MELHORAMENTO GENÉTICO DOS CEREAIS EM PORTUGAL COOPERACÇÃO INTERNACIONAL

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1 MELHORAMENTO GENÉTICO DOS CEREAIS EM PORTUGAL COOPERACÇÃO INTERNACIONAL Benvindo Maçãs INRB (L-INIA Elvas) Os dias do Desenvolvimento 2009 IICT 28 Abril Instituto Nacional dos Recursos Biológicos Unidade dos Recursos Genéticos, Ecofisiologia e Melhoramento de Plantas

2

3 Melhoramento genético das plantas CIÊNCIA, ARTE, NEGÓCIO (Melhora o comportamento das culturas agrícolas visando a introdução de benefícios para a Humanidade) Contexto Sócio-Económico Actual População Mundial (2,78 biliões) (6,45 biliões) Meados do Séc. XXI - ~ (~10 biliões) Melhores condições económicas (em 2007 as populações urbanas excedem a população rural) Alteração dos padrões de consumo (dietas mais diversificadas carne e leite requerendo mais cereais) Consciência ambiental Água Aquecimento global

4 PRODUÇÃO DE CEREAIS ANTES DA REVOLUÇÃO VERDE ,78 BILIÕES DE PESSOAS Reduzido uso de fertilizantes Pequenas áreas de regadio Agricultura de subsistência Variedades locais/land races

5 PORTUGAL 1º País da Europa a reconhecer o interesse dos trigos do CIMMYT Evolução da produção e componentes da produção em variedades de trigo mole Variedades Produção Peso de Dias Ano (kg/ha) Grãos/m grãos ao (g) Espigamento Pirana 1 (Rht) Restauração 2(Rht) Chaim ite 2 (Rht 1S) M exicano 1481 (Rht2) Alva 3 (Rht2)

6 REVOLUÇÃO VERDE Novas variedades com elevado potencial genético de produção Variedades de trigo e arroz Com elevada resposta aos fertilizantes e água (rega) Maturação mais precoce (ciclo ajustado) Introdução, nos países desenvolvidos, dos híbridos simples do milho

7 PRODUÇÃO DE GRÃO, COM PONENTES DA PRODUÇÃO E ALTURA DAS PLANTAS DE 5 VARIEDADES DE TRIGO M OLE SELECIONADAS NA ENM P-ELVAS D ecade of release PRODUÇÃO (kg/ha) GRÃOS/m2 TKW (g) ALTURA (cm ) Pirana (rht) ,45-51,41 44, R estauração (rht) ,52-43,34 40, C haim ite (rht 1S) ,16-43,46 39, M exicano 1481 (Rht 2) ,76-43,15 40, Alva (R ht 2) ,23-42,70 39,

8 TRITICALE CIMMYT/PORTUGAL Evolução da produção e componentes da produção em variedades de triticale V ariedades Produção (kg/ha) Nº Grãos/m2 Peso de 1000 grão (g) M assa do H ectolitro Dias ao Espigamento (kg/hl) Arabian Bacum Beagle Alter

9 Bread wheat - evolution Yield (kg/ha) Plant H e ight (cm ) TKW (g) Days to heading N.s pik e s /m 2 H.I (% ) N.spikelets/spike Biomass (kg/ha) Test weight (kg/hl) N.grains/m2 N.grains/spike Old 80's 90's

10 Durum wheat - evolution Yield (kg/ha) Plant H e ight (cm ) TKW (g) Days to heading N.s pik e s /m 2 H.I (% ) N.spikelets/spike Biomass (kg/ha) Test weight (kg/hl) N.grains/m2 N.grains/spike Old 80's 90's

11 BENEFICIOS SOCIAIS DA REVOLUÇÃO VERDE No período a produção de alimentos aumentou mais de 1000 % A fome diminuiu 20 % durante o mesmo período O consumo per capita de calorias aumentou 25% Melhoraram as condições de vida e bem estar das populações

