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Estudo dirigido I – Melhoramento genético Professor: Wallace Leite Aluna: Amanda Maria de Almeida Silva
1. Defina Melhoramento Genético de Plantas. Quais são os principais entraves de um programa de melhoramento e por quê? O Melhoramento Genético de Plantas é a ciência e a arte de modificar geneticamente plantas para torná-las mais produtivas, resistentes e adaptadas a diferentes condições ambientais e de mercado. O objetivo é desenvolver variedades superiores por meio da seleção e cruzamento de indivíduos com características desejáveis. Os principais entraves de um programa de melhoramento incluem a longa duração dos ciclos de seleção, a limitação de variabilidade genética disponível, a dificuldade de seleção para caracteres complexos (como produtividade e resistência a estresses múltiplos) e as restrições técnicas e financeiras, como infraestrutura inadequada e falta de recursos humanos qualificados. 2. Qual é o histórico do melhoramento de Plantas no Brasil, e qual o papel de instituições públicas e privadas? O melhoramento de plantas no Brasil teve início com a introdução de culturas pelos colonizadores, mas ganhou força a partir do século XX, com a criação de instituições de pesquisa como o Instituto Agronômico de Campinas (IAC) e a EMBRAPA. As instituições públicas foram fundamentais no desenvolvimento de variedades adaptadas ao ambiente tropical e na formação de recursos humanos. Já as instituições privadas, principalmente após a década de 1990, passaram a investir em pesquisa, desenvolvendo híbridos e variedades comerciais, contribuindo para a competitividade do setor agrícola. O setor público ainda é essencial para culturas de interesse social e geração de tecnologia básica, enquanto o setor privado foca em produtos de maior valor comercial. 3. Quais são as etapas de um programa de melhoramento? As principais etapas de um programa de melhoramento são:
- Definição dos objetivos do programa e dos caracteres de interesse;
- Coleta e avaliação da variabilidade genética disponível;
- Cruzamentos para gerar variabilidade;
- Seleção dos indivíduos ou linhagens superiores;
- Testes de avaliação e validação em diferentes ambientes;
- Multiplicação e distribuição das novas cultivares. 4. Porque podemos dizer que o melhoramento de plantas é uma ciência multidisciplinar? O melhoramento de plantas é multidisciplinar porque integra conhecimentos de genética, estatística, botânica, fisiologia, fitopatologia, entomologia, agronomia, biotecnologia e até economia. O desenvolvimento de novas cultivares exige a compreensão tanto dos mecanismos biológicos como das demandas do mercado e do meio ambiente. 5. Defina caracteres quantitativos e qualitativos, e para qual deles o melhoramento de plantas é mais complexo?
Caracteres qualitativos são controlados por poucos genes, apresentam expressão definida (ex: cor da flor, forma da semente) e são menos influenciados pelo ambiente. Já caracteres quantitativos são controlados por muitos genes, têm expressão contínua (ex: produtividade, altura da planta) e são fortemente influenciados pelo ambiente. O melhoramento é mais complexo para caracteres quantitativos, devido à influência ambiental e ao número de genes envolvidos.
6. Quais são as interações alélicas que acontecem nos caracteres quantitativos, qual delas é mais importante durante o processo de seleção? As principais interações alélicas em caracteres quantitativos são a aditividade, a dominância e a epistasia. Dentre elas, a ação aditiva dos genes é a mais importante para o melhorista, pois permite a fixação de ganhos genéticos ao longo das gerações, tornando o progresso previsível e eficiente durante a seleção. 7. Produziu-se um milho híbrido com produtividade de 7.000 kg ha-1 sendo que seus pais tinham média de produtividade de 3.500 kg ha-1. Sendo assim, qual a sua heterose? A heterose, ou vigor híbrido, é calculada pela diferença percentual entre o híbrido e a média dos pais. Heterose (%) = 7.000−3.5003.500×100= 100 Portanto, a heterose obtida foi de 100%. 8. Descreva o modelo genético e fenotípico de um indivíduo. Dentre os efeitos presentes no modelo, qual(is) são os mais importantes para o melhorista e por quê? O modelo genético pode ser descrito como: Fenótipo (P) = Genótipo (G) + Ambiente (E) E o genótipo pode ser dividido em: G = efeito aditivo + efeito de dominância + efeito de epistasia. Para o melhorista, o efeito aditivo é o mais importante, pois é herdado de forma consistente e pode ser acumulado ao longo das gerações, resultando em ganho genético permanente. 9. Quais são os principais parâmetros genéticos que devemos avaliar, como eles estão relacionados? Os principais parâmetros genéticos são: variância genética, variância ambiental, herdabilidade, ganho genético esperado e coeficiente de variação genética. Eles estão relacionados na medida em que a herdabilidade, por exemplo, é a razão entre a variância genética e a variância fenotípica total, e indica o potencial de sucesso da seleção.
