E veline T eix eira C a ix eta

a p lica d o s a o

m e lh o r a m e n t o d e

p la n t a s

Melhoramento Genético

Variabilidade

Combinação adequada de alelos nos locos que controlam características de interesse é o objetivo da seleção artificial.

Marcadores

Genéticos

Marcadores Genético

p Qualquer elementos capazes de diferenciar, prever e

caracterizar um indivíduo e que sejam reproduzidos na

descendência.

Marcadores Genético

w Marcadores morfológicos (até meados de 60; limitação de número, falta de ligação, influência do meio, efeito deletério de mutações)

w Marcadores moleculares

w Isoenzimáticos

w Marcadores de DNA

Nº virtualmente ilimitado de marcadores polimórficos,

independente do estádio de desenvolvimento da planta e

de variações ambientais

Marcadores Moleculares

w Marcadores genéticos que exploram a variabilidade do DNA

w São características polimórficas herdáveis que refletem diferenças na seqüência de DNA diretamente ao nível de nucleotídeo ou indiretamente ao nível de expressão gênica

w consistem em qualquer fenótipo molecular oriundo de um

gene expresso ou de um segmento específico de DNA

Marcadores de DNA

w Ampla cobertura do genoma

w Neutros fenotipicamente (não afetado pelo ambiente)

w Não afetado pelo background genético - livres de efeitos epistáticos ou pleiotrópicos, permitindo que diferentes marcadores sejam monitorados em uma única população

w A análise de MM pode ser feita em qq estádio e tecido (grande vantagem de seleção antes do florescimento)

w ^{Podem ser} utilizados em gerações altamente segregantes, permitindo a eliminação dos genótipos indesejáveis nas primeiras gerações de seleção

Vantagens

Marcadores de DNA

w Diferença na sequência de DNA

Planta 1

E

M C. arabica C. canephora Híbridos de Timor M

Marcadores

Marcadores baseados em PCR

w PCR = Polymerase Chain Reaction

w Multiplicação in vitro de DNA = replicação in vitro do DNA em grande escala

w RAPD, AFLP, SSR, ISSR, primer específico…

Marcadores baseados em PCR

DNA Polimerase Mg2+

DNA “template”

dCTP

dGTP

Marcadores baseados em PCR

Ta qTa

q Ta q Ta qTa q

PCR

Marcadores baseados em PCR

Marcadores baseados em PCR

Planta 1

Planta 2

Marcadores baseados em PCR

pl1 pl2 pl3 pl4

Marcadores baseados em PCR

M C. arabica C. canephora Híbridos de Timor M E

Marcadores baseados em PCR

1 2 3 4 M 1 2 3 4 5

M 5

Primer específico Microssatélites

Marcadores SNP

w Single Nucleotide Polymorphism – polimorfismo de um único nucleotídeo

w Detecção de polimorfismo resultante da alteração de uma base

w Variação = SNP se ocorrem

em 1% da populção

Marcadores SNP

w Substituição ou inserção/deleção de base (Indel)

Marcadores SNP

w 90% do polimorfismo

encontrado = SNPs

Marcadores SNP

w Alta densidade no genoma + tecnologias de genotipagem = potencial dos SNPs

w Detecção obtida pela comparação entre regiões específicas do DNA obtidas de vários indivíduos

w Genotipagem não se baseia em tamanho de

fragmentos

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

E

M C. arabica C. canephora Híbridos de Timor M

1 2 3 4 M 1 2 3 4 5

M 5

S of is ti ca çã o

? ?

Marcadores de DNA

w Variam quanto:

w Forma de detectar a diferença no DNA;

w Habilidade de detectar diferenças entre indivíduos;

w ^Custo;

w Facilidade de uso;

w Consistência e repetibilidade

Marcadores de DNA

w Conhecer bem os vários tipos de marcadores moleculares;

w Verificar marcadores disponíveis para a espécie que vai trabalhar;

w Conhecer bem a espécie;

w Verificar disponibilidade de estrutura física, recursos humanos, recursos financeiros, equipamentos….

w Analisar o trabalho que será realizado - para que

será utilizado o marcador molecular .

