Sistemas de Reprodução de Plantas | Melhoramento Genético Vegetal

o Olá seja bem-vindo à aula de melhoramento genético vegetal da Universidade Federal de Santa Catarina eu sou o Tiago tomazetti e na aula de hoje vamos falar sobre o sistema de reprodução de plantas quanto as formas de propagação lembrando lá da disciplina de horticultura as plantas podem ser propagandas de forma sexuada ou assexuada e isso vai ter algumas implicações importantes para o melhoramento de plantas conforme nós vamos ver daqui para frente a reprodução sexuada envolve eventos de recombinação devido ao processo de meiose onde tem o próximo ver e posteriormente a fusão dos gametas masculino e

feminino formando eu boto todo esse processo envolve a variabilidade genética é como se estivesse embaralhando novamente o Genoma da planta e por outro lado na reprodução assexuada não existe eventos de recombinação o que se tem é uma clonagem da planta obtida pelo processo de mitose onde uma célula 2n dá origem a outra célula 2n onde o novo indivíduo é uma cópia Idêntica do indivíduo anterior dessa forma nós temos a manutenção das características e isso vai fazer toda a diferença nos métodos de melhoramento utilizados para plantas que são possíveis de serem propagadas vegetativamente os principais métodos

de propagação assexuada são a estaquia como a figueira o lúpulo e muitas outras plantas a enxertia como é o caso da videira a macieira entre outras a pô Mix O que ocorre em várias espécies de citros e de gramíneas e também tem a cultura de tecidos onde pode ser realizado várias técnicas como microestaquia microenxertia embriogeneses e etc e de qualquer forma durante a propagação assexuada o novo indivíduo vai ter a mesma combinação alélica que o indivíduo antecessor Ou seja é um clone somado de algum evento de mutação que pode ocorrer no processo porém nós veremos

na próxima aula a frequência de mutações tender a zero e pode ser descartado durante o processo de seleção algumas plantas que apresentar em alguma mutação que não seja do interesse isso nós iremos ver mais detalhadamente na próxima aula então de forma geral nós podemos dizer que todos são indivíduos clonado a partir da propagação assexuada e na propagação sexuada por outro lado nós temos todo aquele vender meiose então a união de gametas ou crossing-over a recombinação gênica tudo nasce a partir desses eventos de recombinações que podem dar origem a indivíduos com uma carga genética diferente dos

seus pais estão com os mesmos genes os mesmos alelos porém combinados de forma diferente da propagação sexuada que nós temos então é uma propagação e as sementes na casa da propagação assexuada Como comentei antes o único modo que vai ter sementes é através da apomixia ou da semente sintéticas no caso da cultura de tecidos daí já é outra parte mas aqui no caso da propagação sexuada são aquelas plantas que se reproduzem via sementes E quanto a estrutura reprodutiva das Flores nós temos flores masculinas femininas e hermafroditas aqui o exemplo da videira temos alguns genótipos que

possui somente a flor feminina como pode ser visto aqui nessa imagem onde as anteras aqui o androceu ele é atrofiado ele não é funcional E tem também algumas outras alguns outros genótipos que possuem somente a flor masculina aqui no caso é o gineceu que não existe nessa flor somente tem o androceu bom e como síndrome da domesticação que nós falamos lá nas aulas anteriores da síndrome da domesticação nós temos uma flor hermafrodita ou seja ela possui o androceu aqui a parte masculina que produz o pólen eo gineceu aqui no centro então aqui a vista lateral

e aqui a vista superior Ah e não puxei aqui o caso da videira porque é uma espécie tem muito bom no seu trabalhar e tem esses exemplos de genótipos silvestres que possuem ainda um sexo em cada planta Nós já vamos ver aqui essa chamada de dislexia logo a gente vai entrar nos termos técnicos porém a videira tem também nos genótipos domesticados as flores hermafroditas bom então as flores nós podemos classificar elas como flores masculinas femininas ou hermafroditas já as plantas vamos ver aqui os principais tipos uma planta é hermafrodita é dita daquela que possui as

