos, em todos os setores, podem ser. Dois usado. quando foi houve. e. foi. vitreas que. um. assim,. fertilizados.

(42) 29 pelo pólen. que. germina. fatores. resultado é esperado quandos presentes. O sementes. outro. normais. 1 entamente.. mais. e. variavam. opacas. tipo. gametoflticos a. que. foi. resultado. Este. de. estão. frequência. de. acordo. de. com. um. gradiente, do ápice para a base. Os autores concluíram diferentes. fertilização. de. taxas. diferentes tempos de germinação ou. ocorrem. que. devido. velocidades. à. diferentes. do crescimento do tubo polínico e esses fatores podiam diferenciados.. também,. ser. estudo. do. crescimento in vitro reflete a eficiência do pólen per. se,. Concluíram,. que. o. mas não a interação com tecidos do estilete, que um fator importante na capacidade. de. é. competição. também do. tubo. polínico. Para estudar este fator, capacidade de competição do pólen relacionada à interação com esporófito feminino, SARI GORLA et alii (1976), estudaram a capacidade de do pólen de quatro linhagens, com diferenças esse. respeito,. quando. (usadas como fêmea).. cresciam. Como. em. resultado. conhecidas. a. diferentes. plantas dessa. competição. interação,. a. capacidade relativa de competição pode variar de acordo com o genótipo do tecido do estilete, espécies. que. não. revelam. o. que. gera,. auto-incompatibilidade,. pólen.. Para. o. estudo,. a. competição foi medida in vivo, pelo aumento relativa de fertilização do ápice para a. em um. feminino,. na. capacidade. de. mecanismo de seleção por parte do esporófito transmissão do. mesmo. da. base. frequência da. espiga..

(43) 30. Para. isso. como. quantidades. no. iguais. trabalho de. pólen. anterior, geneticamente. marcados com a presença do alelo. selvagem. diferentes,. ou. mutante. gene opaco-2 foram usados para polinizar plantas homozigóticas e. recessivas. para. o. gene. de. misturas. O�. do. femininas ( o ,., o�). .,_ L. ;:_. Na. ausência de competição, seria esperado um número igual dois tipos de sementes. enquanto um aumento. na. relativa de um tipo, do ápice para a. indicaria. base,. dos. frequência uma. maior velocidade de crescimento desse tipo de pólen. Os. resultados. indicaram. que. as. eram. linhagens. claramentes diferentes quanto à capacidade de competição. e. foi possível classificá-las d e acordo com este caráter, que como. não se alterou quando plantas diferentes foram usadas. linhagem. fêmea. O que mudou foi a vantagem relativa de uma sobre outra. Os autores concluíram que a. capacidade. polén-estigma mostrou que a habilidade de. interação. de. fertilização. feminina,. tubo polínico depende também do tecido da planta mas apesar disso podem ser verificadas diferenças capacidade. de. fertilização. dos. diferentes. Através desses trabalhos, fica evidente que há gametofítica. resultante. de. diferentes. do. entre. a. genótipos. um. seleção. capacidades. competição do grão de pólen, cujo principal componente é. de a. taxa de crescimento do tubo polínico, apesar desse fenômeno ser afetado também pela estilar .. interação. entre. pólen. e. tecido.

(44) 31 Para testar o efeito de seleção que age diretamente na geração. gametofítica. aberta, OTTAVIANO et considerando. o. de. uma. alii. polinização. de. realizaram. ( 1982) ,. principal. competição gametofítica e. população. componente r espostas. da. estudo. um. relacionadas. competição. Para isso, usaram uma espiga de. a. essa. população. uma. de polinização aberta e tomaram 40 sementes do ápice sementes da base, separando-as em dessas sementes foram obtidas as. dois. de. capacidade. grupos.. gerações. e. A. 40. partir foram. que. avaliadas para capacidade de competição do pólen. Para isso foi usada a técnica de mistura de pólen, onde. o. pólen. de. volume. de. cada grupo de linhagem foi misturada com. igual. outra. possuía. linhagem. qualquer. (padrão). colorido (sendo este caráter. que. usado. como. mistura de polén foi usada para polinizar. aleurona Essa. marcador). um. hibrido. não. correlacionado e que possuia aleurona incolor . Para medir a capacidade de competição foi frequência de sementes com. aleurona. obtidas. Os resultados mostraram uma competição. do. pólen. padrão: a maioria das espiga inicial. foi. maior. linhagens. das. linhagens mais. incolor. S7 ...;,. avaliada nas. espigas. capacidade. selecionadas obtidas. competitiva. que. da a. a. de. que base. usada. a da. como. padrão, e o inverso ocorreu com as linhagens de sementes do ápice da espiga. inicial.. caracteres esporofíticos na entre linhagens. s3. Foram. avaliados. progênie. também. híbrida. do grupo de sementes da base. alguns. (cruzamento ou. s4. do.

