Introdução à Genética
Síntese de linhagens puras
9 1,735 2,700 4,168 8,343 14,684 16,919 19,023 21,666 23,589 9
10 2,156 3,247 4,865 9,342 15,987 18,307 20,483 23,209 25,188 10
11 2,603 3,816 5,578 10,341 17,275 19,675 21,920 24,725 26,757 11
12 3,074 4,404 6,304 11,340 18,549 21,026 23,337 26,217 28,300 12
13 3,565 5,009 7,042 12,340 19,812 22,362 24,736 27,688 29,819 13
14 4,075 5,629 7,790 13,339 21,064 23,685 26,119 29,141 31,319 14
15 4,601 6,262 8,547 14,339 22,307 24,996 27,488 30,578 32,801 15
Síntese de linhagens puras
As linhagens puras estão entre as ferramentas essenciais da genética. Por um lado, apenas essas linhagens totalmente homozigotas expressarão alelos recessivos, mas a principal necessidade de linhagens puras está na manutenção de estoques para pesquisas. Os membros de uma linhagem pura podem ser entrecruzados ao longo do tempo e, assim, atuar como uma fonte constante do genótipo para utilização em experimentos. Portanto, em relação à maior parte dos organismos-modelo, existem centros de estoque internacionais que são repositórios das linhagens puras para utilização em pesquisas. Centros de estoque semelhantes fornecem linhagens de plantas e animais para utilização na agricultura.
As linhagens puras de plantas ou animais são produzidas por meio de gerações repetidas de
autocruzamento. (Em animais, isso é feito por meio do cruzamento de animais de genótipo idêntico.) O autocruzamento de uma planta mono-híbrida demonstra o princípio em ação. Suponha que iniciemos com uma população de indivíduos que são todos A/a e que deixemos que ocorra autocruzamento. Podemos aplicar a primeira lei de Mendel para prever que, na próxima geração, haverá A/A, A/a e a/a. Observe que a heterozigosidade (a proporção de heterozigotos) foi dividida pela metade, de 1 para ½. Se repetirmos esse processo por outra geração, todos os descendentes dos homozigotos serão homozigotos, mas, novamente, os heterozigotos dividirão pela metade a sua proporção, para um quarto. O processo está demonstrado na representação a seguir:
Após, digamos, 8 gerações de autocruzamento, a proporção de heterozigotos é reduzida para (1/2)8, que é 1/256, ou aproximadamente 0,4%. Vejamos esse processo de um modo discretamente diferente: presumiremos que iniciamos um referido programa com um genótipo que é heterozigoto em 256 pares de genes. Se também presumirmos a distribuição independente, então, após o autocruzamento por oito gerações, terminaríamos com uma variedade de genótipos, cada um apresentando em média apenas um gene heterozigoto (ou seja, 1/256). Em outras palavras, estamos bem no caminho de criar um número de linhagens puras.
Apliquemos esse princípio para a seleção de linhagens agrícolas, o tópico com o qual iniciamos o
capítulo. Podemos utilizar como nosso exemplo a seleção do trigo Marquis por Charles Saunders na parte inicial do século 20. O objetivo de Saunders era desenvolver uma linhagem de trigo produtiva, que apresentaria uma estação de crescimento mais curta e que, portanto, abriria grandes áreas de terreno em países do norte, tais como Canadá e Rússia, para o cultivo do trigo, outro dos alimentos básicos mundiais. Ele cruzou uma linhagem que apresentava excelente qualidade de grãos, denominada Red Fife, com uma linhagem denominada Hard Red Calcutta, a qual, embora de inadequada produção e qualidade, maturava 20 dias antes do que a Red Fife. A F1 produzida pelo cruzamento presumivelmente era heterozigota para genes múltiplos que controlam as qualidades do trigo. A partir dessa F 1, Saunders realizou autocruzamentos e seleções que finalmente levaram a uma linhagem pura, que apresentava a combinação das propriedades favoráveis necessárias — grãos de boa qualidade e maturação precoce. Essa linhagem foi denominada Marquis. Ela foi rapidamente adotada em muitas partes do mundo.
Uma abordagem semelhante pode ser aplicada às linhagens de arroz com as quais iniciamos o capítulo.
Todas as mutações monogênicas são cruzadas em pares e, em seguida, as plantas das suas F 1 são auto- ou intercruzadas com outras plantas da F 1. Como uma demonstração, consideremos apenas quatro mutações, 1 a 4. Um programa de cruzamento pode ser como segue, no qual os alelos mutantes e seus correspondentes do tipo selvagem sempre estão listados na mesma ordem (relembre que o sinal de + designa o tipo selvagem):
Esse tipo de cruzamento foi aplicado a muitas outras espécies de cultivo. As linhagens puras coloridas e
diversas de tomates utilizadas no comércio estão demonstradas na Figura 3.5.