flores perfeitas ou seja flores hermafroditas que são a maioria das espécies vegetais então como eu mostrei ali uma flor que possui a o androceu eo gineceu na mesma flor nós temos também as plantas monóicas que elas possuem os dois sexos porém em flores separados na mesma planta o exemplo mais comum disso é o milho que possui a parte de uma de forma espiga é a parte feminina e na parte superior da planta Tem a parte masculina outros exemplos também são abóbora Seringueira porém existem diversas plantas monóicas Depois temos as plantas dióicas onde cada planta possui

um sexo qual o exemplo da videira Silvestre como eu demonstrei na imagem anterior e também da Araucária que existem plantas masculinas e plantas femininas também é o exemplo de alguns casos do mamoeiro e existem também as plantas polígamas que elas possuem flores de ambos os sexos e Flores hermafroditas na mesma planta é o melhor exemplo desse tipo de planta é o Cajueiro bom então quanto o sistema reprodutivo nós podemos classificar as plantas como autógamas alógamas ou intermediárias as plantas autógamas são aquelas que realizam preferencialmente a autofecundação ou seja ela segunda ela mesma a planta alógama

são plantas que preferencialmente realizam a fecundação cruzada e as intermediárias elas fazem tanto autofecundação quanto o fecundação cruzada dependendo da condição aqui nós colocamos em classes diferentes Porém isso não na verdade não são classes Exatamente são na verdade um continuou como pode ser visto Aqui nós temos então na nossa linha plantas com preferencialmente autofecundação que são afinar os classificamos como autógamas normalmente as classificações como autógamas elas necessitam ter mais de noventa e cinco porcento de autofecundação e para ser classificada como alógamas mais de 90 o centro de fecundação cruzada e as que fazem uma taxa

intermediária que de autofecundação é fecundação cruzadas são chamadas de intermediárias Ok então determinar esse sistema reprodutivo se a planta é o programa é alogama ou é intermediária vai fazer toda a diferença no planejamento de um sistema de e melhoramento genético nós vamos ver um pouco das implicações disso Porém isso vai daqui para frente em toda a disciplina nós vamos comentar das diferenças entre autógamas e alógamas métodos para autógamas e métodos para alógamas e como nós vemos as autógamas possuem autofecundação predominante com isso acaba evitando o surgimento de heterozigotos que ao longo das Gerações vão ficando

cada vez mais raros E com isso possui genótipos fixados ao longo das Gerações e os alelos deletérios são excluídos devido às altas fecundações quando os alelos deletérios que eles entram em homozigose aquela planta apresenta um fenótipo na que não é favorável e com isso não vai conseguir deixar descendentes dessa forma os alelos deletérios vão sendo excluídos aqui como exemplo Então tem um fenótipo hipotético de uma planta autônoma podemos ver que todos os blocos considerar que cada letra é um lóculo cada parzinho né porque é dois enes né uma planta diploide no exemplo aqui então azão

azão o bebezinho bebezinho vocês vão sesão desenho desenho exam exam fgmf Zinho e como podemos ver todos os blocos em homozigose os principais exemplos que podemos citar de plantas autógamas e a soja o feijão o trigo e o arroz no entanto várias outras possuem essa característica e os mecanismos que favorecem a autofecundação São o hermafroditismo então plantas que possuem flores hermafroditas a três toda minha como exemplo do arroz e da soja Play Store a Mia é o mecanismo em que a flor ela somente se abre após a fecundação em alguns casos ela nem cê abre

então o que que ocorre o abertura da flor é o que nós chamamos de antese então quando a fecundação ela ocorre anterior antese dessa forma a planta garante aqui quando a flor abrir ou pólen já vai ter sido depositado um estigma da flor e ocorrendo a fecundação ainda assim existe uma possibilidade de algum pólen da planta vizinha acabar caindo ali O porém essa taxa é é muito rara outro mecanismo que favorece a autofecundação são as flores protegidas normalmente por uma estrutura que chamamos de quilhas que é o caso do feijoeiro então se for ver a

