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LGN 5799 LGN 5799 -- SEMINÁRIOS EMSEMINÁRIOS EMGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTASGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS
Programa de PósPrograma de Pós--Graduação em Graduação em Genética e Melhoramento de PlantasGenética e Melhoramento de Plantas
Departamento de GenéticaAvenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: 13400-970 - Piracicaba - São Paulo - Brasil
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““A BASE GENÉTICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO”A BASE GENÉTICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO”
Fernando Fernando AngeloAngelo PiottoPiottoAntonio Vargas de Oliveira FigueiraAntonio Vargas de Oliveira Figueira
• Introdução
• Aspectos importantes da cultura
• Morfologia e genética do hábito de crescimento
• Impacto no teor de SST
• Sinal para o florescimento
• Aplicações no melhoramento
TÓPICOS
INTRODUÇÃO
• Importância econômica
– Dois grandes mercados
• Composição genética diferente
– Hábito de crescimento
• Manejo, mecanização, impacto no teor de
Sólidos Solúveis Totais (SST)
Consumo in natura
Tomate Indústria:
Molhos, katchups, tomate pelado,
tomate em cubos
Classificação Botânica
• Solanaceae
– Lycopersicon esculentum Mill. Syn.
– Solanum lycopersicon L.
• Espécie autógama
• 2n = 2x = 24 cromossomos
• 9 espécies compõem o gênero
HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO
• Determinado
• Indeterminado
• Semi-determinado
Tomate Indústria
Plantas de Crescimento Determinado
Tomate Indústria
Hábito de crescimento importante para mecanização
Tomate Para Mesa
Plantas de Crescimento Indeterminado
Tomate Para Mesa
Plantas de Crescimento Indeterminado
Plantas de 20 metros
Tomate Para Mesa
Crescimento Indeterminado
BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO
• Originalmente perene
• 1914 surge nos EUA:
– tomateiro “Self-Pruning” (auto-poda)
• Dá origem ao hábito de crescimento DETERMINADO do
tomateiro
• Uso extensivo nos programas de melhoramento
genético
BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO
• Crescimento Indeterminado
– SELF-PRUNING (SP)
• Crescimento Determinado
– self-pruning (sp)
• Crescimento Semi-Determinado
– ???????
BASE GENÉTICA E FISIOLÓGICA DO HÁBITO DE CRESCIMENTO DO TOMATEIRO
• SELF-PRUNING (SP)
– Tomateiro
• TERMINAL FLOWER 1 (TFL1)
– Arabidopsis thaliana
• CENTRORADIALIS (CEN)
– Antirrhinum
6
SP, B106
Mapa de Ligação Pnueli, 1998
Alteração na posição 76 do gene SP
Prolina => Leucina
MUTAÇÃO self-pruning
1
2
3
7-11 folhas
InflorescênciaFolha
1
3
2
1
3
2
UnidadeSimpodial
CRESCIMENTO SIMPODIAL
CRESCIMENTO INDETERMINADO
Pnueli, 1998
• Impede florescimento precoce na fase juvenil
• Impede formação de ramos vegetativos nas
inflorescências
SELF-PRUNING
Controla a alternância entre a fase vegetativa e reprodutivano sistema de crescimento simpodial
Mutação sp => interrompe a regularidade com a qual a fasereprodutiva e vegetativa se alternam
Pnueli, 199835S:SP
12
31
2
11
Semi-Determinado Determinado
1
2
3
Indeterminado
12
1
12
2
1
3
2
1
3
2
Hábitos de Crescimento
MAIS GENES ESTÃOENVOLVIDOS NO PROCESSO
Carmen-Gorel et al., 2003
• SP9D
– Crescimento semi-determinado
• Epistasia com SP
– SP9D:sp = crescimento semi-determinado
– SP9D:SP = crescimento indeterminado
MAIS GENES ESTÃO ENVOLVIDOS NO PROCESSO
• SP2I, SP3D, SP5G, SP6A ???
