Questão 6 Unicamp 2021 - 2ª fase - dia 2
A endogamia promove o aumento de homozigose nos descendentes. Os primeiros estudos sobre os efeitos da endogamia em plantas foram realizados por Charles Darwin. O estudo da endogamia teve seu interesse inicial em sistemas reprodutivos de plantas, para explicar por que as numerosas espécies de plantas têm sistemas que impedem a autofecundação, e por que a reprodução por cruzamento prevalece na natureza.
(Adaptado de G. Álvarez, F. C. Ceballose T. M. Berra. Biological Journal of the Linnean Society, Londres, v. 114, p. 474-83, fev. 2015.)
a) Defina homozigose. A partir de uma planta com genótipo Aa (geração ), representada ao lado, qual é a porcentagem de homozigose na terceira geração (geração ) de autofecundação? Considere que as plantas de genótipo AA, Aa e aa apresentam igual probabilidade de sobrevivência, a ocorrência exclusiva de autofecundação, e que os tamanhos das progênies das gerações , e são infinitos.
b) Plantas autógamas autofecundam-se e plantas alógamas dependem da polinização cruzada para o sucesso do processo reprodutivo. A cleistogamia, principal mecanismo de autofecundação, é um fenômeno observado em flores hermafroditas, em que a polinização ocorre antes mesmo da abertura floral. Como as flores e a polinização devem ser manipuladas pelo pesquisador em um programa de melhoramento genético que visa a aumentar a heterozigose em plantas com cleistogamia?
a) Homozigose consiste na condição na qual um indivíduo possui dois alelos iguais para um mesmo locus gênico, em um determinado par de cromossomos homólogos. Por exemplo: o genótipo AA é um genótipo homozigoto já que o indivíduo possui dois alelos idênticos para um determinado gene. Enquanto isso, o genótipo Aa é um genótipo heterozigoto já que o indivíduo possui dois alelos diferentes (A e a) para um mesmo gene.
Como resultado da autofecundação de S0 formada por plantas Aa, espera-se encontrar
S0 Aa x Aa
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A |
a |
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A |
AA |
Aa |
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a |
Aa |
aa |
S1 1/4 AA, 1/2 Aa e 1/4 aa
A partir dos indivíduos em S1, é possível encontrar possíveis eventos abaixo:
Possibilidade 1
S1 1/4 AA
S2 100% AA
S3 100% AA
P(homozigotos AA) = 1/4 * 1 * 1 = 1/4
Possibilidade 2
S1 1/4 aa
S2 100% aa
S3 100% aa
P(homozigotos aa) = 1/4 * 1 * 1 = 1/4
Possibilidade 3
S1 1/2 Aa
S2 1/2 Aa
S3 1/2 AA e aa
P(homozigotos AA e aa) = 1/2 * 1/2 * 1/2 = 1/8
Possibilidade 4
S1 1/2 Aa
S2 1/4 AA
S3 100% AA
P(homozigotos AA) = 1/2 * 1/4 * 1/1 = 1/8
Possibilidade 5
S1 1/2 Aa
S2 1/4 aa
S3 100% aa
P(homozigotos AA) = 1/2 * 1/4 * 1/1 = 1/8
Considerando as cinco possibilidades, a porcentagem esperada de homozigotos é:
P(homozigoto) = 1/4 + 1/4 + 1/8 + 1/8 + 1/8 = 7/8 = 87,5%
Outra forma mais simples e direta de resolver esta questão é pensar que os heterozigotos são reduzidos pela metade a cada geração
S1 1/2 Aa
S2 1/4 Aa
S3 1/8 Aa
P(homozigoto) = 1 – P(heterozigoto) = 1 – (1/2+1/4+1/8) = 7/8 = 87,5%
b) Para aumentar a heterozigose em plantas, o pesquisador precisa evitar a autofecundação e promover a fecundação entre plantas homozigotas dominantes (AA) com plantas homozigotas recessivas (aa). Para isso, é necessário remover os estames ou anteras de uma flor e fazer a polinização manualmente, trazendo o pólen de genótipo desejado até o carpelo da flor. Por exemplo, retira-se o estame e mantem-se o carpelo da planta AA, e manualmente, o pesquisador traz grãos de pólen da planta aa, promovendo a polinização e a fecundação cruzada que irá gerar prole inteiramente heterozigota (Aa).