Introdução à Seleção Assistida e Introgressão de Traits

Escrito por Jéssica Nayara

A seleção assistida por marcadores moleculares SAM, é um mecanismo muito utilizado no melhoramento genético de plantas. Também a introgressão de traits por retrocruzamento permite a obtenção de melhores resultados da cultivar no campo. Saiba mais sobre essas técnicas nos parágrafos a seguir.

O melhoramento de plantas

O melhoramento genético tem sido um dos pontos importantes para os avanços na agricultura.

O sucesso de um programa de melhoramento depende de várias etapas, como a escolha de genitores e a seleção de genótipos superiores em populações segregantes.

Uma ferramenta importante para auxiliar o melhoramento são os marcadores moleculares. A incorporação dessas informações é o que chamamos de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM).

SAM no melhoramento genético

Os marcadores moleculares podem auxiliar programas de melhoramento em estudos de variabilidade genética, identificação de cultivares, avaliação da pureza genética de sementes e mapeamento genético.

Consiste basicamente em unir a genética molecular com a seleção fenotípica, selecionando genes desejáveis por meio do uso de marcadores relacionados à determinada característica. Quanto mais próximo o marcador esta do gene de interesse, mais eficiente.

Claro que técnicas moleculares não substituem a experiência do melhorista e o trabalho no campo, mas essa combinação de ferramentas moleculares com o melhoramento convencional fornece melhores resultados e eficiência, alem da redução de custos e tempo.

Introgressão de Traits

Introgressão é a transferência ou introdução permanente de genes de uma espécie para outra.

Isso ocorre através de várias gerações de hibridação e retrocruzamento. Essa é uma forma eficiente para incorporar um gene de alguma característica de interesse de uma população doadora em uma população comercial ou elite. Podemos usar como exemplo, a resistência a doenças. Esse processo pode ser acelerado com a utilização de retrocruzamento assistido por marcadores moleculares.

A figura ilustra o fluxo transgênico. As caixas representam variáveis recentes e as setas representam vias de fluxo gênico. Os círculos representam as diferenças transgênicas após a introgressão. Fonte: Stewart, 2003.

Retrocruzamentos assistidos por marcadores

A utilização de marcadores em programas de introgressão de genes por meio de retrocruzamento é um dos exemplos de melhoramento assistido por marcadores.

O objetivo do retrocruzamento é recuperar o genótipo do genitor recorrente. Marcadores são usados para identificar e garantir a presença do alelo que foi introduzido e para selecionar o genoma do doador, já que há também características não desejadas. Após algumas gerações de retrocruzamentos, a população retrocruzada é autofecundada para obtenção de indivíduos homozigotos.

A seleção assistida por marcadores tem sido utilizada de maneira eficiente para diversas culturas, possibilitando a ocorrência de novas combinações alélicas. A utilização de marcadores é recomendada também para monitorar e identificar a hibridação introgressiva, ou seja monitorar os híbridos que foram originados.

Esquema do método de retrocruzamento. A barra vermelha representa o gene de resistência que se deseja transferir. Fonte: Caixeta, 2015.
Fonte. Alzate-Marin, 2005.

Introgressão da Resistência ao Mosaico-Comum em Milho

Um bom exemplo que pode ser dado na cultura do milho é a introgressão da resistência ao mosaico-comum em milho.

O mosaico-comum do milho, causado pela espécie Sugarcane mosaic virus (SCMV), é uma das viroses mais importantes nesta cultura.

Foram caracterizados genótipos de milho quanto à resistência a virose mosaico-comum e realizada a introgressão da resistência ao mosaico em linhagens elites suscetíveis através do retrocruzamento assistido por marcadores moleculares SNPs (Single Nucleotide Polimorphism) e microssatélites (SSR).

Os ciclos de retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares, seguidos de inoculações artificiais e seleções fenotípicas, permitiram o uso de linhagens elites como fonte de resistência ao mosaico-comum para as linhagens recorrentes.

Plântulas de milho sendo artificialmente inoculadas. Estádio em que as plantas foram submetidas à primeira (esquerda), estádio V3, e segunda (direita), estádio V5, inoculações. Fonte: De Souza, 2018.

Fontes

Stewart, C., Halfhill, M. & Warwick, S. Transgene introgressão de culturas geneticamente modificadas para seus parentes selvagens. Nat Rev Genet 4, 806–817 (2003) doi: 10.1038 / nrg1179

De Araújo, Pedro Mário, and Luciano Lourenço Nass. Caracterização e avaliação de populações de milho crioulo. Scientia Agricola 59.3 (2002): 589-593.

Antônio Carlos Baião de Oliveira; Eveline Teixeira Caixeta; Eunize Maciel Zambolim; Laércio Zambolim; Ney Sussumu Sakiyama. Aplicacação técnica de marcadores moleculares no melhoramento de plantas. Instituto Agronômico Campinas (SP) agosto, 2007.

Alzate-Marin, Ana Lilia, et al. Seleção assistida por marcadores moleculares visando ao desenvolvimento de plantas resistentes a doenças, com ênfase em feijoeiro e soja. Fitopatologia brasileira 30.4 (2005): 333-342.

Caixeta, Eveline Teixeira, Kátia Nogueira Pestana e Rosa Karla Nogueira Pestana. Melhoramento do cafeeiro: ênfase na aplicação dos marcadores moleculares. Embrapa Café-Capítulo em livro científico (ALICE) (2015).

De SOUZA, I. R. P., et al. Seleção e introgressão da resistência ao mosaico-comum em milho via retrocruzamento assistido por marcadores moleculares. Embrapa Milho e Sorgo-Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento (INFOTECA-E) (2018).

Guimarâes, Claudia Teixeira, et al. Marcadores moleculares e suas aplicações no melhoramento genético. Embrapa Milho e Sorgo-Artigo em periódico indexado (ALICE) (2009).


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