flor do feijão tanto o androceu quanto hoje né seu ele fica protegido pela ilha e com isso então ocorre a garantia praticamente da autofecundação da do gineceu pelo ano do seu da própria planta e ainda temos quanto a morfologia floral Como é o exemplo do tomateiro quanto a morfologia vários formatos de flores podem favorecer a autofecundação porém é seu mecanismo - garantindo que nós temos porém se for ver como no caso do tomateiro as anteras circundam o gineceu e dessa forma Praticamente todo podem fortalecer ali vai ser produzido pelas próprias antigas agora vamos fazer em

contraste com as plantas alógamas plantas alógamas como comentamos são aquelas que possuem fecundação cruzada predominantemente elevada heterozigose é observada se nos recordarmos lá quando falamos das plantas autógamas todos os blocos estavam em ovos e goze aqui em plantas a logo mas a maioria dos blocos vão Tang heterozigose é claro que aqui o exame um pouco eu coloquei todos eles em heterozigose não é necessário que todos estejam em heterozigose o comum aqui metade deles esteja em homozigose 25% em homozigose dominante vencem por cento de homozigose recessiva se for aqui pensar em alelos com a mesma frequência

porém só para deixar de forma mais claro aqui que existe heterose dentro dos Lopes nas aulas futuras nós vamos comentar sobre isso esse aqui por exemplo seria o genótipo de um híbrido simples onde todos os blocos fez carinho em heterozigose E além disso cruzamento entre aparentados ou gera depressão por endogamia EA expressão de alelos deletérios como nós vemos aqui muitos loucos eles vão estar em heterozigose se um Alelo como por exemplo esse F Zinho for deletério o que vai acontecer é que o s e maiúsculo aqui o é fusão como ele é dominante não vai

estar silenciando e essa planta aqui vai produzir normalmente deixar descendentes etc pessoa quer dizer que existe uma possibilidade de alelos deletérios serem mantidos na população na forma dos heterozigotos no caso se fosse fazer uma autofecundação aquele os genótipos que pegassem esse ou efe Zinho hipoteticamente aqui em homozigose eles iriam ser deletados da população posicionados pretérito então eles iriam ter menos o aparecimento e deixar descendentes na próxima geração então devido a isso nós temos uma pressão Por endogamia que nós vamos ver o que que é e também a possibilidade de expressão de alelos deletérios quando realiza

o cruzamento entre aparentados e a depressão por endogamia ela ocorre quando se realiza cruzamento entre aparentados ou mesmo a autofecundação que é mais comum ao longo de sucessivas gerações então nós temos aqui o vigor da planta não é xu y e o número de gerações em Auto fecundação no FS se pegarmos uma planta alógama e foram realizando autofecundação a cada geração ela vai reduzir o vigor em alguns casos em algumas espécies eu até mesmo em algumas populações É possível levar isso até o ponto de tornar a planta homozigota em alguns outros casos chega num ponto

num certo ponto que a planta não possui vigor de gerar deixar descendentes Então depende de cada espécie fosse a realizar essa depressão por endogamia até certos níveis como exemplo de plantas alógamas nós temos a cebola as gráficas o milho que é o mais cultivado das plantas alógamas o girassol e inúmeras outras e quanto aos mecanismos que favorecem a fecundação cruzada nós temos a dislexia que são as plantas de óticas que possuem um sexo e em cada a planta separada como nós comentamos antes então uma planta é masculina e outra feminina Esse é o mecanismo que

garante 100% que a fecundação vai ser cruzado não tem como ocorrer a autofecundação nesse caso e depois temos a mão nos ia que favorecem a fecundação cruzada porque flores masculinas e femininas estão em Pontos diferentes a planta nós temos também a divulgar minha que pode ser subdividida ainda em protogene a e protandria a fotogenia é quando o gineceu matura antes do androceu e a protandria é quando o androceu matura antes do gineceu tão divulgar a minha é a maturação de androceu-gineceu ou seja da parte masculina e da parte feminina em momentos separados dessa forma quando