– Ainda não tem papel conhecido no hábito de
crescimento quando combinados com self-
pruning
MAIS GENES ESTÃOENVOLVIDOS NO PROCESSO
HÁBITO DE CRESCIMENTO E TEOR DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS (TSS)
• TSS– Assimilação de CO2 pelas folhas
– Transporte de açúcares no floema
– Descarregamento no fruto
– Metabolismo do açúcar no frutoYelle et al., 1991
• Hábito de crescimento e impacto no brix
– Crescimento indeterminado = Brix maior
Emery & Munger, 1970
HÁBITO DE CRESCIMENTO E TEOR DE SÓLIDOS SOLÚVEIS TOTAIS (TSS)
Brix
Indeterminado = 32,0 % maior
Semi-Determinado = 12,5 % maior
Determinado
Fridman, et al., 2001
Quanto vale o Brix???
• Cada décimo de sólidos solúveis a mais na matéria-
prima significa um ganho de US$ 2,00/t.
• Exemplo:
– cv determinada com ºBrix 4,5
– cv semi-determinada com ºBrix 5,1
• (12,5% maior)
• Processamento de 1500 t/dia
– 0,6 x 2,00 x 1500 = US$ 18.000,00 / dia
Prof. Dr. Paulo César Tavares de Melo (comunicação pessoal)
HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO
• Transição do meristema vegetativo para o reprodutivo:
– Sinais internos e estímulos ambientais
Hipótese do Florígeno
• Florígeno:
– mRNA do gene FLOWERING LOCUS T (FT)
– Arabidopsis thaliana
– Transloca no floema e induz florescimento
Huang et al., 2005
FT Arabidopsis
Proteína transloca pelo floema via enxertia
Corbesier et al., 2007
Ed3a Arroz
Proteína transloca pelo floema
Tamaki et al., 2007
• SINGLE FLOWER TRUSS (SFT)
– Ortólogo ao gene FT de Arabidopsis
• Transmissão de sinal a longa distância
– Sinal é transmitido via enxertia e induz
florescimento
HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO
Lifschitz et al., 2006
FENÓTIPOS
Florescimento Tardio
18 – 20 folhas
Florescimento Normal
8 – 12 folhas
Mutante sft
Florescimento tardioInflorescência vegetativa
Transmissão dos sinais de SFT via enxertia
35S:SFT = precoce (floresce com 3 a 5 folhas)
Transmissão dos sinais de SFT via enxertia
Tabaco:
Maryland Mammoth
– Não floresce em dias longos
– 18 h luz : 6 h escuro
Tabaco:
cv Samsun (dias neutros)
– Sob dias longos floresce
a partir da 24-25 folhas
RT-PCR semi-quantitativo
FJ BA C FL
Transmissão dos sinais de SFT via enxertia
Esse sinal, em tomateiro, não é o mRNA SFT
HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO
• SFT foi mapeado no mesmo local do SP3D
• SFT provavelmente faz parte da família gênica do SP
• SP e SFT são genes homólogos com funções opostas
– SP reprime o florescimento
– SFT induz o florescimento
HÁBITO DE CRESCIMENTO E SINAL PARA O FLORESCIMENTO
1
2
3
1
3
2
1
3
2
Relação SP / SFT
SP SFT
SP SFT
Lifschitz et al., 2006
SP2I
SP3D(SFT)
SP5G
SP6A
SP
SP9D
2 3 5 6 91
WELL(?)
Peres, 2007 (dados não publicados)
FAMÍLIA GÊNICA DO SP
APLICAÇÕES NO MELHORAMENTO
• Manejo da cultura
• Incrementos no Brix dos frutos
• Hábitos de crescimento intermediários
• Precocidade
• Transmissão via enxertia
– Uso de porta enxertos
• Aplicação em outras espécies
OBRIGADO !!!