Aula_Herdabilidade_e_Interacao_GXA

Prévia do material em texto

Melhoramento 
Vegetal
Herdabilidade e Interação Genótipo x 
Ambiente
Seu Logotipo ou Nome Aqui
O que determina o fenótipo?
2
Fenótipo
Ambiente GenótipoInteração
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Componentes da variação fenotípica
Genótipo Ambiente Interação G x E
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Componentes da variação fenotípica
4
➢ Variação genotípica (G)
➢ Variação ambiental (E)
➢ Variação da interação Genótipo x Ambiente (G x E)
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Componentes da variação fenotípica
5
➢F = G + E + G x E
➢ 𝝈𝑭 
𝟐 = 𝝈𝑮 
𝟐 + 𝝈𝑬
𝟐 + 𝝈𝑮𝒙𝑬
𝟐 
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Componentes da variação fenotípica
6
𝝈𝒇
𝟐 = 𝝈𝒈
𝟐 + 𝝈𝒆
𝟐 + 𝝈𝒈𝒙𝒆
𝟐
𝝈𝒈
𝟐 = 𝝈𝒂𝒅𝒊
𝟐 + 𝝈𝒅𝒐𝒎
𝟐 + 𝝈𝒆𝒑𝒊
𝟐 𝝈𝒆
𝟐 = 𝝈𝒍𝒐𝒄𝒂𝒍
𝟐 + 𝝈𝒂𝒏𝒐
𝟐 + 𝝈𝒆𝒔𝒕𝒂çõ𝒆𝒔
𝟐
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Componentes da variação fenotípica
Medida das fontes de variação 
não controláveis: erro 
experimental ou variância de 
ambiente
Causado pelas diferenças 
genéticas entre os indivíduos
Resultado da ação do efeito 
genético sob a influência do 
meio ao qual é submetido 
(ambiente).
𝝈𝑬
𝟐
𝝈𝑮
𝟐
𝝈𝑮𝒙𝑬
𝟐
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Mesmos 
genótipos
Vários 
ambientes
Componente 
adicional
Interação
 G x A Valor 
Fenotípico
Interação G X A: resulta na resposta diferencial dos genótipos em função de 
variações ambientais. 
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Interação
G x A
Classificação da interação G x A
Ausência de interação
Interação simples
Interação complexa
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Ausência da interação G x A
➢ Ocorre mudanças nas condições ambientais que afetam de forma 
semelhante o comportamento dos genótipos;
➢ Diferença constante entre os genótipos;
➢ Não há problema para a recomendação do melhor genótipo – observa-se 
apenas efeitos ambientais.
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Interação G x A simples
➢ São considerados dois genótipos ( G1) e (G2) e dois ambientes (A1) (A2)
➢ O ambiente A2 é mais favorável para a manifestação do caráter genérico Y 
dos dois genótipos avaliados;
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Interação G x A complexa
➢ São considerados dois genótipos ( G1) e (G2) e dois ambientes (A1) (A2)
➢ O ambiente A2 é mais favorável para a manifestação do caráter genérico Y 
apenas para o genótipo 1;
➢ Enquanto o genótipo 2 esta melhor adaptado ao ambiente A2
Seu Logotipo ou Nome Aqui 13
A proporção genética da variabilidade total é denominada 
herdabilidade
Herdabilidade
Variabilida
de total Genética
Estima quanto da variação fenotípica observada é devida a diferenças genéticas na população 
em estudo.
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Métodos de estimação da herdabilidade
14
➢ Método dos componentes de variância
𝒉𝒂
𝟐 =
𝝈𝒈
𝟐
𝝈𝒈
𝟐 + 𝝈𝒆
𝟐 + 𝝈𝒈𝒙𝒆
𝟐
➢ Sentido amplo: variação genética total transmitida a 
progênie. Varia de 0 a 1
➢ Sentido restrito: variação genética aditiva transmitida 
a progênie
𝒉𝒓
𝟐 =
𝝈𝒂𝒅𝒊
𝟐
𝝈𝒈
𝟐 + 𝝈𝒆
𝟐 + 𝝈𝒈𝒙𝒆
𝟐
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Fatores que afetam a herdabilidade
A característica
Variabilidade genética da 
população
Número e o tipo de ambiente 
considerados
A unidade experimental 
considerada
Precisão na condução do 
experimento
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Interpretação prática
O que significa dizer que uma característica tem 85% de herdabilidade?
No sentido amplo 𝒉𝒂
𝟐 = 0,85
Fenótipo observado: 
peso de fruto
Ambiente
Genética 
𝝈𝒈
𝟐 = 𝝈𝒂𝒅𝒊
𝟐 + 𝝈𝒅𝒐𝒎
𝟐 + 𝝈𝒆𝒑𝒊
𝟐
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Interpretação prática
O que significa dizer que uma característica tem 85% de herdabilidade?
