Fundamental em todo processo de melhoramento genético, o banco de germoplasma é utilizado para a preservação de espécies vegetais e animais. Isso ocorre por que o banco de germoplasma conservado funciona como um reservatório de genes.
Os bancos de germoplasma são coleções de materiais genéticos de uma espécie de diferentes regiões e diferenciam-se por características morfológicas e fisiológicas.
Saiba tudo sobre os bancos de germoplasma no texto a seguir.
Fundamentos do banco de germoplasma
Para a formação de um banco de germoplasma, é necessária a caracterização e identificação completa de células germinativas de alguns seres vivos.
Existem dois tipos de bancos de germoplasma. São eles:
- os de base, que realizam a conservação do material em câmaras frias, in vitro ou em criopreservação por longos períodos.
- e os ativos, que conservam os indivíduos próximo ao programa de melhoramento e possuem durabilidade a curto e médio prazo.
Principais funções do banco de germoplasma
O principal uso do banco de germoplasma é no melhoramento genético. Para tal objetivo, os bancos abrigam alta variabilidade genética da espécie, que é explorada, durante sua domesticação.
Os bancos de germoplasma também possibilitam restaurar a variabilidade genética perdida ao longos dos ciclos de melhoramento das espécies em domesticação. Além disso, esta variabilidade é essencial para obter indivíduos resistentes a novas pragas e doenças.
Espécies florestais como pinus e eucalipto estão amplamente sendo domesticadas. Entretanto, ainda faltam muitas outras como teca (Tectona grandis), macaúba (Acrocomia aculeata) e paricá (Schizolobium amazonicum). Para estas espécies, há extrema necessidade de criar bancos de germoplasma e avaliar a variabilidade genética existente.
Como acessar a variabilidade genética para a construção de bancos de germoplasma?
Uma das alternativas para acessar a variabilidade genética e a diversidade entre os individuos é via marcadores moleculares. Os principais utilizados em bancos de germoplasma são os microssatélites (SRRs – Single sequence repeats) e polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs – Single nucleotide polymorphism).
Os marcadores fenotípicos como características fisiológicas e morfológicas (comerciais e não comerciais) são também mensuradas para acessar esta variabilidade e o potencial de uso da espécie.
Marcadores moleculares x fenotípicos em bancos de germoplasma
Apesar dos marcadores moleculares não substituírem os fenotípicos, eles permitem acessar a frequência mínima de retenção de alelos e o tamanho efetivo populacional (Ne). Existem diversos algoritmos que o estimam com auxílio das informações moleculares (Waples e England, 2011; Gilbert e Whitlock, 2015). Portanto, os marcadores auxiliam na manutenção e expansão da diversidade do banco de germoplasma.
Além disso, os marcadores moleculares permitem identificar duplicatas. As duplicatas são materiais genéticos repetidos e ocasionam em gasto de tempo, mão de obra, aumento nos custo de manutenção e mensuração, além de ocuparem espaço. Os custos em se manter uma duplicada chegam a exceder os custos de genotipagem via marcadores.
Os marcadores moleculares identificam também relações de parentesco dentro do banco, a estrutura populacional e sistema de acasalamento. Estas informações são essenciais no estudo da espécie, organização dos acessos (indivíduos) e, principalmente, para iniciar o melhoramento da espécie.
Além disso, os marcadores moleculares disponibilizam informações genéticas diretamente do DNA e que são invariantes com o tempo. Estas informações podem ser trocadas entre bancos de germoplasma, permitindo o intercambio e a inclusão de novos materiais no banco.
Bancos de germoplasma e a formação de coleções nucleares
As coleções nucleares são um conjunto de indivíduos representativos da diversidade genética do banco de germoplasma. Coleções nucleares podem ser utilizadas para o início de um programa de melhoramento.
Para formar uma coleção nuclear é necessário caracterizar os indivíduos e selecioná-los.
A caracterização via descritores (características morfológicas) é importante, mas pouco utilizada pelos programas de melhoramento. A caracterização agronômica é mais utilizada, porém é mais cara e onerosa. Portanto, para reduzir custos, tempo e mão de obra são utilizados os marcadores moleculares. Eles permitem selecionar indivíduos mais diversos para serem caracterizados agronomicamente de acordo com as características de interesse como resistência a seca, geada, produtividade, dentre outras.
Após a caracterização agronômica, podem ser feitos estudos de associação para identificação de marcadores ligados a características de interesse. Desta forma, é possível fazer uma refinada seleção dos indivíduos, que possuem genes potenciais, para constituírem as coleções nucleares.
Além disso, é possível usar a seleção genômica em bancos de germoplasma. Como exemplo, a seleção de indivíduos com maior valor genético genômico para característica de interesse e que são sabidamente resistentes a determinada praga ou doença.
Fontes
Faleiro, F. G., de Farias Neto, A. L., & Ribeiro Júnior, W. Q. (2008). Pré-melhoramento, melhoramento e pós-melhoramento: estratégias e desafios. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008.
Gilbert, K. J., & Whitlock, M. C. (2015). Evaluating methods for estimating local effective population size with and without migration. Evolution, 69(8), 2154-2166.
Waples, R. S., & England, P. R. (2011). Estimating contemporary effective population size on the basis of linkage disequilibrium in the face of migration. Genetics, 189(2), 633-644.
