Interação genótipos x ambientes: efeitos na seleção e posicionamento de genótipos

Publicado em: 23/10/2022
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Os programas de melhoramento da cultura da soja têm como objetivo o desenvolvimento de genótipos altamente produtivos, que contemplem o máximo de características agronômicas desejáveis, e que os genótipos sejam consistentes nos mais distintos ambientes de cultivo, mantendo desempenho constante em função das modificações impostas por fatores bióticos e abióticos. A probabilidade de obtenção de um genótipo de soja com tais características é muito restrita, visto que, os genótipos apresentam grande variação em seu desempenho agronômico devido às condições ambientais as quais estão submetidos, sendo este efeito denominado de interação genótipos x ambientes (GxA). A interação genótipo x ambiente consiste no desempenho diferencial dos genótipos devido às alterações nos ambientes, ou seja, a resposta de cada genótipo é específica e diferente de outro em função das modificações que ocorrem nos ambientes (ALLARD, 1999).

O efeito da interação genótipos x ambientes restringe e dificulta o ganho de seleção e com isso, a recomendação de genótipos superiores para uma extensa região produtora. Dessa forma, é importante aos melhoristas o conhecimento das causas e das consequências dessa interação, sendo possível identificar e interpretar de maneira correta, possibilitando realizar inferências precisas na recomendação de novos genótipos da soja.


Interação genótipos x ambientes

O fenótipo de um indivíduo da soja é determinado por sua constituição genética (genótipo) e pelo efeito do ambiente, dessa forma, o Fenótipo (F) = Genótipo (G) + Ambiente (A), diante disto, o fenótipo é resultado da ação conjunta dos efeitos genotípicos e do ambiente em que a planta está exposta. Entretanto, existe um terceiro componente nesta equação, correspondendo a um efeito adicional, além dos efeitos genéticos e ambientais, denominado de interação genótipos x ambientes (IGA). Assim, obtém-se uma equação biológica, onde o Fenótipo (F) = Genótipo (G) + Ambiente (A) + Interação genótipos x Ambientes (IGA). O terceiro componente é obtido ao avaliar o desempenho de dois ou mais genótipos da soja em diferentes ambientes de cultivo.

A interação genótipo x ambiente é caracterizada quando o comportamento fenotípico dos genótipos não é consistente nos diferentes ambientes, onde as respostas dos genótipos se modificam devido às alterações que ocorrem de forma intrínseca no ambiente, ou seja, reflete em diferenças quanto à sensibilidade dos genótipos às mudanças do ambiente. A variação da interação é a proporção da variação fenotípica determinada pelos efeitos das interações entre os diferentes genótipos e as diferentes condições ambientais a que esses genótipos foram submetidos (ALLARD, 1999).

O ambiente exerce grande efeito sobre a expressão do fenótipo. Dessa forma, os fatores ambientais afetam os caracteres por meio de diferentes estímulos e mecanismos fisiológicos (FALCONER, 1987). Existem duas condições que contribuem para a interação genótipos x ambientes, sendo a primeira decorrente da variação previsível que inclui as variações ambientais inerentes a cada área de distribuição da cultura. Há também a variação imprevisível, revelada pela sazonalidade da distribuição de chuvas, temperatura do ar e do solo, umidade relativa do ar, incidência de patógenos e insetos-praga, ocorrência de geadas e granizo.

As causas genéticas da interação genótipos x ambientes podem ser atribuídas a fatores fisiológicos, bioquímicos, adaptativos e relativos à escala de representação dos caracteres. Dentre os fatores fisiológicos e bioquímicos que afetam o desempenho do genótipo destaca-se a capacidade de absorção, transporte e uso de nutrientes, competição intra-específica e inter-específica entre plantas, tolerância a herbicidas e alelopatia, eficiência no uso da água, nutrientes e interceptação da radiação fotossinteticamente ativa.

A interação genótipos x ambientes é determinada geneticamente pela variação dos locos em homozigose, heterozigose e pela covariância dos efeitos gênicos destes locos. Isto ocorre quando a contribuição dos genes que controlam o caráter, ou o nível de expressão dos caracteres difere entre os ambientes, visto que a expressão dos genes é regulada e influenciada pelo ambiente. Quando se realiza estudos visando os caracteres complexos, os quais são controlados por um grande número de genes e influenciados direta e indiretamente pela expressão de outros caracteres de ordem primária ou secundária, evidencia-se que as manifestações desses genes variam entre os ambientes de cultivo. De acordo com Falconer e Mackay (1996) a correlação genética entre ambientes possibilita comprovar que os genótipos diferem no seu comportamento em função do ambiente. Considerando que o número de genes envolvidos na expressão do caráter, a interação genótipos x ambientes é menos importante para caracteres mono e oligogênicos, pois a expressão desses caracteres é menos influenciada pelo efeito de ambiente, maior herdabilidade e menor número de classes fenotípicas.

A interação genótipo x ambiente afeta o ganho por seleção, tornando-se necessário estimar a magnitude e a natureza desta interação, a fim de avaliar o real impacto da seleção e assegurar o alto grau de confiabilidade na recomendação dos genótipos para um determinado grupo de ambiente. Ao considerar o impacto da seleção ou o ganho por seleção é imprescindível ponderar as estimativas de herdabilidade, que é definida como o quociente entre a variação genotípica e a variância fenotípica. Dessa forma, é necessário remover as variâncias oriundas dos efeitos da interação genótipos x ambientes, para obter a verdadeira variância genética (ALLARD, 1971). Para isso, realiza-se uma análise de variância cruzada com duas entradas, sendo genótipos x ambientes que fornecerá estimativas da variância genotípica, da variância causada pelos ambientes, e da variância atribuível a interação genótipos x ambientes (FALCONER, 1987).

A capacidade do genótipo em manter o seu desempenho estável frente às alterações no ambiente é denominado de homeostase, ou seja, a capacidade da planta em adaptar suas funções fisiológicas às constantes mudanças do ambiente onde está inserida, de forma a ser menos afetada por estas mudanças. Essa capacidade de manter o seu desempenho é atribuída aos níveis de plasticidade fenotípica para caracteres fisiológicos e morfológicos.


Tipos de interação genótipos x ambientes

O estudo do...



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Autor(a)

Dr. Ivan Ricardo Carvalho

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