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EVOLUÇÃOEVOLUÇÃOunesp
Agronomi
a
Ilha Solteira, SP2º Semestre/2010
Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Sócio-Economia
Disciplina:
Prof. : Mario Luiz Teixeira de Moraes
COLABORADORES:
Alexandre Marques da SilvaMarcela Aparecida de Moraes
Selma Maria Bozzite Moraes
Aula: 01/10/2010
BASE GENÉTICA
FATORES EVOLUTIVOS
DERIVA
BASE BASE GENÉTICAGENÉTICA
POPULAÇÃO
FLUXO GÊNICO
SELEÇÃO
BASE BASE GENÉTICAGENÉTICA
MUTAÇÃO
Princípios básicos de genética de populações – Base Genética
Base GenéticaBase Genética
NíveisNíveisCondições naturaisBancos de germoplasma, coleçõesMelhoramento
População de conservação (C)População de melhoramento (M) População de produção (P)
Plantios comercias
FONTE: VENCOVSKY, 2005
ExemplosExemplosBase genética estreita
Milho (helmintosporiose)Café (ferrugem)Cana-de-açúcarSoja
No melhoramento: platô seletivoEm plantios comerciais: vulnerabilidadeMais comum em linhagens, híbridos de linhagens e clones
FONTE: VENCOVSKY, 2005
Banco de germoplasmaBanco de germoplasma
Embrapa - CenargenEspécies Número de
acessos
Feijão comum 11.231Milho 3.875Trigo 5.036Cevada 29.233Soja 7.098Amendoim 671Sorgo 3.603Brássicas 118Pimenta capsicum 180Melão 187Cucurbitáceas 1.382Tomate 1.235Alho 313Batata-doce 127Ervilha 1.569Berinjela 268Solanum 190
(Soja EUA 970.000)FONTE: VENCOVSKY, 2005
Coleção de base da EMBRAPAColeção de base da EMBRAPAEucalyptus Espécie Nº de acessos
E. grandis 106E. cloenziana 102E. camaldulensis 107E. saligna 84E. viminalis 83E. tereticornis 58E. pellita 29E. resnifera 23E. pipularis 20E. urophylla 6E. robusta 4E. citriodora 4Outras 77Total 703
Internet: www.cenargen.embrapa.br Recursos genéticos
Exemplo de monitoramento da base genética no melhoramento
PNe = 10
MNe = 50
C
Ne = 100
P: população de produção
M: pop. de melhoramento
C: população de conservação
FONTE: RESENDE, 2002
•N (Tamanho Físico) ≠ NeNe (Tamanho Efetivo)
NeNe: dá uma idéia da base genética da população
TAMANHO EFETIVOTAMANHO EFETIVO (NeNe)
• CORRESPONDE AO NÚMERO DE INDIVÍDUOS QUE
CONTRIBUÍRAM, COM GAMETAS, PARA A
FORMAÇÃO DA GERAÇÃO SEGUINTE E NÃO
NECESSARIAMENTE DO NÚMERO DE INDIVÍDUOS
NO CAMPO.
TAMANHO EFETIVOTAMANHO EFETIVO (NeNe)
• - CONDIÇÕES NATURAIS
• - BANCOS DE GERMOPLASMA
• - PROGRAMAS DE MELHORAMENTO
• - EXPLORAÇÃO AGROPECUÁRIA
NeNe (POP. VARIAÇÕES CÍCLICASPOP. VARIAÇÕES CÍCLICAS)
NnnNe
1
FONTE: FREIRE-MAIA, 1974
NeNe (DESPROPORÇÃO ENTRE DESPROPORÇÃO ENTRE SEXOSSEXOS)
fm
fm
NNNN
Ne
4
FONTE: FREIRE-MAIA, 1974
NeNe (FERTILIDADE DIFERENCIALFERTILIDADE DIFERENCIAL)
• A) MONÓICOS:
11
12
fffk
ff
kk.NNk.Nk.N
Ne
FONTE: FREIRE-MAIA, 1974
NeNe (FERTILIDADE DIFERENCIALFERTILIDADE DIFERENCIAL)
• B) DIÓICOS:
244
2
fk
N.Ne
FONTE: FREIRE-MAIA, 1974
NeNe (TAXA DE ENDOCRUZAMENTOTAXA DE ENDOCRUZAMENTO)
FNNe
1
FONTE: FREIRE-MAIA, 1974
TAXA DE ENDOCRUZAMENTO EM FUNÇÃO DE GERAÇÕES
NeF
21
FONTE: WRIGHT (1931) citado por PRIMACK e RODRIGUES (2001).
FONTE: WRIGHT (1931) citado por PRIMACK e RODRIGUES (2001).
TAXA DE ENDOCRUZAMENTO EM FUNÇÃO DE GERAÇÕES
Ne = 50Ne = 50 1% por geração1% por geraçãoconservação em curto prazoconservação em curto prazo
Ne = 500Ne = 500 conservação em longo prazoconservação em longo prazo“in situin situ”
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
RS* GC** RS* GC**0 0.000 285.9 307.7 74.1 75.5
0.3 0.176 162.8 177.0 38.5 39.20.7 0.538 79.1 86.6 17.5 17.91 1.000 45.5 50.0 9.8 10.0
P = 100 P = 20s f
FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).
*Estimates of Ne(v) were computed using Eq. (7) and ** Eq. (9).
RSRS: RANDOM SAMPLING e GCGC: GAMETIC CONTROL
NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS + + GCGC) n = 1000 seeds
ENDOGAMIAENDOGAMIA ( ( ) ) e e AUTOFECUNDAÇÃOAUTOFECUNDAÇÃO ( ) ( )
f
ssf
2
FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).
s
NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS ++ GCGC)
2
211
22)(
Pns
snN Ve
(7)FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).
