Os grandes desafios sobre CT&I em trigo

Transcrição

1 Os grandes desafios sobre CT&I em trigo Brasil X Mundo Gilberto R. Cunha Brasília/DF, 04 de agosto de 2009

2 no Mundo 682 milhões de toneladas 636 milhões de toneladas consumidas 224 milhões de hectares 136 milhões de toneladas comercializadas (USDA, )

3 no Mundo CT&I ganhos de produtividade 1,0 para 3,0 t/ha (últimos 60 anos)

4 Rendimentos médios mundiais ( )

5 Aumento de rendimento em diferentes países ( )

6 Aumento de rendimento em diferentes períodos

7 Rendimentos em diversos países ( )

8 Demanda Mundial de Alimentos Rendimento de grãos (t/ha) Atual Necessário (ano 2025) 2, % 4,4 80 kg/ha/ano Arroz 3, % 5,3 110 kg/ha/ano Milho 4, % 5,8 85 kg/ha/ano Bynes e Bumb (1998)

9 no Mundo Pesquisa pública Pesquisa privada (últimos 30 anos) Agroquímicos e máquinas Melhoramento genético (cultivares) Parcerias público-privadas

10 no Mundo Competição de mercado Qualidade tecnológica/industrial tão importante quanto elevação de rendimento Qualidade nutricional (biofortificação) Triticultores não produzem trigo, eles produzem ingredientes para alimentos (20% das calorias consumidas pela população mundial)... começa aqui o entendimento para a construção de uma nova triticultura brasileira

11 no Mundo Academia - Fazer a planta de trigo (cv) Produção-AT - Fazer a lavoura Comércio - Fazer o negócio trigo Indústria - Fazer produtos derivados de trigo Governo - Fazer política de trigo

12 no Brasil 500 anos de história Intervenção estatal (1952/ ) Produtividade Qualidade Comercialização Inovação na Cadeia Produtiva do no Brasil Modelo de Futuro Inovação C&T e Institucional

13 Programa de melhoramento de trigo no Brasil Objetivos Criar cultivares com: Potencial de rendimento elevado Estabilidade de rendimento Tipo agronômico adequado (porte baixo) Adaptação ampla Tolerante a estresses bióticos e abióticos Qualidade tecnológica orientada para o uso

14 Recursos Genéticos Banco Ativo de Germoplasma acessos s nacionais + 72 países - Coleta Atividades - Conservação e manutenção - Caracterização - Exploração - Potenciais fontes de características de interesse Bonow (2008)

15 Novo patamar em melhoramento de trigo Novo tipo de planta Atraso senescência foliar Enchimento de grãos Elevada demanda por assimilados Elevado número de grãos m2/iaf (demanda/fonte) Embrapa: kg/ha (Vacaria/RS, 2004) Scheeren et al. (2007)

16 Biofortificação no Brasil: desenvolvimento de produtos agrícolas mais nutritivos HarvestPlus AgroSalud Avaliação, caracterização e seleção de genótipos de trigo com elevados teores de ferro e zinco. Teor Zinco Ozturk et al., 2005 Scheeren et al. (2008)

17 PRODUÇÃO INTEGRADA DE TRIGO Tibola et al. (2008)

18 Grãos armazenados resistência de pragas Desafios - Brasil Infestação de pragas como problema de mercado (indústria, saúde, etc) Aumento da resistência química Armazéns não adequados para fumigação Falta de monitoramento do processo de fumigação Aumento de dose Contaminação de alimentos por pesticidas

19 Complexo pulgões-bydv Desafios - Brasil Aumento do problema no Brasil (últimos 8 anos) Dificuldade de controle econômico Perdas de rendimento (20-30%) Mais de 100 spp hospedeiras (pontes verdes) Nanismo, descoloração, menor afilhamento, inibição de raízes, folhas eretas, morte de folha bandeira e escurecimento de espigas Estratégias de controle (práticas culturais, resistência genética e controle de vetores)

20 Complexo pulgões-bydv Iniciativa Embrapa Patógeno (clonagem de genes e análise de suas funções visando ao uso de resistência derivada do patógeno) Hospedeiro (herança da resistência, mapeamento de genes de resistência, introgressão de genes de outras spp) Ambiente (monitoramento de condições de risco e sistemas de alerta) Lau et al. (2008)

21 Brusone Maciel et al. (2008)

22 Brusone Desafios - Brasil Estratégia para combater a brusone em trigo no Brasil: Uso da experiência acumulada com o problema em arroz Uso de ferramentas de biologia molecular (marcadores) Estudo da variabilidade genética do patógeno Exploração da resistência qualitativa (raça-específica) Identificação de novas fontes de resistência (BAG) Uso de espécies afins (A. squarrosa e A. umbellulata), via trigos sintéticos Controle químico

23 Germinação Pré-colheita MR - BRS 179 MR/R R - BRS BRS BRS Buriti - BRS Camboim - BRS Canela - BRS Guamirim - BRS Tarumã - BRS Umbu

