O melhoramento dos cereais de inverno e o agronegócio brasileiro

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1 O melhoramento dos cereais de inverno e o agronegócio brasileiro Prof. Luiz Carlos Federizzi Departamento de Plantas de Lavoura Faculdade de Agronomia

2 Agricultura dos tropicos Maior variabilidade climática; Dias mais curtos/temperaturas noturnas elevadas; Solos mais pobres; com elementos tóxicos as plantas; Grandes variações nas populações de insetos, fungos e bactérias; Sol e água o ano inteiro; Mais de uma cultura na mesma área no mesmo ano; Fonte: Paterniani, 2000

3 Agricultura dos tropicos Variedades tem que ser desenvolvidas no Brasil; Variedades de fora não tem a adaptação necessária as condições de ambiente do Brasil; Principais culturas : cenoura, aveia, café, cana de açúcar, soja, milho, trigo, arroz, feijão, eucalipto, etc. são variedades desenvolvidas internamente no País;

4 Agricultura dos tropicos Cereais de inverno JAN FEB MAR ABR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEZ

5 Desenvolvimento Ciencia DESENVOLVIMENTO APLICAÇÃO TRANSFERENCIA/ EDUCAÇÃO Tecnologia

6 Inovação Retribuição Deposito Utilização Direito Intelectual Proteção

7 Principal Inovação na Agricultura Cultivar

8 Área Trigo (mil ha) 2396, ,8 2166,2 2209,8 1851,8 1895,

9 Area Aveia, Cevada e Triticale

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11 MELHORAMENTO DE PLANTAS ARTE Experiência, intuição, aprendizado com outros melhoristas CIÊNCIA Conhecimentos de genética, botânica, bioquímica, fisiologia, estatística... NEGÓCIO Gera dinheiro, mas custa muito dinheiro de modificar as plantas a serviço do homem. Agricultor Indústria Consumidor

12 Organização do programa Dois programas de melhoramento: (i) Desenvolvimento de germoplasma (ii) Lançamento comercial de variedades de aveia Estudos de genética: Herança genética dos principais caracteres de importância agronômica Treinamento em melhoramento de plantas Estudantes de pós-graduação (Mestrado e Doutorado)

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15 Avena strigosa (As)

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17 1º passo: escolha dos genitores a serem utilizados nos cruzamentos 2º passo: cruzar arficialmente os genótipos parentais Sucesso do Programa depende do material genético (GERMOPLASMA), o qual: 3º passo: avaliar a progênie do cruzamento durante 5 a 7 anos deve ser localmente adaptado população de plantas genéticamente variável leva décadas para ser construído deve ser trocado entre Selecionar Programas melhores parceiros plantas a cada ano Sustentabilidade Selecionar do Programa melhores a longo linhagens prazo uniformes 4º passo: testar linhagens selecionadas no final do processo 4 anos de ensaios em vários locais 5º passo: multiplicação de sementes (inicia no 2º ano de ensaios) Medir: rendimento de grãos qualidade de grãos estabilidade do rendimento de grãos reação a moléstias ciclo Se alguma linhagem for melhor que as variedades testemunha (melhores no mercado) NOVA VARIEDADE AGRICULTOR

18 VARIEDADES DE AVEIA: PLANTAS GENETICAMENTE UNIFORMES Antera: órgão reprodutivo masculino Órgão reprodutivo feminino Flor é perfeitas Possui órgãos reprodutivos masculinos e femininos na mesma flor Flor autopoliniza-se após 6 ou 7 generações de autofecundação a progênie será geneticamente igual à planta-mãe e não mudará mais

19 PRIMEIRO PASSO: cruzamento artificial Variedade A (genitor feminino) Variedade A x Variedade B Variedade B (genitor masculino) Sementes do cruzamento são híbridos (F 1 )entre as Variedades A e B Estas sementes são geneticamente uniformes Mas sua progênie (F 2 ) apresentará grande variabilidade genética

20 Método de melhoramento Pedigree modificado linha por panícula sistema de plantio direto densidade normal de cultivo seleção das melhores plantas a partir de F 2 seleção das melhores famílias 11

21 Populações F 2 de aveia Na população F 2 cada planta é geneticamente diferente da outra

22 Critérios de seleção 4 etapas: 1-40 DAE (6 a 7 folhas) vigor e biomassa 2- Após florescimento maturação e estatura de plantas 3- Maturação resistência a moléstias, acamamento, fertilidade da panícula e qualidade visual de grãos 4- Laboratório tamanho e uniformidade de grãos e manchas de grãos 12

23 Selection at UFRGS Oat Breeding Program grãos de panículas individuais semeados em fileiras duplas seleção para ferrugem ao longo do ciclo anotações por família e/ou linha Linhas com plantas com níveis médios a altos de severidade são descartadas

24 O desenvolvimento e sanidade das plantas é acompanhado (cont.) Ferrugem da folha Ferrugem do colmo Mancha foliar Giberela

