Melhoramento molecular - Molecular breeding

O melhoramento molecular é a aplicação de ferramentas de biologia molecular , geralmente no melhoramento de plantas e animais. Em sentido amplo, o melhoramento molecular pode ser definido como o uso de manipulação genética realizada no nível do DNA para melhorar características de interesse em plantas e animais, e também pode incluir engenharia genética ou manipulação de genes, seleção assistida por marcador molecular e seleção genômica. Mais frequentemente, no entanto, o melhoramento molecular implica o melhoramento assistido por marcador molecular (MAB) e é definido como a aplicação de biotecnologias moleculares, especificamente marcadores moleculares, em combinação com mapas de ligação e genômica, para alterar e melhorar características de plantas ou animais com base em ensaios genotípicos.

As áreas de melhoramento molecular incluem:

Aspectos do Melhoramento Molecular

Criação assistida por marcador

Genotipagem e criação de mapas moleculares - genômica
Os marcadores comumente usados ​​incluem repetições de sequência simples (ou microssatélites ), polimorfismos de nucleotídeo único (SNP). O processo de identificação de genótipos de plantas é conhecido como genotipagem .

O desenvolvimento de SNPs revolucionou o processo de melhoramento molecular, pois ajuda a criar marcadores densos. Outra área em desenvolvimento é a genotipagem por sequenciamento .

Fenotipagem - fenômica
Para identificar genes associados a características, é importante medir o valor da característica - conhecido como fenótipo . A "ômica" para medição de fenótipos é chamada de fenômica. O fenótipo pode ser indicativo da medição da própria característica ou uma característica indiretamente relacionada ou correlacionada.
Mapeamento QTL ou mapeamento de associação
São identificados os genes (loci de características quantitativas (abreviados como QTL) ou genes de características quantitativas ou genes menores ou genes principais) envolvidos no controle da característica de interesse. O processo é conhecido como mapeamento. O mapeamento de tais genes pode ser feito usando marcadores moleculares . O mapeamento de QTL pode envolver uma única família grande, indivíduos não relacionados ou várias famílias (consulte: Mapeamento de QTL baseado na família ). A ideia básica é identificar genes ou marcadores associados a genes que se correlacionam com uma medição fenotípica e que podem ser usados ​​em melhoramento / seleção assistida por marcadores.
Seleção assistida por marcador ou seleção genética
Uma vez que os genes ou marcadores são identificados, eles podem ser usados ​​para genotipagem e decisões de seleção podem ser feitas.
Retrocruzamento assistido por marcador (MABC)
Retrocruzar é cruzar um F1 com seus pais para transferir um número limitado de loci (por exemplo, transgene, loci de resistência a doenças, etc.) de um fundo genético para outro. Normalmente, o receptor de tais genes é uma cultivar que já apresenta um bom desempenho - exceto para o gene que será transferido. Portanto, queremos manter o histórico genético dos genótipos receptores, o que é feito por 4-6 rodadas de retrocruzamentos repetidos durante a seleção do gene de interesse. Podemos usar marcadores de todo o genoma para recuperar o genoma rapidamente em 2-3 rodadas de retrocruzamento pode ser bom o suficiente em tal situação.
Seleção recorrente assistida por marcador (MARS)
MARS incluem a identificação e seleção de várias regiões genômicas (até 20 ou mais) para características complexas dentro de uma única população.
Seleção genômica
A seleção genômica é uma nova abordagem para a seleção tradicional assistida por marcadores, onde a seleção é feita com base em apenas alguns marcadores. Em vez de procurar identificar loci individuais significativamente associados a uma característica, a genômica usa todos os dados do marcador como preditores de desempenho e, consequentemente, fornece previsões mais precisas. A seleção pode ser baseada em previsões de seleção genômica, potencialmente levando a ganhos mais rápidos e de menor custo com a reprodução. A predição genômica combina dados de marcadores com dados fenotípicos e de linhagem (quando disponíveis) em uma tentativa de aumentar a precisão da predição de valores genotípicos e reprodutivos.

Transformação genética ou engenharia genética

A transferência de genes torna possível a transferência horizontal de genes de um organismo para outro. Assim, as plantas podem receber genes de humanos ou algas ou de qualquer outro organismo. Isso oferece oportunidades ilimitadas na criação de plantas de cultivo.

Referências

Leitura adicional