Marcadores de DNA

Aleatório RFLP RAPD AFLP Funcional

RFLP SSR SNP Específic

os

Marcadores de DNA

Funcional RFLP

SSR SNP Específic

os

Projetos Genoma

Projetos Genoma

Sequenciamento

Projetos Genoma

Genômica Funcional

Projetos Genoma

Genômica Funcional

p Genômica

p Transcriptômica

p Proteômica

p Metabolômica

p “ômicas”

G

E

N

E

SNPs COS e Específicos

EST-SSRs

Projetos Genoma

Aplicação da genômica

Marcadores

Moleculares Funcionais

Gene conhecido

Marcadores de DNA

Aleatório RFLP RAPD AFLP Funcional

RFLP SSR SNP Específic

os

Marcadores no Melhoramento

Fingerprintin g de

cultivares Monitorame

nto pureza genética Proteção de

variedades Caracterizaç

ão de germoplasm

a

Estudo de evolução

Soluções específicas

Seleção assistida Teste de cruzamentos

Escolha método melhoramen

to

Análise de pedigree Clonagem

de genes Filogenia Conhecimen

to caráter estudado Detecção de Diagnose de OGMs

doenças

Marcadores no Melhoramento

w Fingerprint

w Marcadores associados a genes

ou característica de interesse G

E

Fingerprint

Indivíduo = seqüência característica de nucleotídeos

Identificação das diferenças – MM

Padrão único = impressão digital genética

Fingerprint

Todo o Genoma

Mapa genético de ligação

Refletem a ordem e a localização relativa de marcadores genéticos dentro de determinado intervalo do DNA

Fingerprint

Fingerprint eficiente

Escolher marcadores que amostrem bem o genoma da espécie - se possível espaçados a menos de 20cM

Fingerprint

Marcadores no Melhoramento

w Marcadores associados a genes ou característica de interesse

G E N E

Seleção indireta

Gene marcado

Aleatório RFLP RAPD AFLP

ISSR SSR SNP...

Funcional RFLP

SSR SNP Específic

os

G

E

N

Gene marcado – ex

Aleatório

BAT 332 x Rudá

F1

F2



Gene marcado – ex

Aleatório

OPAO12 OPAA07

1,60

5,10

cM

Final OPAA07 OPAO12 OPC03

Rudá S - - +

Bat 332 R + + +

F1 R + + +

F2 - 1 R + + +

F2 - 2 R - - +

F2 - 3 R + + -

F2 - 4 R + + -

F2 - 5 R + + -

F2 - 6 R + + +

Gene marcado- ex

Aleatório

OPAA07 GENE OPAO12

5,10cM 1,60cM

 P1 P2 BR BS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Resistentes Suscetíveis

Característica/gene marcado

w Característica qualitativa = controlada por um ou poucos genes.

w Característica quantitativa = causada pela expressão de alelos em vários locos, com efeitos menores; característica controlada pela ação cumulativa de um conjunto de gene

Marca o(s) gene(s)

QTL

w QTL (Quantitative Trait Loci)

w São locos que controlam a característica quantitativa

w Se baseia no princípio de existência de locos de maior importância relacionados com a expressão da característica quantitativa.

w Mapeamento de QTL permite mensurar número de

locos; localizar; determinar modo de ação; determinar o

quanto da variação é explicada.

A

B1

B2

QTL2 QTL1

QTL3

Marcadores no Melhoramento

Mapa genético Marcadores ligados

Desenvolvimento marcadores

Protocolos...

Marcadores de DNA

Aleatório RFLP RAPD AFLP Funcional

RFLP SSR SNP Específic

G os

E

N

Marcadores no Melhoramento

Fingerprintin g de

cultivares Monitorame

nto pureza genética Proteção de

variedades Caracterizaç

ão de germoplasm

a

Estudo de evolução

Soluções específicas

Seleção assistida Teste de cruzamentos

Escolha método melhoramen

to

Análise de pedigree Clonagem

de genes Filogenia Conhecimen

to caráter estudado Detecção de Diagnose de OGMs

doenças

Marcadores no

Pré-melhoramento

Marcadores no Pré- melhoramento

Caracterizaç ão de germoplasm

a

Estudo de evolução

Pré-melhoramento

w Atividades realizadas visando conhecer o material genético antes de introduzi-lo em um programa de melhoramento

w Diversidade

w Como os genes são herdados

w Como genes se relacionam ...

