Novas estratégias no melhoramento do trigo

Desde o início da domesticação das espécies que o melhoramento de plantas é o grande responsável pelo aumento de produtividade de cereais para alimentação. Com o aumento da população mundial, a garantia da produção de alimento residemuito na capacidade de adaptação das espécies cultiváveis às alterações climáticas.

Por: Fernanda Simões, Octávio Serra, Sílvia Alves, José Matos, Rita Costa, Nuno Pinheiro, Conceição Gomes, José Coutinho, Ana Sofia Almeida, José Semedo, Paula Scotti, Benvindo Maçãs - INIAV

Resumo

Existem atualmente ferramentas adicionais capazes de revolucionar as metodologias aplicadas no melhoramento, como a genómica. Este conhecimento resulta do cruzamento de várias áreas do conhecimento como a agronomia, fisiologia, genética, biologia molecular, bioinformática e bioestatística.

É aqui apresentado um breve resumo dos novos métodos que estão a ser já implementados no âmbito do programa do melhoramento de trigo do INIAV como resultado das actividades do projeto FASTBREED.

Palavras-chave: seleção genómica, pedigree, variedades, valor genético, modelos de previsão.

O melhoramento de plantas beneficia da vasta experiência dos melhoradores e do conhecimento gerado por muitas áreas da ciência, com a adaptação de métodos e técnicas inovadoras à realidade agronómica, culminando na introdução no mercado de novas variedades ou híbridos com desempenho superior.

A aplicação dos desenvolvimentos da ciência e da tecnologia em áreas como a genómica, a fenómica e a proteómica já elevou o melhoramento para um novo patamar, reduzindo o tempo necessário para a obtenção de linhas melhoradas, de uma forma dirigida, e recorrendo a menos recursos.

Qualquer programa de melhoramento de plantas depende da experiência e do trabalho meticuloso dos Melhoradores em duas etapas cruciais: i) seleção fenotípica que consiste na identificação de indivíduos que, numa população, exibem as características desejáveis ao objetivo do programa de melhoramento e ii) polinização cruzada controlada, com o objetivo de manter os bons atributos na população, acrescentar novos atributos a partir de progenitores selecionados, e eliminar atributos indesejados.

As características fenotípicas podem ser do tipo qualitativo e quantitativo. Os atributos qualitativos são todos hereditários e agrupáveis em categorias finitas, sendo tipicamente monogénicos ou geneticamente regulados por poucos genes, não variando com as circunstâncias ambientais.

Os atributos do tipo quantitativo são os que mais desafiam os melhoradores e levam mais tempo a melhorar devido à sua natureza poligénica. Note-se que grande parte das características agronomicamente importantes são atributos quantitativos e, por essa razão, tornou-se essencial desenvolver o estudo da sua hereditariedade através da genética quantitativa.

A associação das teorias de Mendel às teorias de Darwin levou a um novo entendimento sobre a hereditariedade e, nomeadamente, sobre a proporção da variância fenotípica (heritabilidade) de cada característica em seleção. A integração destes conceitos foi utilizada para determinar a importância relativa da componente genética e ambiental na expressão das características de interesse agronómico, estimando o valor genético de cada indivíduo.

A introdução da estimativa dos valores genéticos dos indivíduos num programa de melhoramento permite encurtar significativamente o processo de seleção, acelerando a obtenção de novas variedades. No entanto, a precisão dessa estimativa depende da observação rigorosa e do registo fenotípico completo dos indivíduos que integram a população e que, no início do programa de melhoramento, baseia-se em dados recolhidos no campo para plantas individuais que podem, ou não, ter uma relação de parentesco entre si.

Posteriormente, a previsão dos valores genéticos explora a informação agregada proveniente dos sucessivos ciclos de polinização e seleção das diferentes gerações (Pedigree), depositada no registo genealógico de cada indivíduo. O registo genealógico é depois convertido, através de algoritmos computacionais que têm em conta as leis da hereditariedade, numa matriz de coeficientes de parentesco.

Todos os elementos desta matriz são, depois, correlacionados com os dados fenotípicos individuais de desempenho agronómico, por meio de métodos bioestatísticos (análise BLUP – Best Linear Unbiased Prediction). Da aplicação destes modelos bioestatísticos resulta a estimativa do valor genético para cada indivíduo, ou seja, estimativa do seu potencial como linha parental em novos cruzamentos.

Continua

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Nota de Redação:

Artigo publicado na edição n.º 30 da Revista AGROTEC. 

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