Estratégias de uso de genes
de Resistência
Objetivos


Aumentar a “vida útil” dos genes R
Possibilidades:





A. Um de cada vez (Boom and bust cycle)
B. Rotação (tempo e espaço)
C. Piramidação
D. Desdobramento regional
E. Misturas e Multilinhas
Multilinhas



Mistura de sementes de diferentes genótipos
Usadas comercialmente em autógamas (aveia, soja,
trigo, amendoim)
Uso de diversidade foi sugerido por Rosen (1949) para
controle de ferrugem e crestamento em aveia
 Sugeriu o uso comercial de população heterogênea
obtida por hibridação (artificial), ao invés de cvs
homogêneas
Uso comercial



„Harland‟ – população mista liberada para
uso comercial (cevada)
Suneson (1968) descreveu a população:
composto de cruzamentos mantidos em
“bulk” por várias gerações
Jensen (1952): uso de misturas de cvs ou
linhas com fenótipos similares para
diversificação intravarietal de aveia
Uso comercial



Mistura de cvs são usadas comercialmente em soja
e aveia nos EUA
Mistura de linhas relacionadas de trigo „KSML3‟
liberada na India para resistência a doenças
Bourlag (1959)


Cvs que eram misturas de sementes de um número de
linhas fenotipicamente similares desenvolvidas por
retrocruzamento
Cada linha na mistura possui diferentes genes para
resistência a doenças
Uso comercial

Frey et al. (1975)


Multilinhas (mistura de isolinhas) de aveia
Groenewegen (1977)


Mistura de isolinhas de trigo (Holanda)
Mistura de isolinhas de trigo (Colômbia) –
„Miramar 63‟
Multilinha - Algodão



Diversas condições
climáticas
Afídeos
Lagarta
www.floragreen.com/.../cotton_varieties.html
Proposta das Misturas


Controle de doenças
Rosen (1949)



Mistura de sementes foram sugeridas como meios de
minimizar perdas por doenças que têm múltiplas raças cuja
frequência pode variar de ano para ano
A probabilidade de que todas as plantas de uma mistura
heterogênea seja severamente prejudicada por uma
doença é menor do que numa cv. homogênea
A mistura pode ser considerada um “seguro” contra perdas
severas
Browning e Frey (1969)


Uma mistura de linhas com diferentes genes
para R a uma doença propagada pelo vento
pode atrasar a disseminação do patógeno no
campo
O atraso está na incapacidade do patógeno
em se reproduzir em plantas resistentes

Diminuição do número de esporos disponíveis
para infectar indivíduos suscetíveis
Mistura de variedades para redução de epidemias
http://www.scri.ac.uk/research/pp/pestanddisease/rhynchosporiumonbarley/otherwork/cropmixtures/varietymixtures
www.scri.ac.uk/research/pp/pestanddisease/rhynchosporiumonbarley/otherwork/cropmixtures/varietymixtures
Marketing


A mesma mistura pode ser vendida por dois
ou mais produtores de sementes sob
diferentes denominações
Adaptação a diferentes ambientes

Mistura de sementes geralmente têm menos
flutuação na performance em diferentes
ambientes que cvs homogêneas

Esta é uma das razões para o desenvolvimento de
misturas em amendoim nos EUA
Minimização do impacto da deficiência em
uma cultivar

Cv altamente produtiva (disponível)
Vulnerável
Uma mistura de cv altamente produtiva + suscetível
E uma cv de menor produção + resistente pode ser
útil durante o período de desenvolvimento de uma
cv produtiva e resistente



A produção da mistura seria menor do que a
da cv altamente produtiva sem a presença do
patógeno, porém, maior do que na presença
deste
Desenvolvimento de Multilinhas

O procedimento usado depende do tipo
desejado comercialmente:



Mistura de isolinhas
„Closely related lines‟
Genótipos distintamente diferentes
1. Mistura de isolinhas



Exclusivamente como estratégia de R a doenças
Isolinhas são desenvolvidas pela transferência de
diferentes genes de R para um pai recorrente por
retrocruzamento
Os genes são transferidos independentemente em
programas separados de retrocruzamento para obter
uma série de linhas iguais exceto pelos genes que
controlam a R
1. Mistura de isolinhas (cont.)


Sementes de cada isolinha são multiplicadas
separadamente e depois misturadas na proporção
desejada em plantios comerciais
Isolinhas (stricto sensu)
 Genótipos idênticos exceto para genes que controlam
um caráter (R)
 Verdadeiras isolinhas são difíceis (quase impossíveis)
de serem obtidas (ligação entre o gene de interesse e
aqueles influenciando outros caracteres)
Alguns fatores a serem considerados para iniciar
programas de desenvolvimento de isolinhas:

A) Seleção do pai recorrente


Uma linha derivada de retrocruzamento não será
melhor que o pai recorrente
O pai recorrente precisa ser a melhor cv ou
linhagem

B) Seleção dos pais “doadores”



Os pais doadores devem ser R ao maior número
de raças possível
São tipos comumente não adaptados
A resistência no pai doador é determinada pela
avaliação da sua resposta a um número de raças

C) Avaliação da R durante o retrocruzamento
 Isolinhas – diferentes pais não-recorrentes e são
desenvolvidas por programas independentes de
retrocruzamento que ocorrem simultaneamente
 Presume-se que genes de R em todas as isolinhas
serão diferentes
 Para saber se os genes não-recorrentes estão sendo
transferidos: testar cada planta para todas as raças
(muito difícil) ou usar marcadores de DNA
 Cada isolinha é testada para uma ampla gama de
raças antes de serem misturadas

D) Número de retrocruzamentos

Depende:



Necessidade para as linhas retrocruzadas se parecerem
com o pai recorrente
Similaridade agronômica entre os pais recorrentes e
não-recorrente
Normalmente 3 ou 4
Esquema geral de retrocruzamento. Fonte: Borém, A.
Transferência de um gene dominante – Fonte: Melo, 1989

E) Avaliação das linhas após
retrocruzamento


Quando o último retrocruzamento está concluído,
linhas individuais de cada um são avaliadas
As linhas desejáveis são misturadas para formar
uma isolinha que pode ser usada para formar
uma mistura

F) Preparação de multilinha para uso
comercial



Cada isolinha é aumentada separadamente
Isolinhas são misturadas para plantios comerciais
Exemplos:



1. Aumento da cada isolinha
2. Mistura das sementes de isolinhas selecionadas
3. Distribuição da foundation seed para os produtores
de sementes – distribuição aos produtores

A escolha de isolinhas para formação da
mistura e a proporção de cada é baseada
nas raças prevalentes

Isto necessita de uma pesquisa sazonal da
doença para monitorar alterações na população
do patógeno


A mistura pode ser reconstituída
A composição da mistura pode ser alterada
se isolinhas superiores para R são
desenvolvidas
Mistura de ‘closely related lines’


Derivada de população com um pai comum
Para facilitar a seleção de linhas
geneticamente diferentes entre si e superior
ao pai comum, a % do pai é mantida baixa


Uma ou duas gerações de retrocruzamentos
Procedimento adotado no CIMMYT para
obtenção de multilinhas
Mistura de cultivares ou linhas
notadamente distintas


Usada quando a uniformidade fenotípica não
é requerida
Qualquer método de melhoramento é usado
para desenvolver um componente da mistura
Piramidação de genes
Genótipo A x ...
Fonte de R1
Fonte de R2
Fonte de R3
RC1
RC2
RC3
Gene 1
X
Var. A 1+2
Gene 2
Gene 3
X
Variedade A 1+2+3+4
Fonte de R4
RC4
X
Var. A 3+4
Gene 4