PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso. Fábio Gelape Faleiro Nilton Tadeu V. Junqueira Alessandra P. Fávero Maurício Antônio Lopes

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1 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Fábio Gelape Faleiro Nilton Tadeu V. Junqueira Alessandra P. Fávero Maurício Antônio Lopes

2 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

3 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

4 Introdução Sucesso do pré-melhoramento identificação de genes ou características úteis incorporação em material elite Utilidades do pré-melhoramento subsidiar o uso prático dos recursos genéticos ampliar base genética de programas de melhoramento elo de ligação entre recursos genéticos e melhoramento munição para programas biotecnológicos munição para programas de diversificação da agricultura municação para programas de agregação de valor

5 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

6 Exemplos de sucesso do pré-melhoramento

7 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

8 Milho É necessário voltar ao Teosinte? Grande variabilidade: 300 raças e milhares de variedades Algumas dificuldades diferenças de ciclo e épocas de florescimento coloração de grãos características de baixa produtividade

9 Retrocruzamentos Milho Resistência à ferrugem (pool gênico tropical X temperado) Identificação de novos genes de resistência Valoração de germoplasma tolerância a estresses bióticos e abióticos uso de milhos especiais (pipoca, doce, protéico, biofortificação) uso de palha de milho para artesanato

10 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

11 Café Características vantajosas de espécies silvestres resistência a pragas e doenças tolerância à seca características vegetativas da planta (porte, entrenós, raiz) atributos químicos do grão (% cafeína, açúcares, sólidos solúveis Icatu Vermelho, Icatu Amarelo, Icatu Precoce (ferrugem) Obatã IAC e Tupi IAC (porte)

12 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

13 Ganhos genéticos para produtividade < 1% Metodologia de retrocruzamento avançado (AB-QTL) genes de produtividade tolerância à seca espiguetas agrupadas resistência a doenças Arroz Uso de marcadores moleculares como ferramenta

14 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

15 Espécie comercial Arachis hypogaea alotetraplóide AABB 2n = 40 Espécies silvestres diplóides AA ou BB 2n =20 Amendoim Estratégia AA X BB = AABB (anfidiplóides sintéticos)

16 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

17 Mandioca Alguns problemas da mandioca deteriorização fisiológica pós-colheita (DFP) pragas e doenças Melhoristas não tem usado cruzamentos inter-específicos longo ciclo reprodutivo arraste de genes deletérios problemas com segregação e recombinação

18 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

19 Utilização de diferentes gêneros Microcitrus e Eremocitrus Poncirus e Severinia Utilidade dos cruzamentos e gêneros afins porta-enxertos melhoramento genético plantas ornamentais Citrus

20 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

21 Hortaliças Grande variabilidade genética Várias experiências de sucesso resistência e tolerância a estresses bióticos e abióticos adaptabilidade qualidade nutricional

22 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

23 Antes de pré-melhoramento Fruteiras nativas Conhecer o potencial Estabelecer sistemas de produção - domesticação Seleção de acessos com base no uso comercial regional umbuzeiro e umbu-cajazeira (Semi-árido) açaí, cajá, cupuaçu (Amazônia) jenipapo, mangabeira (Mata Atlântica) pequi, mangaba, araticum, baru (Cerrado)

24 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

25 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

26 Uso no melhoramento Uso econômico Maracujá Recursos Genéticos Pré melhoramento

27 Uso diversificado do maracujá

28 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

29 Biodiversidade Variabilidade genética Passiflora ~400 espécies ~200 originárias do Brasil ~70 dão frutos comestíveis Desafios taxonomia correta das espécies identificação de novas espécies conhecer espécies do Cerrado erosão genética

30 Conservação da biodiversidade Origem e distribuição principalmente na América Centro-Norte do Brasil - principal centro de diversidade Conservação de Passifloras no Mundo - ~50 coleções - ~1200 acessos Conservação de Passifloras no Brasil - ~8 coleções - ~600 acessos Conservação na Embrapa Cerrados - ~36 espécies - ~200 acessos Enriquecer as coleções é uma necessidade longitude latitud

31 Caracterização da biodiversidade Descritores ecológicos Características morfológicas latitude aracterísticas agronômicas e quantitativas longitude Características moleculares

32 Caracterização da biodiversidade Descritores ecológicos Características morfológicas latitude aracterísticas agronômicas e quantitativas longitude Características moleculares

33 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

34 Uso da biodiversidade no melhoramento genético Menor dependência da polinização manual estrutura floral que permite polinização por insetos pequenos espécies autocompatíveis Produção na entressafra florescimento em dias curtos

35 Uso da biodiversidade no melhoramento genético Melhoria da qualidade da polpa

36 Uso da biodiversidade no melhoramento genético Resistência a doenças, vigor e longevidade Resistência a virose Resistência a bacteriose Resistência a antracnose Resistência a fusariose e nematóides

