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 Universidade Federal de Viçosa
Programa de Pós Graduação em Genética
e Melhoramento
Seminário de Tema Livre – Mesa Redonda
Integração da Seleção Assistida por
Marcadores no Melhoramento Genético
Prelecionistas: Ana Paula
Oliveira Nogueira, Cristina Soares de Souza, Lidiane
Gomes dos Santos e Luciana Gonçalves Chaves
Moderador: Glauco Vieira Miranda
O
melhoramento genético começou com a domesticação de algumas espécies de
plantas há mais de 10.000 anos e se intensificou para atender a demanda por
alimentos com o crescimento populacional. Com o advento da técnica dos
marcadores moleculares e do seqüenciamento dos
genomas, que iniciou a partir de 1974, vislumbrou-se a possibilidade de se
realizar a seleção diretamente no genótipo (DNA). Os marcadores são ferramentas
úteis para detectar variações no genoma, aumentando o poder da análise
genética. Com o rápido avanço das técnicas, sua simplificação e a redução dos
custos, o uso de marcadores de DNA vem se tornado rotineiros programas de
melhoramento genético, aumentando a eficiência e proporcionando maiores
ganhos genéticos nas principais culturas e espécies animais de interesse
econômico. As aplicações dos marcadores moleculares se estendem para
diferentes áreas como: estudo de diversidade, banco de germoplasma,
seleção de genitores, construções de mapas, clonagem posicional, filogenia e
dentre estas está a seleção assistida por
marcadores.
O sucesso da
implementação de estratégias para a seleção
assistida por genes é dependente da ação conjunta de quatro áreas distintas:
Genética molecular (identificação e mapeamento de genes, bem como
polimorfismo genético); Detecção de QTL (detecção e estimação de associações
de genes identificados e marcadores genéticos com características
econômicas); Avaliação genética (integração de dados fenotípicos
e genotípicos em métodos estatísticos para estimar
o valor genético de cada indivíduo na população elite); Seleção assistida por
marcadores (desenvolvimento de estratégias de melhoramento e programas para o
uso da informação oriunda da genética molecular na seleção).
O desenvolvimento de métodos estatísticos
apropriados permite que as informações dos marcadores moleculares possam ser
combinadas com aquelas provenientes do fenótipo e das avaliações genéticas, a
fim de aumentar a acurácia da seleção, melhorando a
resposta a seleção. Muitos métodos estatísticos têm sido propostos com o
objetivo de incorporar informações dos marcadores em avaliações genéticas
utilizando a metodologia de modelos mistos.
Essa metodologia, inicialmente proposta por Henderson (1949), consiste na obtenção de predições dos
valores genéticos, tratados como sendo de efeitos aleatórios, corrigidos para
os demais efeitos fixos contidos no modelo. Sendo que através dela pode-se
obter o Melhor Preditor Linear Não Viesado “Best Linear Unbiased Predictor” (BLUP) dos
valores genéticos de cada individuo, além do Melhor Estimados Linear Não Viesado ou “Best Linear Unbiased Estimator” (BLUE) dos
efeitos fixos.
Alternativamente à incorporação dos dados
moleculares nas equações de modelos mistos, pode-se
utilizar as informações como critérios de seleção. Como critérios de seleção pode-se citar: seleção pelo escore
molecular (estima-se o efeito genético aditivo do gene ou de um ou mais QTL
marcados e a sua resposta será proporcional a parte da variância genética
aditiva total); seleção em tandem (consiste na
desclassificação dos animais que não atingiram o escore molecular mínimo para
a característica em questão e, entre os animais classificados, selecionam-se
aqueles com maiores valores genéticos) e a seleção utilizando um índice de
seleção (seriam utilizados coeficientes para a característica e para os
valores genéticos dos QTL e do BLUP que maximizem a resposta de seleção).
A seleção assistida tem sido utilizada em alguns programas
de melhoramento, cujo objetivo é a transferência de genes de herança simples.
A implementação
da SAM em programas de retrocruzamento apresenta
três pontos favoráveis: monitorar a transferência do gene de interesse, maior
rapidez na recuperação do parental recorrente e ainda, auxiliar na eliminação
do arraste gênico.
O maior impacto da SAM era e é esperado para
características quantitativas, que em sua maioria estão correlacionadas à
produção. No entanto, a SAM para característica quantitativa ainda é
limitada. Contudo, algumas multinacionais têm relatado a integração de SAM em
seus programas de melhoramento, como exemplo, a MONSANTO, que declarou sua
utilização no Programa de Melhoramento Genético do Milho. De acordo com Eathington et al. (2007),
algumas adequações foram decisivas para integração de técnicas moleculares no
programa, tais como: reestruturação do programa, desenvolvimento de
marcadores e plataforma de genotipagem, obtenção da
avaliação fenotípica de qualidade e o
desenvolvimento de uma base de dados. Desde a implementação da SAM foram
avaliadas 248 populações segregantes, das quais foram avaliadas a eficiência da SAM comparativamente às
metodologias convencionais.
Referências
CAHIL D. J.; SCHMIDT
D.H.. Use
of Marker Assisted Seletion in a Production
Development Breeding Program. Proceedings of the 4th
International Crop Science Congress. Web site www.cropscience.org.au
, 2004.
EATHINGTON, S. R.; CROSBIE, T. M.;
EDWARDS, M. D.; REITER, R. S.; BULL, J. K. Molecular markers in a commercial
breeding program. Crop Science, v.47 (S3), S154-S163, 2007.
FERNANDO,
R. L.; GROSSMAN, M. Marker-assisted selection using best linear unbiased
prediction. Genetic, Selection, Evolution, v.21, p. 467-477,
1989.
XU, Y.; CROUCH, J.H.
Marker-assisted in plant breeding: from publications to practice. Crop Science, v. 48, p.
391-402, 2008.
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Glauco
Vieira Miranda
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