Caracterização molecular de germoplasma

Conservação de germoplasma

GENE

Fingerp rint Fingerp

rint

Conservação de

germoplasma

Avaliar redundância

Caracterização molecular de

germoplasma

Conservação de

germoplasma

Avaliar redundância

Avaliar deficiências

Caracterização molecular de

germoplasma

Conservação de

germoplasma

Permitir e facilitar o acesso dos melhoristas Avaliar

redundância

Problemas específicos

Avaliar deficiências Avaliar coleta, manutenção e

ampliação

Caracterização molecular de

germoplasma

Seleção de Genitores

Identificação

de genes Distância entre

genitores

Caracterização molecular de

germoplasma

Máxima diversidade Material elite

 G = h2  ^{p i/}

L

Diversidade genética

Seleção de genitores

p Marcadores moleculares aumentam a habilidade de caracterizar a diversidade do germoplasma

n Permite estimativa de ganho de seleção

n Entendimento da estrutura da população

n Contribui para identificar e manter reservatório de variabilidade

Diversidade genética

Seleção de genitores

Melhoramento visando obtenção de Híbridos (milho)

Auxílio na alocação das linhagens em grupos heteróticos (estimativa de capacidade de combinação x diversidade usando marcadores);

Seleção de genitores

D is tâ n ci a G e n é tic a

-0.01 0.19 0.39 0.59 0.79 0.99

C . ca n e p h o ra T ri p ló id e H 4 8 4 -2 H 8 4 3 a tim o r U F V 2 9 8 3 a tim o r U F V 1 3 5 9 im o r U F V 3 5 1 -1 3 vi m o r U F V 3 5 7 -4 o r U F V 3 8 6 -1 9 H 4 1 5 -3 o r U F V 3 9 5 -1 4 1 d in d u U F V 3 1 5 -7 6 u rb o n d a C h in a 2 u rb o n d a C h in a 1 A ir i U F V 3 0 9 5 C a tu a í IA C 4 7 C a tu a í IA C 8 6 C a tu a í IA C 3 0 C a tu a í IA C 8 1 C a tu a í IA C 4 4 C a tu a í IA C 1 5 B o u rb o n A m a re lo C a tu a í IA C 9 9 a tu rr a C IF C 1 9 /1 C a tu a í IA C 1 1 3 ra ce n s U F V 4 0 7 2 a m o n U F V 3 0 9 4 a tim o r U F V 1 3 1 0 B o u rb o n o vo I A C 3 7 6 -4 -2 2 vo I A C 3 8 8 -1 7 -1 6 o vo I A C 3 7 6 -4 -3 2 .N o vo I A C 5 1 5 -3 .N o vo I A C 4 6 4 -1 8 íp ic a d e P o rt u g a l T íp ic a d a C h in a C IF C 2 2 3 4 C IF C 4 1 0 6 C . co n g e n si s C . ra ce m o sa

C. arabica

C. canephora

 C. arabica C. canephora Híbridos de Timor

Marcadores no Pré- melhoramento

w Estudo da evolução das espécies do gênero

Estudo de Evolução

Cruzamento interespecífi

co

Marcadores no

Melhoramento

Marcadores no Melhoramento

Melhoramento

Soluções específicas

Seleção assistida Teste de cruzamentos

Estratégia de

melhoramen

to

Estratégia de Melhoramento

A

B1

B 2 QT

L2 QT

L1 QT

L3

 Mapas permitem entender a base da correlação entre características.