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26 Famílias F 3 Planta individual selecionada em F 2 F 4 F 5 F 6 Bulk F 7 Ensaio preliminar Agricultor F 8 a F 10 Ensaios em rede 14

27 Linhas puras Tiveram origem de uma panículas (plantas) individuais, selecionadas no ano anterior Toda linha é colhida em massa (bulk)

28 Locais onde novas linhagens de aveia são testadas no Brasil NO BRASIL, ENSAIOS DE RENDIMENTO DE AVEIA SÃO CONDUZIDOS EM 8 A 10 LOCAIS A CADA ANO = Local de teste Estação Experimental Agronômica da UFRGS

29 PANÍCULA DE PLANTA F 5 Exemplo de produção de sementes de novos cultivares aveia na UFRGS Linhas de plantas F 6 1 BULK 0,3 a 0,5 kg 2 ENSAIO PRELIMINAR 5-10 kg 3,5 kg para Ensaio Regional Produção de sementes (otimizada) Sobra de sementes 3 ENSAIO REGIONAL 5-10 kg kg 3 3,5 kg para Ensaio Brasileiro 4 ENSAIO BRASILEIRO Ano 1 3 a 6 t 4 5 ENSAIO BRASILEIRO Ano 2 Produtor de t sementes básicas 5 6 LANÇAMENTO COMERCIAL Produtores de sementes certificadas AGRICULTOR 6 AGRICULTOR 7

30 PADRÃO UFRGS PARA SER LANÇADA COMO VARIEDADE rendimento de grãos superior as variedades existentes; estabilidade de rendimento de grãos através dos anos e locais; qualidade industrial de grãos; resistência genética as principais moléstias; (ferrugem da folha e do colmo, mancha do grão e giberela) nível aceitável de tolerância à geada; ciclo adequado para melhor explorar a estação de crescimento. (nem tão longo, nem tão curto)

31 Ciencia Reversa primeiro faz depois explica; Diminuição do ciclo para possibilitar o plantio da soja na melhor época; Diminuição do ciclo para possibilitar o plantio da soja na melhor Seleção época; nas populações segregantes do QOIN para genotipos precoces; Seleção nas Primeiras populações UFRGS segregantes 7 e UFRGS do 8 QOIN para genotipos Ciência precoces; reversa Primeiras primeiro UFRGS faz 7 depois e UFRGS explica; 8 Gene de insensibilidade ao fotoperíodo presente em material Canadense; Planta responde a temperatura (Graus/ dias) e não ao número de horas de luz (insensivel ao comprimento do dia);

32 Florescimento verão n. dias) Ponte para a introdução de genes de material com baixa adaptação UFRGS 8 PC68/5* Starter Florescimento no inverno n. dias)

33 Genes presentes em UFRGS 8 QTL(u8pm1) diminui o ciclo em 20 dias Esta muito próximo do gene para insensibilidade ao fotoperiodo presente na aveia (Di1) QTL(u86m2) diminui o ciclo em 5 a 12 dias Mais dois alelos de pequeno efeito para a precocidade Combinação única de 4 alelos para precocidade

34 Consequencias Decréscimo do n. de dias para o florescimento e colheita; Adaptação ampla e melhores rendimentos e melhor qualidade; A aveia passou a ser um componente importante no sistema de produção; Genes presentes em todo o material da UFRGS (diferentes combinações);

35 Cultivares Lançadas Comercialmente (Após 1997) e protegidas URS GUAPA (2004) URS TAURA e URS TARIMBA (2009) URS GURIA e URS CHARRUA (2010) URS ESTAMPA, URS CORONA, URS GUARÁ e URS TORENA (2011) URS BRAVA* (2014)

36 Proteção e Registro Propriedade Intelectual Assegura os direito de exploração comercial (royalties) Instituído pela Lei nº 9.456/1997 Vinculada a ordenamentos internacionais DHE Habilita cultivares para produção e comercialização no país Instituído pela Legislação de Sementes e Mudas Lei nº /2003 Decreto nº 5.153/2004 VCU

37 Mudanças com a Lei de Proteção Condições (exigências) de lançamento flexibilizadas (mais fácil); Maior responsabilidade de lançar variedades que realmente fazem a diferença; Genética diferente para os principais caracteres; Qualidade (industria);

38 Rendimento de grãos (kg/ha) RENDIMENTO DE GRÃOS COM FUNGICIDA 2010 e Locais: Eldorado do Sul, Passo Fundo, Guarapuava, Ponta Grossa, Mauá da Serra, Londrina

39 RENDIMENTO MEDIO KG/HA 2012 e Media 15 locais RS,SC, Pr e SP

40 140 Numero de licenças dadas para produção sementes de aveia UFRGS

41 14000 Evolução da area (ha) licenciadas de sementes oficial das cultivares de aveia da UFRGS