Estudo dirigido II – Melhoramento genético Professor: Wallace Leite Aluna: Amanda Maria de Almeida Silva
1. Nos primórdios da agricultura, quais características foram selecionadas com o processo de domesticação das plantas? No início da agricultura, as principais características selecionadas foram a maior produtividade, a ausência de mecanismos de dispersão natural das sementes, a redução ou eliminação de toxinas e substâncias indesejáveis, o aumento do tamanho dos frutos ou sementes, e a uniformidade de maturação. Essas seleções facilitaram o cultivo, a colheita e o consumo, tornando as plantas mais adequadas às necessidades humanas. 2. O melhoramento se dá de duas formas para o aumento da produção de culturas, quais são elas? O melhoramento ocorre por meio do aumento do potencial genético das plantas e da melhor adaptação das cultivares ao ambiente. Ou seja, pode-se obter ganhos tanto pelo desenvolvimento de novas variedades superiores geneticamente quanto pela seleção de plantas mais adaptadas às condições locais. 3. Defina erosão genética e como ela ocorre. Erosão genética é a perda de variabilidade genética em uma população, espécie ou agroecossistema. Ocorre principalmente pela substituição de variedades tradicionais por cultivares modernas, uso intensivo de poucas variedades, desmatamento, mudanças ambientais e pela falta de conservação adequada de germoplasma. 4. Comente sobre uniformidade genética. Uniformidade genética é a presença de indivíduos geneticamente semelhantes dentro de uma população ou cultivar. Ela é desejável em muitas situações agrícolas por garantir padrão nos produtos e facilitar o manejo, porém pode aumentar o risco de vulnerabilidade a pragas, doenças e mudanças ambientais. 5. Quais são os riscos que uma agricultura altamente melhorada pode ter? Os principais riscos incluem a redução da diversidade genética, o aumento da vulnerabilidade a pragas e doenças, dependência de insumos externos e possível perda de variedades adaptadas localmente. Isso pode comprometer a sustentabilidade e a resiliência dos sistemas produtivos.
6. Qual a importância da manutenção da variabilidade genética para o melhoramento de plantas? A variabilidade genética é fundamental para o sucesso dos programas de melhoramento, pois fornece a base para a seleção de novas características e para a adaptação a mudanças ambientais e desafios como pragas e doenças. Sem variabilidade, o progresso genético é limitado. 7. Quais os tipos de bancos de germoplasma, como devemos proceder para cada tipo de plantas, anuais, perenes, com sementes ortodoxas e recalcitrantes? Os principais tipos são bancos de sementes, bancos de campo (plantas vivas) e bancos in vitro. Para plantas anuais com sementes ortodoxas, recomenda-se o armazenamento em condições controladas de temperatura e umidade. Para perenes e plantas com sementes recalcitrantes, o ideal é a manutenção em bancos de campo ou em cultura de tecidos in vitro. 8. Defina centro de origem e de diversidade. Centro de origem é a região onde determinada espécie foi inicialmente domesticada e apresenta grande variabilidade genética. Centro de diversidade é o local onde se encontra a maior diversidade genética para uma espécie, podendo coincidir ou não com o centro de origem. 9. Qual a importância das coleções ex situ, in situ e in vitro? Coleções ex situ (fora do habitat natural, como bancos de sementes), in situ (no ambiente natural, como reservas) e in vitro (em laboratório, por cultura de tecidos) são essenciais para a conservação e utilização da variabilidade genética, permitindo o acesso de melhoristas a materiais genéticos para futuros cruzamentos e pesquisas. 10. Porque é importante a experimentação para o melhoramento de plantas? A experimentação é fundamental para avaliar e comparar diferentes genótipos, estimar parâmetros genéticos e ambientais, validar técnicas e garantir resultados confiáveis, possibilitando a seleção dos melhores indivíduos de forma científica. 11. Defina: estatística experimental; experimento; tratamento; parcela; variação ao acaso; delineamento experimental. Estatística experimental: ramo da estatística voltado ao planejamento, análise e interpretação de experimentos. Experimento: procedimento científico para testar hipóteses e obter informações sobre determinado fator. Tratamento: cada uma das condições, genótipos ou práticas comparadas no experimento. Parcela: unidade experimental onde é aplicado o tratamento.