a planta tá receptiva ao pólen ela ainda não produz o pólen e quando ela produz o pólen ela não está receptiva ao pólen se a maturação do gineceu ocorrer anterior a do ano nasceu nós chamamos esse mecanismo de prótons Jenner E se ela ocorrer posterior nós chamamos de bota Andréa a nós temos também as mecanismos de autoincompatibilidade que aqui vão entrar alguns nomes um pouco estranhos mais para frente nós vamos destrinchar O que significa cada um desses conceitos e vocês vão ver que é bem simples na verdade de autoincompatibilidade Pode ser gametofítica ou esporofítica e

ainda pode ser como maior fica o heteromórfica que nós vamos ver mais para frente a gametofítica ela é gerada pelo Alelo S do grão de pólen ou seja pelo Alelo haplóide da do grão de pólen a esporofítica é gerada pelo Alelo diplóide da planta que gerou o grão de pólen e eu tenho também as barreiras mecânicas assim como tem a morfologia da flor lá nas autógamas que pode favorecer a autofecundação aqui existem Barreiras mecânicas da flor e favorecem a fecundação cruzada como haver uma pétala por exemplo entre parte masculina e feminina ou de algum outro

modo que mesma flor sendo hermafrodita favor essa a fecundação cruzada ou desses favoreça a autofecundação quanto ao mecanismo de dica agonia como eu comentei anteriormente a protogene a ocorre quando o estigma torna-se receptivo antes da decência das Antenas como exemplo nós temos o abacateiro à Batateira EA goiabeira-serrana a própria Andria ocorre quando as panteras que a parte masculina Thor eu senti antes do estigma se tornar receptivo isso ocorre por exemplo no milho na cenoura e na framboesa quanto aos mecanismos de autoincompatibilidade eles podem ser uma mórficos ou heteromórficos a heteromórfica ela só pode ser esse

Profética já homomórfica pode ser gametofítica ou esporofítica ok mas o que é cada vez terão de ser enfim conta em compatibilidade como mórfica vamos ver primeiro que pode ser classificado em gametofítica e esporofítica a imcompatibilidade gametofítica ocorre com a interação entre o genótipo haplóide do grão de pólen com o genótipo diplóide do pistilo ou seja o genótipo haplóide da planta pai com o genótipo diplóide do estilo Se esse for o fica ocorre quando o genótipo diplóide da formação do grão de pólen não é compatível com o genótipo diplóide do pistilo e aqui tem também a

dominância alérgica nós vamos ver que isso na verdade é bem simples aqui como exemplo então dá autoincompatibilidade ou mostra gametofítica então lembra é só lembrar que gametofítica vende gameta julgamento é a metade lá formada na meiose então é determinado pela célula haplóide nós temos aqui três exemplos uma planta mãe com o genótipo S1 S2 e se chegar um pólen com a célula haplóide S1 ou com haplóide S2 não vai conseguir penetrar e fazer a fecundação o pólen pode até germinar em alguns casos nem germina que a barreira já aqui em cima porém durante a formação

do tubo polínico outro polínico é interrompido e não ocorre a fecundação de outro modo aqui pensando numa planta mãe com o genótipo diplóide o tecido dois ns1 S3 e o S1 é o mesmo haplóide desse grão de pólen aqui então ele não vai conseguir realizar a fecundação o S3 ou sus3 nenhum é possui o mesmo Alelo desse grão de pólen aqui E com isso então ele pode penetrar e realizar a fecundação normalmente isso evita com que essa planta que produz a pólen ses3 alto segundo ela mesma porque a garantia de que o S2 ele veio

de uma planta externa tô aqui pensando em uma planta S3 S4 com pólen haplóide S 11 podem a pode S2 ambos conseguem realizar a fecundação e formal zigotos e na autoincompatibilidade como mórfica esse Profética existe também a possibilidade de dominância além do que o genótipo 2 n da planta manha da planta pai é levado em consideração e por exemplo nesse caso aqui podemos considerar a mesma a mesma sequência de dominância entre alelos na planta página planta-mãe E se o alelo S1 domina sobre o S2 que domina sobre o S3 que dominas o PS4 na planta