37 Uso da biodiversidade como plantas medicinais Espécie Fito-constituinte Passifora actinia Hooker Isovitexin, (Santos et al. (2003) Fonte: Costa e Tupinambá, 2005 Passiflora adenopoda Moc. & Glicosídeos cianogênicos linamarina, lotaustraliana (Spencer e Sesse al., 1986). Passiflora ambigua Linn. Flavonóide saponarina (Ulubelen et al., 1982b). Passiflora apetala Linn. Glicosídeo cianogênico Passibiflorina (Olafsdottir et al., 1997). Passiflora biflora Domb. O- e C-glicosilflavonas; 4 -O-rhamnosilswertisina, luteolina-7-o neohesperidosídeo juntamente com suertisina, suertiajaponina 4 -O-rhamnosil-suertiajaponina, 2 -O-rhamnosilisoorientina 2 -O-ramnosilisovitexina (McCormick and Mabry, 1983 glicosídeos cianogênicos passibiflorina e epipassibiflorin (Spencer e Seigler, 1985a). Passiflora bryonioides H.B.K Derivados flavona saponaretina, vitexina, apigenina-7 monoglicosídeo e dois kaempferol-3-biosídeos (Poethke et al 1970). Alcalóide harman (Poethke et al., 1970). Passiflora caerulea Linn. Uma flavona chrisina (Speroni et al., 1996), glicosídeo cianogênico sulfato tetrafillina B-4-sulfato e epitetrafillina B-4-sulfato (Seigler et al., 1982) Passiflora calcarata Mast. Passiflorina (Bombardelli et al., 1975) Passiflora capsularis Lam. Passicapsina; Biglicosídeo cianogênico 4-bi-vinosiltetrafillina B (Fischer et al., 1982) Passiflora coactilis Linn. C-glicosil flavonas 4 -O-glicosil-2 -O-rhamnosil orientina, 4 O-glicosil-2 -O-rhamnosil-vitexina, vitexina, 4 -O glicosilvitexina, isovitexina, isoorientina, 4 -O-glicosil orientina 2 -O-rhamnosil orientina, scoparina, 2 -O-rhamnosil scoparin e 8-C-glicosil-diosmetina (Escobar et al., 1983) Passiflora coccinea Aubl. Glicosídeo cianogênico passicoccina (Spencer e Seigler, 1985b) Passiflora cochinchinensis Flavonóides naringina e apigenina-7-o-glicosídeo; Amin Spreng. ácidos; Carboidratos (Ma et al., 1982) Passiflora colinvauxii Linn. Glicosídeo cianogênico passibiflorina (Adsersen et al., 1993) Passiflora coriacea Fuss. Glicosídeo cianogênico barterina (Olafsdottir et al., 1989 a b) Passiflora cyanea Mast. C-glicosil flavonóide 2 -xylosilvitexina e coumarina esculetin (Ulubelen et al., 1981) Passiflora foetida Linn. Flavonóides pachipodol, 7,4 -dimetoxiapigenina, ermanina, 4,7 O-dimetil-naringenina, 3,5-dihidroxi-4,7-dimetoxi flavanon (Echeverri e Suarez, 1985; Echeverri e Suarez, 1989). C-glicos flavonóides chrisoeriol, apigenina, isovitexina, vitexina, 2 xilosilvitexina, luteolina-7-β-d-glicosídeo, kaempfero (Ulubelen et al., 1982c); Cianohidrina glicosídeos tetrafillina A tetrafillina B, tetrafillina B sulfato, deidaclina, volkenin (Andersen et al., 1993); Ácidos graxos ácido linoléico e ácid linolênico (Hasan et al., 1980); alpha-pirones chamada passifloricinas (Echeverri et al., 2001) Passiflora hybrida Nees. Um éster de sulfato de tetrafillina B (Jaroszewski and Fog, 1989 Passiflora indecora H.B.K Glicosídeo cianogênico passibiflorina (Olafsdottir et al., 1997)

38 Uso da biodiversidade como porta-enxerto Resultados iniciais da pesquisa animadores

39 Uso da biodiversidade na indústria Sucos Sucos concentrados Bebidas diversas Sobremesas Gastronomia Produtos cosméticos Produtos medicinais

40 Uso da biodiversidade como plantas ornamentais

41 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

42 Genitor recorrente Genitores resistentes Retrocruzamentos assistidos por marcadores moleculares visando a resistência do maracujazeiro a múltiplas doenças

43 Resistência a vírus Resistência a fungos Resistência a bactérias

44 % de recuperação média do genoma recorrente Genitor recorrente X Genitor resistente F1 50% RC1F1 75% RC2 87,5% RC ,75%...

45 % de recuperação média do genoma recorrente sem e com o uso de marcadores moleculares Genitor recorrente X Genitor resistente F1 Sem o uso Com o uso 50% 50% RC1F1 75% >75% RC2 87,5% >87,5% RC ,75% >93,75%......

46 Confirmação da fecundação cruzada Não-confirmada F? 1 F? 1 A B

47 Genitor ecorrente X Genitor resistente F1 RC1 RC2 RC3

48 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

49 Produtos tecnológicos

50 Maracujazeiro-azedo Lançamento: 29 de maio de 2008

51 Produtos tecnológicos

52 Maracujazeiro-ornamental Lançamento: 11 de dezembro de 2007

53 Produtos tecnológicos

54 Maracujazeiro medicinal / funcional Maracujazeiro-azedo com + Vitamina C BRS Pérola do Cerrado

55 Produtos tecnológicos

56 Maracujazeiro-doce Híbridos de maracujazeiro doce BRS Amarelo Mexirica BRS Roxo Jaboticaba

57 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

58 Ampliar a conservação do maracujazeiro ~ 250 acessos de 70 espécies maior coleção do mundo campo casa-de-vegetação

59 Obtenção de novos híbridos interespecíficos

60 Atividades de transferência de tecnologia

61 INFORMAÇÕES ADICIONAIS

62 PRÉ-MELHORAMENTO experiências de sucesso Introdução Exemplos de sucesso do pré-melhoramento Milho Café Arroz Amendoim Mandioca Citrus Hortaliças Fruteiras nativas Maracujá O exemplo do maracujá Conservação e caracterização da biodiversidade Utilização prática da biodiversidade Obtenção de híbridos interespecíficos Obtenção de produtos tecnológicos Perspectivas para as pesquisas Conclusões

63 CONCLUSÕES Importância dos estudos de pré-melhoramento Pré melhoramento-melhoramento-pós melhoramento Potencial das espécies silvestres X erosão genética Implicações da legislação na ciência e tecnologia

64 Muito obrigado pela atenção