(45) 32 grupo de sementes do ápice e o F ). Os resultados mostraram 1 que a progênie híbrida. entre. linhagens. tinham sementes maiores e maior peso Isto, segundo os autores, indica. s� .::,. seco. uma. e. de. hi brida. o. "seedling".. associação. positiva. entre capacidade de competição gametofítica e diferenças em características esporofiticas . Os. autores. concluiram. que. seleção para maior capacidade de competição é efetiva e que a seleção afeta prinipalmente a taxa de crescimento do tubo polínico, que juntamente com o tempo de germinação do pólen são os principais fatores da capacidade. de. competição. do. mesmo. Com. o. estudo. desses. diferentes. trabalhos. perceber como ocorre a capacidade de competição pólen. e. que. um. fator. importante. dessa. pode-se. do. grão. competição. de. é. velocidade de crescimento do tubo polínico. Por outro lado, o desenvolvimento. do. grão. pólen. de. está diretamente relacionado com a divisão celular, que por ciclo. sua vez está relacionada com a duração do. mitótico.. Uma questão levantada na literatura tem mostrada que blocos heterocromáticos podem afetar a duração do ciclo. mitótico.. NAGL. de. ( 1974) ,. realizou. um. estudo. da. mitótico em plantas anuais e perenes plantas,. encontrando. menor. ciclo. duração três. em. mitótico. ciclo. gêneros em. de. plantas. anuais. O autor demonstrou que mesmo em espécies anuais com maior. conteúdo. heterocromatina,. de estas. DNA,. devido. também. se. a. presença. desenvolviam. de mais. a.

(46) 33. tenderiam. rapidamente, e que os segmentos heterocromáticos a encurtar o ciclo mitótico. Pesquisas com. apresentam síntese tardia, sendo. (PRIOR et alii. 1980),. ainda. mas. efeito sobre o ciclo mitótico,. foi. não. sendo. do. DNA. mostrado. seu. replicação. complemento cromossômico a completar a. do. componente. último. o. knobs. os. que. demonstrado. têm. milho. sugerido. podem. que. aumentar a duração do mesmo. Como pode-se observar o papel duração do ciclo mitótico ainda. da. controvertido. bastante. é. na. heterocromatina. sendo necessárias mais pesquisas nesta área.. 2.6. cromossômicos. Estudos de polimorfismo de segmentos. e. evolução através da metodologia de bandamente-e. Os métodos de bandamento surgiram na década. de. foram inicialmente usados no estudo de populações mostrando-se. adequados. para. regiões heterocromáticas. Ao. de. estudos mesmo. beneficiaram estudos de citogenética. tempo,. esses. vegeta 1,. dos. mesmos.. pois. de. polimorfismo. intra. e. foram. cromossomos,. métodos são úteis para a caracterização de materiais,. estudos. de. métodos. Atualmente. linhagens e raças de milho, conforme citado. e. humanas,. segregação. reveladas diferenças estruturais ao longo dos permitindo a identificação. 70. estes como. anteriormente,. interespecíficos. das.

(47) 34. regiões heterocromáticas, e também para estudos de relações evolutivas entre diferentes espécies. bandamento-C em relação à evolução. Um exemplo do uso do. é o estudo da origem do. trigo tetrapl6ide e hexapl6ide cultivado, a partir de ancestrais diplóides (GILL & KIMBER, 1974).. Os. seus. resultados. apresentaram que o genoma 8 tem mais bandas-e que os outros envolvidos. O. Triticum. speltoides. tem. sido. considerado. possível doador desse genoma, e foi revelado que grande similaridade de padrão de banda-e ao entanto. outras. duas. espécies. de. banda. B.. genoma. relacionadas. selvagem também possuem padrões. apresenta. ao. No. trigo. T.. semelhante:. sharonensis e T. altissimum. Este fato pode indicar. que. o. e. a. T. speltoide pode não ser o único doador do genoma B, origem do T. aestivum e outras espécies de trigo. cultivada. pode ser polifilética. Também no gênero Allium, os padrões de bandamente importantes altamente 1985).Dois. para. a. classificação. espécie-específico grupos. de. do. (Vasa,. espécies. mesmo, citado. podem. ser. distinguidas: cepa e paniculatum por possuírem. são são. pois. VOSA,. por. facilmente padrões. de. bandas altamente específicas. Estudos. de. origem. e. evolução. também. sidos. têm. realizados na gênero Avena e o bandamento-C tem sido para identificação de cromossomas somáticos das espécies (FOMINAYA et alii. usado. diferentes. 1988). Há dois tipos de. conhecidos entre as espécies de. aveia:. o. genoma. genoma A. e. o.