mãe igual e vamos imaginar então uma planta mãe que possui o genótipo diplóide sus2 ou seja quem vai determinar autoincompatibilidade será o s 11 Se eu chegar a grão de pólen sus3 porque aqui O que determina é também o genótipo diplóide do grão de pólen ele vai reconhecer com um S um e não vai ocorrer a fecundação aqui além do que o s 11 também domina sobre o S3 aqui na planta pode também e no segundo exemplo uma planta mãe S1 S2 o pólen S2 S3 ocorre a alta incompatível dela também porque ocorreu aqui o

reconhecimento do S2 e do S2 aqui lembrando que aqui no caso S2 tá dominando sobre o S3 e no último exemplo um genótipo S1 S2 cruzando com um grão de pólen que possui S2 S3 germinam e formam a fecundação e esse mecanismo Apesar dele ser mais restritivo para algumas fecundações como nós vemos aqui ainda ele abre uma brecha para ocorrer a autofecundação devido à existência de dominância e a possibilidade de inversão da dominância o alto em compatibilidade o mar fica esporofítica com inversão de dominância nós temos na planta pai com genótipo como vimos anteriormente onde

S1 domina sobre S2 e na planta mãe um genótipo onde S2 domina sobre as um Então o que vai estar determinando a autoincompatibilidade aqui na planta mãe é o S2 e o que vai estar determinando a alta em compatibilidade no pólen é o S1 e quando esse grão de pólen chegar no estigma quem vai estará determinando a compatibilidade será o s 11 no caso da planta mãe quem vai estar determinando será o S2 Então não vai ter reconhecimento em compatível e pode ocorrer a fecundação formando possíveis homozigotos bom então tudo isso que nós vemos de

alta em compatibilidade foi autoincompatibilidade homomórfica que ela pode ser gametofítica cor determinada pela flosi ou esporofítica com um determinado pela célula 2n e agora quanto autoincompatibilidade heteromórfica esporofítica que a heteromórfica pode ser somente esporofítica ela está associada a polimorfismos florais então Lago nós vemos o mar fica porque não existe mudança na morfologia como igual né heteromórfica quando existe modificações na morfologia floral nesse caso onde a alteração na morfologia floral chamamos essas plantas de estilistas possuem diferentes comprimentos de estames e tem estiletes pode ser classificada ainda como o breve ou longo estilo Oi obreira estilo ele

também chamado na literatura de Tim ou s s s sem assisinho e o longe estilo de Tron ou excisão é Zinho o breve estilo ele possui pistilos curtos e estames longos Então dessa forma evita que ocorra a autofecundação e o contrário ocorre no longo estilo Onde existe estilos longos e estamos curtos ainda assim existe em algumas espécies um esquema chave-fechadura para os poros no estigma e o grão de pólen então a planta ela forma grão de pólen de uma morfologia que não consiga penetrar nos poros do seu próprio estigma com isso nós podemos determinar o

modo de reprodução das plantas a seleção autógamas ou alógamas então plantas que possuem flores hermafroditas elas podem ser autógamas ou pode ser a logo uma que já plantas que possuem monarquia ou seja flores de sexual diferente na mesma planta podem ser Alô gramas ou intermediárias nesse caso a autonomia já é descartável uma planta dióica ela é a logo uma Com certeza a dióica é aquela que possuia aí flor masculina em uma planta flor feminina em outra quanto as flores se existe e presença de insetos ela pode ser a logo uma ou intermediária Por que os

insetos são polinizadores normalmente plantas autógamas não tem atrativo para inseto a presença do pólen antes da antese ela pode ser autógama ou em alguns casos ainda intermediária Oi flores coloridas ou com néctar normalmente Essas são características que vão estar em espécies alógamas ou intermediárias justamente para ser um atrativo para os insetos que realizaram a polinização ainda é possível realizar alguns testes como isolar as plantas e verificar se ela produz semente Então se ela produz semente mesmo isolada ela pode ser autógama ou intermediária se ela não produz sementes ela provavelmente é a lágrima algumas algumas também

