Objetivos:
Introduzir os princípios subjacentes ao melhoramento de plantas e à conservação da diversidade genética. Compreender a importância do estudo das características quantitativas e a sua respectiva avaliação de modo a decompor o valor fenotípico. Conhecer os principais tipos de variedades cultivadas e o respetivo processo de obtenção. Perceber as metodologias de seleção clássicas e as novas abordagens moleculares em desenvolvimento no contexto do melhoramento de plantas.
PROGRAMA
1. A importância do melhoramento de plantas e os seus objetivos.
2. Centros de diversidade genética vegetal, domesticação, conservação e utilização de recursos genéticos.
2.1 Origem e domesticação dos recursos genéticos vegetais
2.2 Conservação e utilização dos recursos genéticos vegetais
2.3 Aumento da pool genética
3. Genética de populações (equilíbrio de Hardy-Weinberg e fatores de evolução - migração, mutação, seleção e deriva genética).
4. Genética Quantitativa
4.1. Breve revisão dos conceitos de efeito médio de um alelo, valor aditivo (ou reprodutivo), desvio de dominância e desvio de interação. Decomposição da variância genotípica nas suas diferentes componentes. Conceitos de heritabilidade em sentido lato, heritabilidade em sentido restrito e ganho genético de seleção.
4.2 Natureza e avaliação das características quantitativas. Decomposição do valor fenotípico. Técnicas de redução do desvios ambientais. Os delineamentos experimentais mais usados no melhoramento de plantas.
4.3 Os principais modelos para a análise de dados de características quantitativas: modelos aleatório e misto. Estimação dos parâmetros covariância, melhor preditor linear não enviesado (BLUP) dos efeitos genéticos. Generalização dos conceitos de heritabilidade e de ganho genético de seleção a modelos mais complexos. Correlação genética entre características.
4.3.1 Caso de populações cujos genótipos passam íntegros entre “gerações”
4.3.2 Caso de populações de fecundação cruzada
5. Interacção genótipo×ambiente e principais metodologias de estudo do fenómeno.
6. Sistemas de reprodução e outros mecanismos de controlo da fecundação, como determinantes da estrutura das populações.
6.1 Modos de reprodução e mecanismos de polinização de plantas cultivadas
6.2 A importância da androesterilidade na produção de híbridos
6.3 Sistemas de auto-incompatibilidade (SI) e implicações no melhoramento de plantas
6.4 Processos epigenéticos associados à reprodução
6.5 O imprinting genómico (parental imprinting) e o desenvolvimento do endosperma
7. Os principais tipos de variedades cultivadas. Esquemas gerais de melhoramento.
7.1 Linhas puras (exemplo: trigo)
7.2 Variedades de polinização livre (exemplo: pinheiro)
7.3 Variedades híbridas (conceito de vigor híbrido; exemplo: milho híbrido)
7.4 Clones (exemplo: videira)
8. Introdução à seleção genómica. Objetivos, conceito de melhor preditor linear não enviesado genómico (GBLUP). Principais modelos para seleção genómica.
Visitas de estudo: Banco Português de Germoplasma Vegetal, Braga; Pólo de Conservação da Diversidade da Videira, Pegões.
AVALIAÇÃO
A avaliação de conhecimentos faz-se (i) por testes, ou (ii) por exame final. O aproveitamento por testes obtém-se com uma classificação média (ponderada) igual ou superior a 9,5 valores no conjunto de 4 testes a realizar, desde que em nenhum dos testes a classificação seja inferior a 8,0 valores. Esta componente representa 70% da nota final.
Realização de um trabalho escrito individual (12000 caracteres sem espaços) sobre o melhoramento de uma cultura (à escolha do aluno de entre a lista de culturas facultada*), com respectiva apresentação oral. Esta componente representa 30% da nota final. O trabalho deve ser entregue até 31 de maio de 2022.
Os alunos que optarem por não fazer o trabalho escrito individual, terão 0 valores nesta componente da nota final (30%).
*Lista de culturas para a realização do trabalho: Milho, Arroz, Trigo, Videira, Macieira, Pereira, Brassicas, Tomate, Cenoura, Feijões, Batata, Grão de Bico, Azevém, Trevos, Oliveira, Castanheiro, Batata Doce, Citrinos, Melão, Morangueiro, Amendoeira, Nogueira, Pinheiro Manso, Petúnia, Roseira.
BIBLIOGRAFIA
Principal
Brown, J., Caligari, P., Campos, H. (2014). Plant Breeding. 2nd.ed.. Wiley Blackwell.
Frankel, R., Galun, E. (2012). Pollination mechanisms, Reproduction and Plant breeding (Vol. 2). Springer Science & Business Media.
Falconer, D.S., Mackay, T.F.C. (2005) - Introduction to quantitative genetics. Fourth Edition. Prentice Hall, London
Isik, F., Holland, J., Maltecca, C. (2017). Genetic Data Analysis for Plant and Animal Breeding. Springer.
Secundária
Lynch, M., Walsh, B. (1997) - Genetics and Analysis of Quantitative Traits. Sinauer Associates, Inc. Publishers.
Walsh, B., Lynch, M. (2018) – Evolution and Selection of Quantitative Traits. Sinauer Associates, Inc. Publishers.
Searle, S.R., Casella, G., McCulloch, C.E. (1992) - Variance components. John Wiley & Sons, New York.
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