NeNe (ENDOENDO + + AUTOAUTO + + RSRS + + GCGC)
ss
Pns
snN Ve
13122
2)(
(9)FONTE: VENCOVSKY e CROSSA (1999).
NeNe (COEF. COANCESTRIA)
nF
nn
PN Ve
2ˆ11.ˆ
.5,0)(
•P: número de progênies amostradas; F: endogamia; n: número de sementes por progênie; θ: coeficiente de coancestria.
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
NeNe (COEF. COANCESTRIACOEF. COANCESTRIA)
Progênies FIA 0,500 1,000 0,500IC 0,250 0,500 0,250MI 0,125 0,250 0,125
Primos 1o. 0,0625 0,125 0,0625Primos 2o. 0,03125 0,0625 0,03125
XY XYr
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
.r y,x 2
COANCESTRIACOANCESTRIA ( )
• Qual a probabilidade de dois genes homólogos (isto é, do mesmo loco), presentes em dois indivíduos quaisquer, tomados ao acaso em uma população, serem idênticos por origem comum.
XY
PARENTESCOPARENTESCO (rxy)
• Responde a pergunta: tendo um indivíduo um determinado gene, qual a probabilidade de que um seu consangüíneo o também o tenha por origem comum?
ENDOGAMIAENDOGAMIA (F)
• Mede a correlação entre gametas que se unem (característica individual).
F = Prob (I = A1A1) = Prob (I = A2A2)
psmmpxy rrtstsFr ˆ1ˆˆˆˆ4125,0ˆ 2
= correlação de paternidade.
= 0,64 (64% das progênies têm os mesmos pais).
pr
pr
mts ˆ1ˆ p
p Fˆ.r
12
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
pmoal rtX ˆ1ˆ sm
oep ttX ˆˆ
0 1IC MI IC MI
obpX o
alX oepX
st mt
s
mpobp t.rX
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
LocoMãe 1 1 1 2 2 3
? 1 1 ? 1 2 ? 2 2 ?? 1 1 X0 2 3 ? 2 3 X0
X0 1 2 ? 1 1 ? 2 2 X0
0,33 0,33 ? 0 0,66
tm
Filho
A B C
2203
330330 ,t?,,t ss
220660 ,,X o
osm Xtt
440,X o
34066011 ,s,sts m
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
0 1
IC MI IC MIobpX 220,X o
al 440,X oep
220,ts
660,tm
340,s
FONTE: SEBBENN (2002; 2003).
NeNe (MESMO kMESMO kFF)
3..4
F
FF
kkNNe
FONTE: RESENDE, 2002
NeNe (kkF F DIFERENTEDIFERENTE)
F
fk
F
FF
kk
kNNe 2
3
..4
FONTE: RESENDE, 2002
DIVERSIDADE GENÉTICA DIVERSIDADE GENÉTICA ((DD))
fo
ef
NN
D
2
2
F
F
ef kkN
0 < D ≤ 1
FONTE: RESENDE, 2002
REFERÊNCIAS
CROW, J.F. & KIMURA, M. An introduction to population genetics. New York. Harper and Row, 1970. 591p.FREIRE-MAIA, N. Genética de populações humanas. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1974. 216p.FUTUYMA, D.J. Biologia evolutiva. Trad. VIVO, M. e Coord. SENE, F.M. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética/CNPq, 1992. 631p.HARTL, D.L. & CLARK, A.G. Principles of populations genetics. Sunderland, Sinauer Associates, Inc. Publishers, 1989. 682p.PRIMACK, R.B. & RODRIGUES, E. Biologia da conservação. Londrina: E. Rodrigues, 2001. 328p.RESENDE, M.D.V. Genética biométrica e estatística no melhoramento de plantas perenes . Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, 2002. 975p.SEBBENN, A.M. Número de árvores matrizes e conceitos genéticos na coleta de sementes para reflorestamentos com espécies nativas. Revista do Instituto Florestal, v.14, p.115-132, 2002.SEBBENN, A.M. Sistemas de reprodução em espécies tropicais e suas implicações para a seleção de árvores matrizes para reflorestamentos ambientais. In: HIGA, A.R. & SILVA, L.D. Pomar de sementes de espécies florestais nativas. Curitiba: FUPEF, 2006. p.93-138.SEBBENN, A.M. Tamanho amostral para conservação ex situ de espécies arbóreas com sistema misto de reprodução. Revista do Instituto Florestal, v.15, p.109-124, 2003.VENCOVSKY, R. Anostragem genética em populações naturais. Silvicultura em São Paulo, v.41, p.95-96, 1986.VENCOVSKY, R. Effetive size of monoecious populations submitted to artificial selection. Brazilian Journal of Genetics, v.1, n.3, p.181-191, 1978.VENCOVSKY, R. Tamanho efetivo populacional na coleta e preservação de germoplasma de espécies alógamas. Revista IPEF, n.35, p.79-84, 1987.VENCOVSKY, R. Preservação e genética de populações. In: ENCONTRO SOBRE RECURSOS GENÉTICOS, 1, Jaboticabal, 1988. Anais…. Jaboticabal: FCAVJ/UNESP. 1988, p.67-74.VENCOVSKY, R. Tamanho efetivo em populações submetidas à seleção: sexos separados . Piracicaba: ESALQ/USP, 1978. P.282-287. Relatório Científico do Departamento de Genética.VENCOVSKY, R. & CROSSA, J. Variance effetive population size under mixed self and random mating with applications to genetic conservation of species. Crop Science, v.39, p.1282-1294, 1999.WRIGHT, S. Evolution in mendelian populations. Genetics, v.16, p.97-159, 1931.