w Ex: 5 QTLs responsáveis por 90%

da característica; QTLs em GL distintos e em indivíduos distintos = seleção recorrente;

w Ex: 2 QTL/genes controlam

característica e estão localizados

próximo em um indivíduo – RC

Estratégia de Melhoramento

Escolha estratégia de melhoramento

Mapa = Localização dos genes

Melhor estratégia de ação

Planejamento

Teste de Cruzamento

Teste de cruzamentos

H M P H M P H M P H M P

Autógama Alógama

Seleção Assistida por Marcadores - SAM

w Se baseia na seleção indireta para presença ou ausência de um fenótipo desejado por meio da sequência ou padrão de bandas do marcador molecular localizado no ou próximo do gene.

w O polimorfismo do marcador molecular é um indicativo da presença ou ausência de um gene específico ou segmento cromossomal que carrega um alelo desejável.

w Selecionar em estágio juvenil

w Distinguir homozigotos de heterozigotos de vários locos em uma única geração sem a necessidade de teste de progênie;

w Seleção de vários caracteres ao mesmo tempo

w Reduzem o tamanho da população em cada geração

w Minimizam esforços e recursos nas avaliações Aumentar a eficiência de seleção

SAM

w Avaliação fenotípica é complexa, demanda tempo e/ou apresenta custo elevado; só pode ser mensurada tardiamente

Justificativa de uso

SAM

Morfologia de raiz

Estresse hídrico Tolerância a

salinidade Deficiência e

toxidez mineral

w Introdução de resistência a doenças

w Seleção na ausência do patógeno

w Seleção na ausência da raça

w Detectar combinações de genes - piramidação Justificativa de uso

SAM

SAM

w Método dos retrocruzamentos

w Quando se deseja introduzir uma ou poucas características em genótipo-elite;

w Introdução de característica de herança simples ou oligogênica nos cultivares comerciais de plantas autógamas ou nas linhagens-elite de plantas alógamas (inclusive transgene);

w Consiste em cruzar genitor doador com genitor recorrente,

Recorrente x Doad or

Geraç ão

. F ₁

R C ¹ R C ² R C ³ R ₄

x

x xx

Recorrente x Doad or

Geraç ão

. F ₁

R C ¹ R C ² R C ³ R ₄

x

x

SAM

w Método dos retrocruzamentos

w Até 6 – 7 ciclos de retrocruzamento para recuperação do genitor recorrente + 2 autofecundação + multiplicação de sementes + VCU

w Limitação = tempo gasto - importância do genitor

recorrente???

SAM

w Retrocruzamento assistido por marcadores

Fingerp rint

Recuperar o genitor recorrente

Monitorar a presença GENE

do gene de interesse

GENE

aa ^* : Aa x aa RC ₂

x aa RC ₁ aa ^* : Aa

aa F ₁ Aa x

Geração

Doador AA Recorrente

aa x

aa ^* : Aa x aa RC ₂

x aa RC ₁ aa ^* : Aa

aa F ₁ Aa x

Geração

Doador AA Recorrente

aa x

GENE

RC ₃ AA : Aa ( ⊗ )

RC ₂ Aa x AA

RC ₁ AA : Aa

⊗ ⊗

AA* 1 AA*:2 Aa*:1aa x AA

F ₁ Aa x AA

Geração

Recorrente Doador AA x aa

RC ₃ AA : Aa ( ⊗ )

RC ₂ Aa x AA

RC ₁ AA : Aa

⊗ ⊗

AA* 1 AA*:2 Aa*:1aa x AA

F ₁ Aa x AA

Geração

Recorrente Doador AA x aa

*AA

Fingerp rint

Recorrente x Doador Geração (%Rec.)

F ₁ 50,0 x

RC ₁ 75,0 x

RC ₂ 87,5 x

Recorrente x Doador Geração (%Rec.)

