Genética Vegetal - Modos de Reprodução e Incompatibilidade - Lista de Exercícios

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE GENÉTICA DISCIPLINA BG 062 GENÉTICA VEGETAL Profa Lygia Vitória Galli Terasawa AULA 6 MODOS DE REPRODUÇÃO DAS PLANTAS AULA 7 INCOMPATIBILIDADE VEGETAL LISTA DE EXERCÍCIOS 1 Diferencie plantas alógamas de autógamas Cite exemplos para cada um dos casos 2 Quais os mecanismos que facilitam a fertilização cruzada 3 Defina o fenômeno da incompatibilidade e cite os três diferentes tipos de incompatibilidade descritos na literatura 4 Um dos sistemas de autoincompatibilidade encontrado em algumas espécies de plantas funciona da seguinte maneira grãos de pólen contendo determinado alelo deixam de germinar se caem em um estigma que possua o mesmo alelo Assim um grão de pólen S1 não consegue fertilizar um estigma de genótipo S1S2 ou S1S3 mas poderá fertilizar um estigma S3S4 produzindo uma progênie S1S3 e S1S4 Este sistema tende a manter todos os 4 alelos na população em heterozigose e a evitar a autofecundação Indique em que proporções e quais os genótipos a serem produzidos a partir dos seguintes cruzamentos 2 a flor masculina S1S3 x flor feminina S2S4 b flor masculina S1S3 x flor feminina S1S4 5 Imagine uma espécie vegetal onde ocorre incompatibilidade controlada por quatro alelos S1 S2 S3 e S4 Responda às seguintes perguntas a Quantos e quais genótipos se espera encontrar nesta espécie considerando que ocorra incompatibilidade do tipo gametofítica b Quantos e quais genótipos se espera encontrar nesta espécie considerando que ocorra incompatibilidade do tipo esporofítica 6 Nos casos de incompatibilidade gametofítica o crescimento do tubo polínico é tão pequeno que o estilete murcha e morre antes da ocorrência da fecundação Ocasionalmente se a polinização artificial é conseguida no estágio de broto o tubo polínico pode alcançar o ovário antes do estilete murchar Neste caso é possível produzir genótipo homozigoto para o loco da autoesterilidade a Quais seriam os resultados previsíveis da polinização natural do grão de pólen homozigoto S1S1 por um heterozigoto contendo um alelo em comum S1S3 b Qual seria o resultado do cruzamento recíproco do item a c Qual seria o resultado da polinização natural de grão de pólen S1S1 por S2S3 d O cruzamento recíproco do item c apresentaria qualquer diferença nas proporções esperadas da progênie 7 No repolho ocorre incompatibilidade esporofítica Em uma população que está sendo melhorada ocorrem os genótipos S1S2 S2S3 S3S4 em igual freqüência Admitindose que a ordem de dominância seja S1 S2 S3 S4 qual a proporção de acasalamentos incompatíveis 3 GABARITO 1 Plantas Alógamas ou de fertilização cruzada quando predominantemente os gametas que participam da fertilização são oriundos de indivíduos diferentes Exemplos milho centeio alfafa alcachofra cenoura mamona couveflor maçã abacate banana figo uva manga oliveira couvebrócolis couvedebruxelas entre outros Plantas Autógamas quando predominantemente os gametas que participam da fertilização são oriundos do mesmo indivíduo ocorre portanto autofecundação autofertilização Exemplos aveia arroz soja trigo pêssego abricot nectarina citros algodão beringela linho alface quiabo pimenta pimentão tomate fumo chicória ervilha entre outros 2 Os mecanismos que facilitam a fertilização cruzada e portanto dificultam a autofecundação são existência de plantas dióicas dicogamia maturação sexual das flores em épocas diferentes atrativos tal como nectários e coloração forma da estrutura floral arquitetura da planta disposição das flores machoesterilidade incompatibilidade 3 Incompatibilidade são mecanismos genéticofisiológicos que tornam impossível ou extremamente difícil a fertilização Podese citar por exemplo a incapacidade ou a diferença de velocidade de crescimento do tubo polínico que é um fenômeno importante cujo controle esta associado à polialelia alelismo múltiplo Incompatibiliade Gametofítica é a mais freqüente e está associada à polialelia diz respeito à velocidade de crescimento do tubo polínico Tendo o seguinte funcionamento grãos de pólen gametas masculinos que carregam um alelo comum ao genótipo da fêmea apresentam dificuldades em fertilizar Portanto este tipo de incompatibilidade também pode ser conhecida como sistema haplodiplóide 4 Exemplo S1S2 S1S3 S2S3 S1S2 Sem Descendentes S1S2 e S2S3 S1S2 e S1S3 S1S3 S1S3 e S2S3 Sem Descendentes S1S2 e S1S3 S2S3 S1S3 e S2S3 S1S2 e S2S3 Sem Descendentes Incompatibilidade Esporofítica o fenótipo do pólen para a reação de incompatibilidade é determinado pelo genótipo da célula mãe do grão de pólen em vez de seu próprio alelo S Logo a incompatibilidade é entre o genótipo da mãe e o genótipo do pai sistema diplodiplóide Considerando o cruzamento S1S2 x S1S3 e admitindo que o alelo S1 seja o dominante nos dois genitores Neste cruzamento o genitor masculino produziu dois tipos de grãos de pólen S1 e S2 e ambos receberam o único antígeno 1 formado pela célula mãe dos grãos de pólen devido ao alelo S1 ser o dominante A flor feminina também formou um único anticorpo anti 1 pela mesma razão do alelo S1 ser dominante Assim todos os grãos de pólen eram portadores do antígeno 1 que tinha afinidade com o anticorpo anti 1 resultando em 100 de aborto do pólen e não produzindo nenhum descendente Exemplo S1S2 x S2S3 S1 S2 o gameta S2 será identificado como S1 e como S1 não é comum na fêmea os dois poderão fertilizar S2 S3 S1 S1S2 S1S3 S2 S2S2 S2S3 5 Incompatibilidade Heteromórfica está associada a alterações da biologia floral ou seja as flores apresentam formas diferentes Exemplo PIN pistilos longos e estames curtos THRUM pistilos curtos e estames longos PIN x THRUM PIN x PIN THRUM x THRUM PIN e THRUM 4 a S1S3 x S2S4 gametas S1 S3 S2 S4 50 50 50 50 S2 ½ S4 ½ S1 ½ S1S2 ¼ S1S4 ¼ S3 ½ S2S3 ¼ S3S4 ¼ b S1S3 x S1S4 gametas S1 S3 S1 S4 50 50 50 50 S1 ½ S4 ½ S1 S3 1 S1S3 ½ S3S4 ½ 5 a 6 genótipos S1S2 S2S3 S3S4 S1S3 S2S4 S1S4 6 b 10 genótipos S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 S1S2 S2S3 S3S4 S1S3 S2S4 S1S4 6 a 100 de aborto do pólen e não produzindo nenhum descendente b S1S3 100 S1 S1 S1 S3 S1S3 S1S3 c S1S2 50 e S1S3 50 S2 S3 S1 S1S2 S1S3 S1 S1S2 S1S3 d S1S2 50 e S1S3 50 S1 S1 S2 S1S2 S1S2 S3 S1S3 S1S3 7 59 é a proporção de acasalamentos incompatíveis S1S2 S2S3 S3S4 S1S2 S1S2 S1S3 S2S2 e S2S3 S1S3 S1S4 S2S3 e S2S4 S2S3 S2S3 S2S4 S3S3 e S3S4 S3S4 S1S3 S2S3 S1S4 e S2S4