42 7000 Area (ha) por cultivar licenciada pela UFRGS nos anos 2011 a Charrua Corona Estampa Guapa Guara Guria Tarimba Taura Torena

43 30 Angela Menarim Guria 50 Castro Angela Menarim Tarimba 78 Angela Menarim Taura 85 Copavel Taura 25 Cascavel Batavo Guria 243 Carambei, Pr Coop Mangueirinha Charrua 23 Mangueirinha/Pr Sementes Tormenta/Vial Guria 150 Catanduvas Sementes Tormenta/Vial Taura 20 Catanduvas Coop Ponta Grossa Taura 60 Ponta Grossa Coop Tres de maio Corona 6 Tres de Maio 767 Comercio de cereais Tarimba 55 Passo Fundo 767 Comercio de cereais GUAPA 71 Passo Fundo Araldi e Baggio Corona 45 Sta Barbara do Sul JORGE ALBERTO PATZ & CIA. LTDA Taura 17 Ijui Agropecuaria Ipe GURIA 181 Campo Mourão Agropecuaria Ipe TAURA 599 Campo Mourão Agropecuaria Ipe TARIMBA 227 Campo Mourão Cerealista Renascer Taura 150 Pinhalzinho/SC Citollin Comercio de cereais Taura 77 Cascavel/Pr Ilton Balzan Taura 186 Tupancireta,RS

44 Área e produção de aveia no Brasil 400,0 350,0 369,0 346,0 300,0 250,0 221,8 232,2 239,5 200,0 150,0 100,0 106,1 111,2 122,4 145,5 146,0 50,

45 Rendimento médio de grãos de aveia Brasil(kg/ha)

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47 Escolha dos parceiros para Produção de Semente Básica Ética; Qualidade de produção de sementes; Possibilidade de venda/marketing; Parcerias anteriores; Diminuição de riscos;

48 Escolha dos parceiros Ideal seria leilão; Para cada variedade/ nicho de mercado; Plano de negócios para cada variedade; Impossível fazer atualmente na Universidade;

49 Distribuição do germoplasma UFRGS 31

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53 NECESSIDADES FUTURAS 1. Aumentar estudos básicos de genética; 2. Troca de germoplasma fundamental (problema legislação e dificuldades); 3. Cooptar Jovens talentosos para que trabalhem com aveia ambiente dinâmico criativo motivador

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55 Estrategia DESAFIO Continuar gerando cultivares para se manter o lider no mercado nacional e entrar definitivamente no mercado internacional AÇÕES Gerar a ciencia para avançar o conhecimento da genetica da aveia Identificar os caracteres que serão importantes para o futuro Desenvolver a tecnologia apropriada para o programa e para os agricultores METAS Contribuir significativamente para o desenvolvimento da agricultura brasileira

56 Crown rust severity (%) Sister lines released years apart: virulent races had increased in frequency when second variety was released UFRGS 19 release 2001 URS 22 release Year UFRGS 19 URS 22 URS Eldorado do Sul - RS

57 Partial resistance A special case of incomplete resistance, characterized as a low amount of disease accompanied by a high infection type. (Parlevliet and van Ommeren, 1975)

58 Crown rust severity (%) Partial resistance to crown rust: more durable more severe crown rust epidemic 2000 URS 21 release Year URS 21 Eldorado do Sul - RS

59 Grain Yield (kg/ha) Oat Brazilian varieties Comparative grain yield: with and without fungicide spray Difference No Fungicide Fungicide Crown rust partially resistant - Average at Rio Grande do Sul State 3 to 7 locations / year (average = 5.4 locations / year)

60 Grain Yield (kg/ha) Grain yield differences among years (Fungicide No fungicide) Average Stabl at Rio Grande do Sul State e 3 to 7 locations / year (average 5.4 locations / year)

61 Release em 2012 the cultivar URS BRAVA with partial resistance.

62 SEDETEC/EITT/UFRGS Ajuda na parte de registro (paga taxas, procurações, etc.); Faz as cobranças e registros; Mantém conta na FAURGS e fornece as notas e recibos; Distribui os recursos aferidos;

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64 Rendimento médio (kg/ha) Aveia Cevada trigo triticale

65 Programas de melhoramento Trigo FEPAGRO Secretaria da Agricultura, RS Fecotrigo CCGl 1972 EMBRAPA-TRIGO (1974) Antigo IPEAS OR Melhoramentos Biotrigo Iapar EMBRAPA Soja Codetec IAC EMBRAPA - Cerrados UF Viçosa

66 Industrias Quaker (Grupo PepSico) Porto Alegre,RS SL Alimentos - Mauá da Serra, Pr Ferla Itu, SP Naturale Lagoa Vermelha, RS Cotrijui Ijui,RS Corsetti Caxias do Sul, RS Nature Pelotas,RS

67 Contato Telefone: (51) (51)