F ₁ 50,0 x

RC ₁ 75,0 x

RC ₂ 87,5 x

0 2 4 6 8 10 12 14

N úm er o de In di ví du os

50-55 56-60 61-65 66-70 71-75 76-80 81-85 86-90 91-95

Porcentagem de Recuperação do Genitor Recorrente

0 2 4 6 8 10 12 14

N úm er o de In di ví du os

50-55 56-60 61-65 66-70 71-75 76-80 81-85 86-90 91-95 0

2 4 6 8 10 12 14

N úm er o de In di ví du os

50-55 56-60 61-65 66-70 71-75 76-80 81-85 86-90 91-95

Porcentagem de Recuperação do Genitor Recorrente

% G en om a do D oa do r

50 45 40 35 30 25 20 15 10

Sem seleção Seleção (10%) Seleção (2%)

55

% G en om a do D oa do r

50 45 40 35 30 25 20 15 10

Sem seleção Seleção (10%) Seleção (2%)

5555

SAM

w Retrocruzamento assistido por marcadores

A

w Se gene não for marcado - seleção fenotípica e seleção do genoma recorrente com marcadores;

w Mapa aumenta eficiência da seleção do recorrente;

w Marcadores flanqueando o gene

alvo podem reduzir a contribuição do

genoma doador nessa região;

SAM

w Retrocruzamento assistido por marcadores

Multilinha Piramidação Piramidação

Piramidação

w Introgressão/acúmulo de vários genes (para uma mesma característica) em uma única variedade

w Resistência (Pedersen e Leath – 1988)

w genes maiores e menores

w genes anulados

w genes efetivos (patógeno avirulento) ou não (patógeno virulento)

w genes raça-específico ou raça-não-específico

w qualquer outro gene que confere resistência ao

patógeno

Piramidação

Aumentar a durabilidade da resistência

Baixa probabilidade de um patógeno

conter todos os

Piramidação

Importância comprovada e proposta antiga (Nelson, 1978 )

Problema

Trabalhoso = combinar vários genes e manter

outras características

Inoculações múltiplas na mesma planta

Vários genes de resistência a mesmo patógeno

= 1 gene mascara efeito

dos demais

Piramidação

Problema

Trabalhoso = combinar vários genes e manter

outras características

Inoculações múltiplas na mesma planta

Vários genes de resistência

Marcadores Moleculares

SAM

w Seleção recorrente

Fingerprint das progênies superiores

Recombinação

de progênies Obtenção de progênies

Avaliação de

C0 C1 C2

Monitoramento de QTLs

Exemplo - Feijão

Piramidação

Feijoeiro comum (Rudá)

Genes de resistência à ferrugem,

antracnose e mancha-angular

Exemplo - Feijão

w Identificar as fontes de resistência e raças do patógeno de maior importância para a região

w Estudar a herança das fontes

w Identificar marcadores moleculares para cada gene

w Obter as isolinhas com os genes de resistência

w Cruzar as linhagens

Piramidação

Exemplo - Feijão

Identificar as fontes de resistência

MANCHA ANGULAR

w ^{AND 277} w ^{MAR 2} w ^{México 54}

w Cornell 49-242

w ^{Bat 332}

FERRUGEM

w ^{Ouro Negro}

ANTRACNOSE

w ^{Ouro Negro}

Exemplo - Feijão

Estudo da herança das fontes de resistência

População Nº de plantas Proporção 2 P(%) R S esperada

Rudá 0 27 0 : 1 BAT 332 27 0 1 : 0 F1 27 0 1 : 0

F2 128 47 3 : 1 0,322 57,046

RCs 33 29 1 : 1 0,258 61,145

RCr 56 0 1 : 0

Exemplo - Feijão

w ^{AND 277} w ^{MAR 2} w ^{México 54}

w Cornell 49-242

w ^{Bat 332}

Um gene dominante

w ^{Ouro Negro} w ^{AB 136}

w ^TO

Exemplo - Feijão

Marcadores moleculares para cada gene

OPAA07 GENE OPAO12

5,10cM 1,60cM

 P1 P2 BR BS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Resistentes Suscetíveis

Exemplo - Feijão

w ^{AND 277} w ^{MAR 2}

w ^{México 54}

w Cornell 49-242

w ^{Bat 332}

Um gene dominante MARCADO

OPAA07 GENE

OPAO12

Exemplo - Feijão

Obter as linhagens com os genes de resistência

Método de Retrocruzamento

w Rudá x AND 277

w Rudá x Ouro Negro

w ^{Rudá x TO}

w Rudá x AB 136

w Rudá x Bat 332

Fingerp rint

Recorrente x Doador Geração (%Rec.)