No sentido restrito 𝒉𝒓
𝟐 = 0,85
Fenótipo observado: 
peso de fruto
Ambiente
Genético
𝝈𝒈
𝟐 = 𝝈𝒂𝒅𝒊
𝟐
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Exemplo
18
Peso de 
fruto
Proporção 
da variação
Efeito 
genético
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Delineamento
19
DBC: Bloco=Rep
Tratamento= 10 
genótipos
Característica: 
Peso de fruto
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Análise
20
Anotar
Analisar
Seu Logotipo ou Nome Aqui 21
➢ Método dos componentes de variância
Seu Logotipo ou Nome Aqui 22
➢ Método dos componentes de variância
➢ Variância fenotípica: 𝝈𝒇
𝟐 =
𝑸𝑴𝑮
𝒓
➢ Variância genotípica: 𝝈𝒈
𝟐 =
𝑸𝑴𝑮 − 𝑸𝑴𝑹
𝒓
➢ Variância ambiental: 𝝈𝒆
𝟐 =
𝑸𝑴𝑹
𝒓
➢ Coeficiente de variação: 𝑪𝑽𝒆 =
𝟏𝟎𝟎 𝒙 𝑸𝑴𝑹 
𝒎é𝒅𝒊𝒂
Seu Logotipo ou Nome Aqui 23
Progresso com seleção
𝒙𝟎= média da população original 
𝒙𝑺 = média da população selecionada
𝒅𝒔 = 𝑥𝑠 - 𝑥0 = diferencial de seleção
𝒙𝒎 = média da população melhorada
𝑮𝒔= progresso esperado com a seleção
𝑮𝒔= ds .
𝝈𝒈
𝟐
𝝈𝒇
𝟐 
Seu Logotipo ou Nome Aqui 24
Exemplo peso de fruto em uma população de maracujá
𝒙𝟎= 100
𝒙𝑺 = 130
𝒅𝒔 = 100 - 130 = 30
𝒙𝒎 = 𝒙𝟎 + 𝑮𝒔
𝑮𝒔= ds .
𝝈𝒈
𝟐
𝝈𝒇
𝟐
𝝈𝒈
𝟐 = 12782,63
𝝈𝒇
𝟐 = 14659,33
Seu Logotipo ou Nome Aqui 25
➢Endogamia
Acasalamento 
entre indivíduos 
aparentados 
 
 
Seu Logotipo ou Nome Aqui 26
➢Endogamia em milho
Seu Logotipo ou Nome Aqui 27
➢Depressão por endogamia em milho
Seu Logotipo ou Nome Aqui 28
➢Endogamia
Perda de vigor, produtividade, altura de 
planta, devido a ocorrência de alelos 
recessivos em homozigose
Tanto as autofecundações quanto os 
cruzamentos entre parentes conduzem 
para a homozigose
A endogamia é associada a efeitos 
depressivos em razão do aparecimento 
de características deletérias
Nem todas as espécies vegetais se 
comportam igualmente
Seu Logotipo ou Nome Aqui 29
➢Espécies que apresentam sérios prejuízos com a endogamia:
Cenoura Maracujá Milho
Seu Logotipo ou Nome Aqui 30
➢Espécies em que a endogamia nem sempre aparece com 
consequências deletérias
Cebola Girassol
Seu Logotipo ou Nome Aqui 31
➢Espécies em que a endogamia é muito pouco ou nada 
prejudicial
Cucurbitáceas Plantas autógamas
Seu Logotipo ou Nome Aqui 32
➢Sistemas de endogamia mais comuns
Seu Logotipo ou Nome Aqui 33
➢Heterose
Pai 1
Pai 2
Aumento do vigor, da 
altura de planta, do 
conteúdo de 
carboidratos, da 
produtividade e da 
intensidade de outros 
fenômenos fisiológicos, 
decorrente do 
cruzamento entre 
indivíduos 
contrastantes
Seu Logotipo ou Nome Aqui 34
➢Heterose em milho
Seu Logotipo ou Nome Aqui 35
➢Estimativa da heterose
H= 𝐹1 − 𝑃1+ 𝑃2
2
Superioridade da geração F1 em 
relação a média dos genitores 
• Heterose
Superioridade da geração F1 em 
relação ao melhor genitor.
• Heterobeltiose
Seu Logotipo ou Nome Aqui
3
6
➢Estimativa da heterose
H= 𝐹1 − 𝑃1+ 𝑃2
2
P1
 AAbbCCdd
(Fenótipo = 10)
P2
aaBBccDD
(Fenótipo = 6)
X
F1 AaBbCcDd
(Fenótipo = 8)
P1
aabbCCDD
(Fenótipo = 10)
P2
AABBccdd
(Fenótipo = 8)
F1 AaBbCcDd
(Fenótipo = 12)
X
Seu Logotipo ou Nome Aqui
3
7
➢Aplicações da heterose
Produção de híbridos em 
diferentes espécies
Adaptação e estudo de material 
vegetal silvestre
Melhoramento genético vegetal 
em geral
Seu Logotipo ou Nome Aqui
3
8
Cultivares
É um grupo de indivíduos de qualquer gênero 
ou espécie vegetal superior que seja 
claramente distinguível de outros por uma 
margem mínima de descritores
Descritores podem
ser: ciclo, cor das sementes, caracteres 
morfológicos, reação a doenças,
produção de grãos
Foi cunhado a partir da contração das 
palavras inglesas cultivated variety (variedade 
cultivada)
Seu Logotipo ou Nome Aqui
3
9
Tipos de Cultivares
São constituídas por um grupo de indivíduos
descendentes de uma única planta em 
homozigose e, portanto, apresentam 
basicamente a mesma constituição genética, 
São constituídas pela mistura de linhas 
isogênicas ou quase isogênicas, que diferem 
entre si quanto a alelos de resistência a
determinado patógeno. Homozigotas e 
heterogêneas.