18. Em relação aos sistemas reprodutivos, como as plantas que se reproduzem por reprodução sexual são classificadas? São classificadas em plantas de reprodução autógama (autofecundação), alógama (fecundação cruzada) e de reprodução mista. 19. Principais tipos de cultivares desenvolvidos e explorados comercialmente Os principais tipos são: cultivares de linhagens puras, híbridos, sintéticos, compostos, clones e variedades abertas, dependendo da espécie e do sistema reprodutivo. 20. Quais são as principais causas da interação genótipo x ambiente? Tipos, qual a mais importante para o melhoramento e por quê? Implicação para recomendação de cultivares. As causas principais são diferenças ambientais, estresse, solos, manejo, clima, pragas e doenças. Os tipos podem ser simples (diferença apenas de magnitude) ou cruzada (mudança de classificação dos genótipos entre ambientes). A mais importante é a cruzada, pois pode mudar a indicação de cultivares conforme o ambiente, sendo fundamental para recomendar cultivares adaptadas a diferentes regiões.
Estudo dirigido III – Melhoramento genético Professor: Wallace Leite Aluna: Amanda Maria de Almeida Silva
1. Explique porque em espécies alógamas o conceito de genética de populações é mais importante do que em autógamas? Em espécies alógamas, ocorre cruzamento entre indivíduos geneticamente diferentes, o que mantém alta variabilidade genética na população. Por isso, o conceito de genética de populações é fundamental para entender como os genes se distribuem, como ocorre a evolução e como se dá o melhoramento. Em autógamas, como há autopolinização, a variabilidade diminui rapidamente, tornando o conceito menos relevante. 2. Quais as consequências do alto índice de heterozigotos na população em um programa de melhoramento dessas espécies? O alto índice de heterozigotos proporciona maior variabilidade genética, favorecendo a adaptação da população e o aproveitamento do vigor híbrido. Porém, isso pode dificultar a fixação de características desejáveis, exigindo estratégias específicas para que essas características sejam transmitidas às próximas gerações. 3. Qual é o principal objetivo do melhoramento de espécies alógamas? O principal objetivo é aumentar o potencial produtivo e adaptar as populações a diferentes ambientes, aproveitando a variabilidade genética e o vigor híbrido presentes nessas espécies. 4. Quando usamos métodos de seleção massal em espécies alógamas? A seleção massal é utilizada para melhorar populações em características de fácil observação e alta herdabilidade, aproveitando a variabilidade natural e mantendo a diversidade genética dentro da população. 5. A seleção recorrente em espécies alógamas é um importante meio de obtenção de populações melhores. Descreva este método e desenhe o seu gráfico e esquematize. A seleção recorrente consiste em selecionar os indivíduos superiores de uma população, cruzá- los entre si e, assim, formar uma nova geração. O processo é repetido por vários ciclos, acumulando genes favoráveis ao longo do tempo e promovendo ganhos genéticos sucessivos. O gráfico típico mostra o aumento do valor médio do caráter selecionado ao longo dos ciclos de seleção. 6. Temos vários tipos de progênies em espécies alógamas, quais são elas e benefícios que cada uma traz ao melhoramento? As principais progênies são: meio-irmãos, irmãos completos e autofecundação. Progênies de meio-irmãos permitem avaliar o potencial genético das plantas mães. Progênies de irmãos
14. Comente sobre a origem da variabilidade genética e o esquema geral de seleção de clones no melhoramento de espécies propagadas assexuadamente. A variabilidade genética pode surgir por mutações espontâneas, introdução de novos clones ou recombinação antes do processo de clonagem. O esquema de seleção de clones inclui a identificação de plantas superiores, multiplicação e avaliação contínua dos clones para identificar os mais produtivos e resistentes. 15. Descreva as principais vantagens e desvantagens da propagação vegetativa tanto para o melhoramento de plantas como para a produção comercial. A principal vantagem é a manutenção das características superiores das plantas e a uniformidade dos produtos. As desvantagens são a maior vulnerabilidade a doenças, a baixa variabilidade genética e a dificuldade de adaptação a mudanças ambientais.