F ₁ 50,0 x

RC ₁ 75,0 x

RC ₂ 87,5 x

Recorrente x Doador Geração (%Rec.)

F ₁ 50,0 x

RC ₁ 75,0 x

RC ₂ 87,5 x

GENE

Rudá Ouro Negro AND 277

Exemplo - Feijão

Obter as linhagens com os genes de resistência

Método de Retrocruzamento

w Rudá x AND 277

w Rudá x Ouro Negro

w ^{Rudá x TO}

w Rudá x AB 136

w Rudá x Bat 332

Rudá ^Phg-1

Rudá Ur-ON/Co-10

Rudá ^Co-4 Rudá ^Co-3

Rudá Phg-Bat 332 …

Exemplo - Feijão

Cruzar as linhagens

Rudá Ur-ON/Co-10

x

Rudá Co-4

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4

Rudá Co-6

x

Rudá Phg-1

Rudá Co-6, Phg-1

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4, Co-6, Phg-1

x

F 4 contendo todos os marcadores

Exemplo - Feijão

F 4:5

Teste de progênie

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4, Co-6, Phg-1

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4, Co-6, Phg-1

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4, Co-6, Phg-1 ^{F 4:6}

F 4:7

F 4:5 homozigotas

Ensaio de campo

Inoculação e outras características

Rudá Ur-ON/Co-10, Co-4, Co-6, Phg-1

Exemplo - Feijão

Rudá ?

Pérola Talismã

Rudá Ur-ON, Co-4, Co-6, Co-10, Phg-AND

Rudá Ur-ON, Co-44, Co-5, Co-6, Co-10, Phg-AND

Rudá Ur-ON, Ur-5, Ur-11

Exemplo - Milho

w SAM largamente utilizada: uso mais efetivo e direto – retrocruzamento de transgene em linhagens elite, utilizadas para obtenção de híbridos

NIL de transgênico e não transgênico de linhagens elite

Demanda de mercado

w Retrocruzamento também para genes/QTLs de genótipos selvagens

Setor privado

Exemplo - Milho

w SAM para seleção recorrente

w Redução do tempo de 3 a 6 vezes – resultado da seleção precoce, antes da floração e obtenção de 3 a 4 gerações por ano

w Informações fenotípicas e de marcadores podem ser usado conjuntamente – simultaneamente; em sequência; em diferentes etapas...

w Antes da liberação da cultivar – seleção fenotípica

Setor privado

Exemplo - Eucalyptus

F ¹ F ¹ ´ x

F ²

Mapa + QTLs

(propriedade de madeira)

Progênie F ² com mais de 1000 indivíduos

SAM precoce

Seleção outras característica

Exemplo - Algodão

G. hirsutum

x

F ¹

G. barbadence

Gh x RC ¹ Gh x

RC

Retrocruzamento Piramidação Qualidade de fibra

Mapa = RFLP, AFLP, SSR

80 QTLs (comprimento,

uniformidade,

Exemplo - Algodão

G. hirsutum

x

F ¹

G. barbadence

Gh x RC ¹ Gh x

RC ² RC ² S ¹ Gh x

RC ³ Gh x

RC ⁴

SAM

RC ³

SAM

RC ⁴ RC ⁴ S

Retrocruzamento

Piramidação Qualidade de

fibra

10%

n SAM = +50 genes de resistência a fungos, virus e insetos e genes relacionados a qualidade de pão, macarrão e massa – em 75 parentais recorrentes

n Uso de 4 laboratórios high-throughput genotyping

n 80 projetos completos e 350 retrocruzamentos em andamento (duas gerações por ano) – em julho de 2004