podem informar sementes contudo a produção é bem menor e etc e ainda se for fazer uma auto fecundação artificial Ou seja você mesmo vai lá coleta da parte masculina e polinização na parte feminina e seus descendentes gerados na f-1 forem normais a planta provavelmente ela é autógama ou intermediária lançamento devido aquele fato que nós comentamos antes dos alelos deletérios não estarem expressos em Silos descendentes forem anormais a planta é a logo uma ou no máximo intermediária e se ela não gera descendentes aí é certeza que ela é o logo mano ainda um acompanhamento ao longo

das Gerações podem ser realizado se os caracteres como um caractere qualquer altura de planta peso da semente o coloração da flor eles se mantêm estáveis ao longo da geração Isso é uma característica das plantas autógamas porque elas fazem autofecundação na próxima geração vão sempre repetindo aquele genótipo se existe segregação entre os caracteres é um forte indício de que essa planta ela é a logo uma porque cada nova geração é uma recombinação diferente é uma composição alérgica diferente no Genoma da planta que Vai resultar em um fenótipo diferente e ainda pode ser realizados testes de cruzamento

e medir a taxa de fecundação cruzada como comentamos as plantas autógamas Eu não toleráveis até cinco porcento de fecundação cruzada Então se plantar é uma planta que possui uma cor branca por exemplo em torno de outra cultivar que possui a cor da flor roxa quando for CMA Os descendentes dessa que possui a flor branca todos eles possuem flor branca isso quer dizer que não houve contaminação de podem externo em nenhum momento se até cinco porcento possuírem flor de outra cor Ou seja que houve uma contaminação alérgica e isso quer dizer que a planta ainda é

o Dogma porém existe ali uma fecundação cruzada uma taxa de fecundação cruzada e esse nível for maior então isso já Demon a planta é o intermediário ou até mesmo logo mas se existe uma frequência de recombinação acima de noventa e cinco porcento por exemplo e quanto às características gerais então das plantas autógamas e a lágrimas nós temos autoincompatibilidade presente em plantas a logo uma somente EA compatibilidade ela pode estar presente em plantas alógamas ou dogmas o quanto o número de flores As autógamas como elas têm uma digamos assim uma certeza maior da fecundação porque elas

mesmos que se autofecundam então produzem poucas flores desprendem pouca energia com isso em casa logo mas como elas não tenha certeza aqui entre aspas de que vai ocorrer a polinização em todas as flores uma das formas é elas produzirem muitas cores então plantas autógamas possuem poucas flores enquanto plantas alógamas muitas flores quanto ao tamanho das Flores o assalto algumas não necessitam formal uma flor chamativa para polinizadores etc Então são flores pequenas não desespere muita energia com isso já planta só logo mas geram flores grandes justamente para atrair polinizadores quanto à coloração das Flores também pelo

mesmo motivo dos polinizadores assalto órgão ação monocromáticas geralmente é branca a flor e ASA logo uma ação coloridas e enquanto a presença de hectares Ou seja a produção de Néctar as autógamas não produzem néctar pois não tem interesse nos colonizadores já as hologramas produzem e muitas vezes em abundância justamente para atrair esses polinizadores a presença de aroma também é não está presente nas plantas autógamas e presente nas plantas alógamas nas plantas autógamas as lanternas elas ficam próximas do estigma para ocorrer a autofecundação para garantir a autofecundação Enquanto nas plantas alógamas fica afastado do estigma justamente

para evitar a autofecundação em conta a quantidade de pólen é pouco abundante nas autógamas Porque é necessário somente o suficiente para garantir a autopolinização e é muito abundante nas plantas alógamas para garantir que o pólen se espalhe o máximo possível segundo outras plantas que estão receptivas o quanto à posição do estilete nas plantas autógamas o Esqueleto e que a parte feminina né está dentro da flor dessa forma garante a polinização um seu próprio pólen né Enquanto nas a logo mas ele está externo a flor para poder receber o pólen no máximo possível de outras flores

de outras plantas e aqui algumas referências utilizadas Nesta aula que tratam do conteúdo abordado e na aula de hoje nós vemos o sistema de reprodução de plantas na próxima aula veremos a origem da variabilidade genética dúvidas podem ser postadas no ambiente virtual da disciplina na plataforma Moodle ou aqui embaixo nos comentários obrigado por ter assistido até aqui ó E aí [Música]