Diversidade genética e o melhoramento de plantas

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1 Universidade Federal de Rondônia Curso de Eng. Florestal Melhoramento genético Florestal Diversidade genética e o melhoramento de plantas Emanuel Maia emanuel@unir.com

2 Apresentação Diversidade genética Centros de origem e diversidade Bancos de germoplasma Agrobiodiversidade

3 Diversidade Fontes de diversidade na natureza (evolução) Mutações Hibridação intraespecífica Poliploidia

4 Diversidade Diversidade genética Variabilidade de genes ao e cromossomos Diversidade de espécies Variabilidade de espécies em uma comunidade Diversidade ecológica Variabilidade de comunidades e as relações entre elas

5 Erosão genética Fonte: Fao (1997)

6 Erosão genética Irreversível Perda de genes (variabilidade) ou genótipos Passo anterior a extinção (áreas degradadas) Locais onde pode ocorrer Condições naturais: queimadas outras perturbações (humanas) Bancos de germoplasma: má preservação Programas de melhoramento: seleção intensa

7 Uniformidade Genética Quando todos os membros de uma população têm uma constituição de genótipos semelhantes

8 Casos: Irlanda (1840) - batata Ocorrência de Phytophthora infestans

9 Casos: França (1860) - Uva Introdução de Phylloxera

10 Casos: Brasil (1940) - Citros Ocorrência da tristeza dos citros (CTV)

11 Casos: Brasil (1928) - Seringueira Ocorrência do Microcyclus ulei (Mal das folhas) Fordlândia, Belterra (PA)

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13 Diversidade genética Soluções: Bancos de germoplasma Locais onde são guardados os genes (genótipos) das plantas (coleção) Unidades de conservação Agrobiodiversidade Regiões ou locais (propriedades) onde são incentivados o uso de cultivares crioulas e/ou plantas com menor importância econômica

14 Conceitos básicos Gene: unidade hereditária Genótipo: constituição genética de um indivíduo (organização dos genes para compor um organismo) Germoplasma: conjunto de genes representados por todos os alelos de uma espécie (ou espécies afins)

15 Quantificação da diversidade Vavilov (1926) Centros de origem Zeven & Zhukovsky (1975) Megacentros de diversidade

16 Centros de origem e de diversidade Centros de origem Local onde as espécies se originam (evoluíram) Centros de diversidade Locais com maior variabilidade da espécie Centros de domesticação Região geográfica de domesticação de uma espécie. Importância Áreas de preservação e conservação Melhoramento busca de genes de interesse (resistência a pragas e doenças)

17 Centros de origem Nicolai Ivanovic Vavilov (1926) Quantificou e indicou as regiões de diversidade de espécies no mundo Chinês Indiano e Indo-malaio Oriental próximo Mediterraneo Abissíneo Mexicano e centro americano Sul americano Chiloé Brasil Paraguai Abacaxi, amendoim, cacau, mandioca, maracujá, seringueira

18

19 Megacentros de diversidade

20 Fontes de diversidade genética Cultivares modernas e obsoletas Linhagens Parentes silvestres Populações primitivas Populações locais

21 Bancos de germoplasma Conservação de amostra da variabilidade genética de determinada espécie e mantida em condições artificiais, fora do habitat da espécie Destinado a coletar, preservar, caracterizar, distribuir, avaliar e regenerar a diversidade genética de uma espécie ou espécies afins

22

23 No mundo Bancos de germoplasma CGIAR: Consultative Group on International Agricultural Research Biodiversity International CIFOR: Center for International Forest research ICARF: World Agroforestry Center

24

25 Bancos de germoplasma Coordenados pelo CENARGEM EMBRAPA Bancos de germoplasma no Brasil Bancos de Germoplasma Unidades da Embrapa Instituições do SNPA Total Animais Microbianos Vegetais TOTAL

26

27 Bancos de germoplasma Formação do banco Intercambio de germoplasma Regras fitossanitárias Coleta de germoplasma Locais de coleta: habitats silvestres, pomares, hortas etc Prioridades de coleta: cultivares obsoletas, raças locais, áreas com perturbações etc Dados de coleta: Passaporte

28 Coleta de germoplasma Ne = tamanho efetivo da população (n de plantas do ponto de vista de diversidade genética) N = tamanho físico da amostra (n de plantas coletadas f = coeficiente de endogamia da espécie Ne = n / (1 + f)

29 Caracterização da coleta Agronômica Molecular Etapas da caracterização (documentação) Correta identificação botânica Cadastro de acessos por espécie Caracterização de caracteres de alta herdabilidade Avaliação preliminar Avaliação complementar

30 Conservação de germoplasma Tipos de coleção Coleção base: Longo prazo Coleção ativa: médio e curto prazo (BAG) Coleção Nuclear: representa a variabilidade genética da espécie Coleção de trabalho: populações melhorista atua frequentemente

31 Conservação de germoplasma Formas de conservação In situ: na natureza, no local de origem ex situ: fora do local de origem, exemplo: banco de sementes in vitro: cultura de tecidos In vivo on farm: no campo - propriedades

32 Banco de sementes Conservação das sementes em temperaturas e umidade reduzida (redução do metabolismo) Plantas com sementes ortodoxas Svalbard Global Seed Vault

33 Banco ativo de germoplasma

34 Coleções

35 Conservação in vitro Através da cultura de tecidos Redução do metabolismo

36 Conservação in vitro - criopreservação Conservação do material a ultra baixas temperaturas (-196 C)

37 Conservação in vitro Vantagens Facilita o intercambio de germoplasma Espaço físico pequeno Limpeza clonal Desvantagens Variação somaclonal Custo elevado

38 Agrobiodiversidade É o resultado da seleção natural e da intervenção humana e é essencial para o desenvolvimento sustentável Hoje: resgate do uso de espécies (uso humano) e formas de cultivo

39 Conceito: Agrobiodiversidade São todos os componentes de biodiversidade relevantes para a alimentação (segurança alimentar) e cultivo dos agroecossistemas. Estão inclusos as variedades/raças e a variabilidade de animais, plantas e microorganismos, desde o nível de genes, espécies e ecossistemas que são necessários para produção agrícola sustentável.

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