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. ::: fonte (Adaptado de G. Álvarez, F. C. Ceballos e 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 S0 ), representada ao lado, qual é a porcentagem de homozigose na terceira geração (geração S3 ) 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 S1 , S2 e S3 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?

Questão 16 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2021

2º dia · Biologia

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. Ceballos e 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 \text{S}_0), representada ao lado, qual é a porcentagem de homozigose na terceira geração (geração \text{S}_3) 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 \text{S}_1, \text{S}_2 e \text{S}_3 são infinitos.

\begin{array}{rc} \textbf{Geração } \mathbf{S_0}\textbf{:} & \text{Aa} \\ \textbf{Geração } \mathbf{S_1}\textbf{:} & \overbrace{\mathbf{\frac{1}{4}\ AA,\ \frac{2}{4}\ Aa,\ \frac{1}{4}\ aa}} \end{array}

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?

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Resposta esperada

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a)
Homozigose é a presença de dois alelos idênticos para o mesmo gene. A porcentagem de homozigose na terceira geração de autofecundação será de 87{,}5\%. Sabendo que a cada geração de autofecundação a porcentagem de heterozigose é reduzida pela metade é possível calcular a porcentagem de homozigose na terceira geração. Assim,

S_1 = heterozigose de 50\% e homozigose de 50\%;
S_2 = heterozigose de 25\% e homozigose de 75\%;
S_3 = heterozigose de 12{,}5\% e homozigose de 87{,}5\%.

b)
Deve-se remover o androceu (aparelho reprodutor masculino) antes da maturação do gineceu (aparelho reprodutor feminino), isto é, antes que o estigma esteja apto ao recebimento do pólen. A polinização cruzada com pólen de plantas heterozigotas deve então ser realizada.

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Questão 16 no caderno CB da 2ª fase da UNICAMP 2021