(48) 35 genoma C, que podem ser subdivididos,. dando. Isto. quatro cariótipos bem definidos.. total. um. sugere. de. divergência. evolutiva através de rearranjo estrutural e pode-se esperar a. existência. cariótipos.. O. de. barreiras. do. isolamento. fornece. bandamento-C. conhecimento. no. úteis. de. genomas. infornações e. os. entre. extras,. divergências. as. evolutivas também podem ser demonstradas, bem como torna-se a. possível. identificação. A. concluem. autores. Os. alopoliplóides.. genomas. dos. bandados. estabelecimento de cariótipos. que. de. mais. a. elucidar. as. diferenças. acumuladas. em. com. o. espécies Avena. e. durante. a. diplóides é possível estudar a evolução do gênero ajudar. e. e. especiação de espécies diplódes. O bandamento-C também tem sido usado diferenças. similaridades e usadas na. formação. de. cromossômicas. para. estudo. entre. espécies. interespecíficos,. híbridos. consequências dessas diferenças no. comportamento. de. e. as. meiótico. do híbrido. Um exemplo é o estudo de cromossomos de centeio e suas implicações na obtenção. de. triticale.. FOMINAYA. &. ORELLAN (1988), observaram o comportamento meiótico de três triticales octaplóides derivados de três cruzamentos linhagens. de. centeio. heterocromatina. e. com. trigo. literatura tem. mencionado. encontrada. em. triticale. telomérica. que. pode. diferentes. a. que. reduzir. quantidades. mesmo. com. o. "background".. instabilidade. deve-se. entre. à. de A. meiótica. heterocromatina. pareamento. não. só. em.

(49) 36 cromossomos com heterocromarina mas também. em. não contêm heterocromatina.. também,. que. a. centeio. em. um. heterocromatina. É. mencionado. afeta os c romossomos. de. grau maior que os de trigo, e a. intensidade. está relacionada com o. do. tamanho. (Gupta & Pryadanslan, 1988). No. entanto,. por. citados neste. evidências indicando que. bloco. papel. deste. da. que. efeito. heterocromático. FOMINAYA. trabalho. o. outros. &. ORELLANA, algumas. surgiram. heterocromatina. pareamento cromossômico não s egue um modelo simples,. no os. e. autores não encontraram nenhuma diferença no. comportamento. meiótico dos três triticales com. conteúdos. de. conteúdo. da. heterocromatina,. diferentes. indicando que o aumento. do. mesma não necessariamente afeta o pareamento meiótico. Apenas como ilustração do uso de bandamento no do. polimorfismo. de. regiões. estudo são. heterocromáticas,. relacionados a seguir dois trabalhos em populações. humanas. e um em milho. BUCKTON et al. (1976),. estudaram. polimorfismo. o. três populações da Escócia, sendo duas da ilha principal uma terceira de uma ilha desse. estudo. foi. distante.. determinar. a. o. principal. distribuição. de e. objetivo de. várias. classes de bandas-e e bandas-Q dentro das três populações e determinar se. a. populaça□. ilha. da. isolada. diferia. frequência e distribuição em relação às outras duas. verificadas. as. posições. e. cromossomos. l, 9 e 16, sendo. tamanho o. das. tamanho. na. Foram. bandas. classificado. dos em.

(50) 37. cinco categorias. O trabalho mostrou que quanto ao. tamanho. não houve diferenças das quatro classes de bandas-e, exceto para uma classe onde houve diferença na população. da. ilha. isolada. Outros trabalhos nesta linha foram realizados. por. um. grupo de pesquisadores russos durante vários anos (IBRAINOV 1983), e foi estudado o polimorfismo de bandas-Q. em. treze. populações. cromossômico. humanas,. através. representando. diferentes grupos raciais, nacionais e étnicos, vivendo. em. diferentes. Os. objetivos. zonas. ecológicas. destes. possibilidade cromossômica. estudos. do a. valor certos. da. Eurásia. foram. o. seletivo fatores. e. África.. de da. discutir. a. heterocromatina. ambientais. extremos,. a. possível existência de heterogeneidade interpopulacional ao nível cromossômico e o valor taxônomico do polimorfismo. da. heterocromatina na antropologia. Os resultados mostraram que dentro. das. populações. distribuição de pares homozigóticos e heterozigóticos bandas-Q. está. completo. em. Hardy-Weinberg.. Em. ao. relação. a. valor. heterocromatina foi formulada a hipótese da conteúdo da mesma com o. aumento. pelos. Em. dados. obtidos.. da. de. seletivo. da. diminuição. do. latitude,. relação. à. para. Lei. com. acordo. a. confirmada. heterogeneidade. interpopulacional, resultados da frequência do polimorfismo de bandas-Q foram avaliados e a conclusão heterogeneidade existe. No entanto, as. é. de. seguintes. que. esta. questões.