Os híbridos são resultantes do cruzamento 
entre indivíduos geneticamente distintos, 
visando à utilização prática da heterose. São
heterozigóticos e homogêneos.
Linhas puras 
Multilinhas
Híbridos
Seu Logotipo ou Nome Aqui
4
0
Tiposde Cultivares
Os híbridos sintéticos são obtidos do 
intercruzamento de um grupo de linhagens ou 
clones selecionados com base na capacidade de 
combinação; são heterozigóticos e heterogêneos.
O clone é constituído por um grupo de indivíduos 
que descendem, por propagação assexuada, de um 
único genitor. Os clones são heterozigóticos em 
geral e homogêneos.
Populações ou cultivares compostos são obtidos do 
cruzamento de diversos genitores.
Cultivar geneticamente modificado, é aquele que 
recebeu gene exógeno via transformação gênica, isto 
é, por meio da engenharia genética.
Sintéticos
Clone
Composto
Transgênico
Seu Logotipo ou Nome Aqui
4
1
Variabilidade
Seu Logotipo ou Nome Aqui
Resumo
Slogan ou subtítulo do resumo
• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing 
elit. Maecenas porttitor congue massa. Fusce posuere, 
magna sed pulvinar ultricies, purus lectus malesuada 
libero, sit amet commodo magna eros quis urna
• Nunc viverra imperdiet enim. Fusce est.
Vivamus a tellus
• Pellentesque habitant morbi tristique senectus et 
netus et malesuada fames ac turpis egestas. Proin 
pharetra nonummy pede. Mauris et orci
42
Seu Logotipo ou Nome Aqui 43
Quebrando a variação fenotípica em populações reprodutoras
No melhoramento de plantas, um dos primeiros passos para o 
melhoramento genético é entender a variação observada em uma 
população. Estatisticamente, essa variação - chamada de variância 
fenotípica - pode ser dividida em dois componentes principais:
Variação genética: a parte hereditária
Variação ambiental: a parte não hereditária, causada por fatores 
externos como localização, ano ou condições de campo.
Por exemplo, considere um teste no qual você testa uma população de 
linhagens endogâmicas de elite e alguns híbridos. Você pode calcular o 
valor médio de uma característica como rendimento, mas as plantas 
individuais serão diferentes dessa média. Esses desvios refletem 
diferenças fenotípicas. Os criadores visam determinar quanto dessa 
variação se deve a diferenças genéticas e quanto se deve a influências 
ambientais.
Essa partição da variância fenotípica é a base para o cálculo da 
herdabilidade. No entanto, antes de aprender a estimar a 
herdabilidade, é crucial entender que a própria variância genética 
deve ser dividida em três componentes:
Variância aditiva: Causada pelos efeitos médios dos alelos entre os 
loci. Está associado à homozigose e é mais proeminente em culturas 
autopolinizadoras. Esse tipo de variação é hereditário e corrigível, 
tornando-o especialmente importante para estratégias de reprodução 
baseadas em seleção.
Variância de dominância: Resulta de interações entre alelos no mesmo 
locus, particularmente quando o desempenho do heterozigoto se 
desvia da média dos dois homozigotos. Está ligado à heterozigosidade 
e está subjacente ao vigor híbrido ou heterose. No entanto, esse 
componente não pode ser corrigido e é menos eficaz para seleção.
Variância epistática: Surge de interações entre genes em diferentes 
loci. Embora complexo e mais difícil de prever, pode influenciar 
significativamente a expressão de características e a resposta à 
seleção, especialmente em características poligênicas.
Compreender esses componentes ajuda os criadores a estimar a 
herdabilidade com mais precisão e projetar estratégias de reprodução 
eficientes. Abordaremos a herdabilidade em detalhes em um próximo 
post.
	Slide 1: Melhoramento Vegetal
	Slide 2: O que determina o fenótipo?
	Slide 3: Componentes da variação fenotípica
	Slide 4: Componentes da variação fenotípica
	Slide 5: Componentes da variação fenotípica
	Slide 6: Componentes da variação fenotípica
	Slide 7: Componentes da variação fenotípica
	Slide 8
	Slide 9: Interação G x A
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14: Métodos de estimação da herdabilidade
	Slide 15: Fatores que afetam a herdabilidade
	Slide 16: Interpretação prática
	Slide 17: Interpretação prática
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42: Resumo
	Slide 43