24 Genótipos de trigo para usos especiais - Biscoito - Ceroso - Biofortificado

25 Giberela em trigo e outros cereais de inverno Variabilidade interdecadal Fernandes et al. (2008)

26 Novas pragas e doenças Ferrugem do colmo do trigo Ug99 Ácaro - Aceria tosichella

27 Sistemas de produção regionalizados em sistemas integrados

28 VCU I - Temperada & Úmida e elevada precipitação VCU II - Quente & Úmida, com Elevada Precipitação VCU III Quente com Baixa Precipitação VCU IV Quente & Seca ou Quente com Irrigação (Brazilian Savanas/Cerrado)

29 Desenvolvimento e formação do rendimento (a influência do ambiente) Slafer & Whitechurch (2001)

30 Núcleo de Integração para o Desenvolvimento da Triticultura Tropical

31 Histórico discussão Demanda histórica da Unidade Desafio IV PDU Apresentação consolidação IV PDU Aprovação pela DE - Dezembro 2008 Definição formato - Maio 2009

32 - Sistema Irrigado - Bons resultados - Menor área potencial - Manutenção dos resultados atuais com maior apoio

33 TRIGO P.H. Umidade Extração Cor F.N. Glúten Glúten (kg/hl) (%) (%) ( minolta) (s) BRS ,1 12,4 64,5 92,4/10, ,6 9,8 53, BRS ,25 12, ,7/10, ,4 11,8 60,7 8 >32,5 TRIGO U. (%) S. (%) FARINOGRAFIA ABS (%) TDM (min) EST (min) ALVEOGRAFIA W P L P/L BRS ,84 BRS ,89

34 - Sistema Sequeiro - Resultados abaixo do ideal; - Limitações principais brusone e seca/calor; - Maior área potencial; - Necessidade de melhoria nos resultados; - Maior apoio em áreas como: manejo, sócio-economia, fitossanidade, solos, etc.

35 Tolerância à Seca Região Tropical - Fenotipagem - Identificação de mecanismos de tolerância - Seleção/caracterização germoplasma

36 Embasamento genético para a melhoria de desempenho de cultivares Manipulando um sistema genético complexo (A, B e D = mil genes) empiricamente via seleção fenotípica; Avanços em rendimento, adaptabilidade e qualidade orientada para uso; Sintonizar o ciclo de desenvolvimento em conformidade com o ambiente (escape de estresses e aproveitamento de condições favoráveis); Formação do rendimento e ciclo; Mudança de paradigma: Biologia Avançada

37 Biotecnologia Embrapa Qualidade Ferrugem da folha Giberela Brusone Germinação pré-colheita Alumínio Seca Marcadores Moleculares e protéicos Diversidade Coleção Nuclear Qualidade de uso final (Proteínas de reserva) Fingerprinting Varietal Seleção Assistida A C G A G 1.3 m A C G A T 1.4 m A T A A G 1.5 m C T A G T 1.8 m A T G G T 2.0 m A T G G G 2.0 m Consoli et al. (2009)

38 Biotecnologia Embrapa Prospecção de novos genes/alelos Análise de expressão e sequenciamento Proteínas de reserva Fenotipagem Análise de proteínas (Proteômica) Bioinformática Inten. (x100,000) m/z Consoli et al. (2009)

39 Qualidade tecnológica Desafios - Brasil Componentes do grão Bioquímica bem conhecida e controle genético pobremente conhecido Qualidade = 50% proteínas + 50%???? Baixa herdabilidade e sensibilidade elevada ao ambiente (identificar o controle genético) Piramidação de genes por seleção assistida por marcadores moleculares Dureza do grão Amido (80% do endosperma)- controle para diferentes usos

40 DEMANDAS DO MERCADO BRASILEIRO DE TRIGO USO PERCENTUAL PANIFICAÇÃO 46 % DOMÉSTICO 20 % MASSAS 14 % BISCOITOS 8% PÃO INDUSTRIAL 5% CONFEITARIA 4% OUTROS 3%

41 Biotecnologia Embrapa Produção de duplo-haplóides - Cultura de tecidos - Hibridação interespecífica (DHM) - Cultura de anteras - Cultura de micrósporos Nível de ploidia / Estabilidade cromossômica / Identificações de segmentos cromossômicos - Citogenética Clássica e Molecular Consoli et al. (2009)

42 Transformação genética de trigo Pellegrineschi (2004)

43 - Transformação genética Introdução de DNA nas células (não por via de hibridação sexual) Resulta na integração e herança do novo DNA (Agrobacterium e Biobalística)

44 - Transformação genética - Aplicações Melhorar o desempenho agronômico Ampliar a expressão de genes Supressão da expressão de genes Complementação de genes

45 - Transformação genética - Aplicações Frações de proteína Amido Dureza do grão Germinação pré-colheita Resistência patógenos/pragas (Fusarium e pulgões) Abióticos (seca e salinidade)

46 - Transformação genética - Limitações Nem todo genótipo pode ser transformado Silenciamento da transgenia Efeitos não buscados geneticamente modificado ainda tem problema de aceitação

47 Obrigado!