Exemplo - Trigo

n Clonagem baseada em mapa do QTL Gpc- B1 (trigo selvagem)

n Gpc-B1 acelera a maturidade e aumenta proteína, zinco e ferro do grão (10-15%)

n Variedades de trigo apresentam cópia não funcional

n SAM sendo usada para incorporar o gene em linhagens elite – próximas de serem lançadas como variedades

Exemplo - Trigo

n Clonagem do Yr36 (trigo selvagem)

n Yr36 confere resistência parcial a ferrugem (stripe rust)

n Yr36 apresenta arquitetura diferente – ainda não encontrado em outro organismo

Exemplo - Trigo

Marcadores no

Pós-melhoramento

Marcadores no Pós- melhoramento

Pós-melhoramento Proteção de

cultivares Monitorame

nto pureza genética Fingerprintin

g de

cultivares

Proteção de Cultivares

w Registro Nacional de Cultivares

Cadastro de informações

precisas sobre as características das cultivares

Assegurar a identidade genética

e comportamento das cultivares

Proteção de Cultivares

Registrada

Diferenças claras de

Identidade Genética

Proteção de Cultivares

Herdáveis Morfológica

Fisiológica Bioquímica

Molecular

Estabelecido para a espécie

Descritores

Identidade Genética

Proteção de Cultivares

Limitações de descritores morfológicos e fisiológicos

w Tempo para as avaliações

w Subjetividade

w Efeito do ambiente

w Estreitamento da base genética das cultivares

Proteção de Cultivares

Apesar de ainda não ser reconhecido como metodologia oficial, MM têm sido utilizados como descritores adicionais para caracterizar e identificar cultivares com fins de proteção de direitos.

Fingerprinting de Cultivares

w Demanda Judicial – pirataria de sementes

w Necessidades:

- Padronização dos procedimentos de genotipagem molecular;

- Eleger conjunto único de locos para a

Monitoramento da Pureza Genética

Mistura de sementes Material segregante

remanescente Linhagens nos

Híbridos

Marcadores

Outras Aplicações

Outras Aplicações

Análise de pedigree Clonagem de

genes Filogenia Conhecimento

caráter estudado Detecção de

OGMs Diagnose de

doenças

Outras Aplicações

w Diagnose de doenças - Xylella fastidiosa

1 2 3 4 M 1 2 3 4 5

M 5

1) DNA X. fastidiosa – Fundecitrus 2) X. fastidiosa – Ervália

3) X. fastidiosa – São Gotardo

4) X. fastidiosa – Araguari

q Critérios a serem considerados na integração de marcadores moleculares no programa de melhoramento:

- Natureza genética da característica (quantitativa x qualitativa);

- Modo de ação gênica (aditiva, dominante, recessiva);

- Efeito do gene na expressão do fenótipo;

- Complexidade da avaliação fenotípica;

- Eficiência com que o marcador seleciona a característica;

- Relação custo/benefício;

- Disponibilidade de recursos técnico-finaceiros.

Considerações

q Situações onde integrar marcadores moleculares é vantajosa:

- Necessidade de identificação de vários genes para uma mesma característica (ex. piramidação resistência);

- Quando o fenótipo só pode ser analisado tardiamente (principalmente espécies perenes);

- Quando é necessária a detecção de alelos recessivos;

- Necessidade de épocas ou regiões específicas para seleção (ex:

tolerância a seca, resistência a doença...);

- Seleção de múltiplas características (convencional – condução e diferentes ensaios, um para cada característica);

Segurança biológica – resistência a pragas e doenças que ainda

q Uso eficiente de marcadores – conhecer bem as metodologias dos diferentes tipos de marcadores e o seu potencial; a cultura que está trabalhando e o programa de melhoramento;

q Seleção assistida por marcadores e seleção fenotípica tradicional não são estratégias excludentes - maior eficiência obtida mediante combinação das duas estratégias;

q A medida que os métodos de genotipagem e

estatísticos vão sendo desenvolvido a tecnologia vai se

tornando mais rápida e demandando menos recurso

financeiro e pessoal - aumenta acesso para os mais

variados programas de melhoramento.

a p lica d o s a o

m e lh o r a m e n t o d e

p la n t a s