12 Produção de grão (kg/ha) dos 12 genótipos de trigo mole em 5 situações de adubação Genótipo N=180 P=120 K=120 + C/Fungicida N=180 P=120 K=120 + S/Fungicida N=180 P=0 K=0 N=0 P=120 K=120 N=0 P=0 K=0 + S/Fungicida Pirana 4251 abc ab 3471 abc 2424 abc 1872 a M.Espiga Ruiva 1800 d 1530 c 1714 d 1728 c 1444 a TE a 3936 ab 3752 ab 2174 bc 1721 a Côa 4518 abc 4205 a 3807 ab 2232 bc 2239 a Almansor 5015 ab 4876 a 4222 a 2592 ab 2318 a Guadalupe 3605 bc 3204 ab 2399 cd 3117 a 2034 a Sorraia 4750 abc 4713 a 4216 a 2702 ab 2254 a Golia 3659 bc 3455 ab 3586 abc 2454 abc 2198 a TE abc 3577 ab 3359 abc 2147 bc 1353 a TE c 2375 bc 2660 bcd 1754 c 1396 a TE a 4946 a 4026 a 2214 bc 1811 a TE a 4842 a 4393 a 2325 bc 2466 a 1- valores seguidos da mesma letra não são estatisticamente diferentes para p =>0.01

13 Produção de grão (kg/ha) dos 9 genótipos de trigo rijo em 5 situações de adubação Genótipo N=180 P=120 K=120 + C/Fungicida N=180 P=120 K=120 + S/Fungicida N=180 P=0 K=0 N=0 P=120 K=120 N=0 P=0 K=0 + S/Fungicida Lobeiro 1965 b b 1564 c 2207 ab 2026 a Amarelejo 1651 b 1968 b 1310 c 1438 b 604 b Colosseo 4508 a 4271 a 4215 ab 2605 a 2058 a Iride 5413 a 5338 a 5041 a 2047 ab 1946 a Celta 4860 a 3933 a 4666 ab 2148 ab 2295 a Marialva 5208 a 4590 a 3560 b 2014 ab 1815 a Preco 5495 a 4657 a 4779 ab 2370 a 2098 a Silver14/ Moewe 4282 a 4973 a 3414 b 2009 ab 1695 a

14 REVOLUÇÃO VERDE Volumosos investimentos públicos no sistema científico público, num contexto de livre circulação de germoplasma ACTUALMENTE Aumento de fundos para investigação em biotecnologia e genómica e redução paralela de financiamento para melhoramento, agronomia ou fisiologia (Este investimento ainda não gerou a desejável taxa de aplicação no desenvolvimento de tecnologia aplicada) Restrições à circulação de germoplasma e PATENTES

15 REDUÇÃO DA TAXA DE CRESCIMENTO DA PRODUTIVIDADE DO ARROZ

16 FUTURO? Solo arável perda por desertificação urbanização dificuldade em incorporar novas áreas sem causar impacto ambiental Escassez de água para rega grande competição de usos e utilização em culturas de elevado valor Alterações climáticas (variedades tolerantes/resistentes ao stress térmico e hídrico, eficiência do uso de água e nutrientes) REINVENÇÃO Perspectivar o futuro assumindo com realismo novos paradigmas para a INVESTIGAÇÃO AGRÁRIA VISÃO HOLISTICA

17 Melhoramento Genético das Plantas 1) Redefinição de Objectivos - Potencial genético de produção, adaptação, qualidade (Interactividade dos melhoradores com SISTEMA) - Objectivos específicos para ambientes alvo 2) Criação de nova variabilidade genética - Utilização sustentável de Recursos Genéticos - Novas ferramentas moleculares para identificação de progenitores e descendências de cruzamentos - Programas de pre-breeding 3) Identificação de genótipos superiores - Definição de novos critérios de selecção (Ecofisiologia estudar as relações vitais das plantas com o ambiente) - Locais de selecção e interacção genótipo x ambiente (P = G + E + G x E)

18 Fig Índice de Anomalia Regional da quantidade de precipitação da Primavera no Alentejo para o período

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22 Produção de grão (kg/ha) Peso de 1000 grãos (g) Nº de grãos por m 2 S.N. Efeito do stress térmico S.T. Red. (% ). S.N. T rigo m ole Anza 5516 a 3060 de 45 38,4 d 29,9 c a 8388 d 49 M ondego 5711 a 3496 cd 39 34,7 e 28,2 c ab abc 32 Cno/Prl 5302 a 4220 a 20 42,4 c 34,3 b e a -7 Sever 4978 a 3634 bc 27 45,3 ab 37,0 a de 9574 bcd 21 TE a 4262 a 24 42,1 c 34,0 b bc ab 21 TE a 4126 ab 26 43,5 bc 38,0 a d abc 16 TE a 2835 e 47 45,5 a 34,0 b cd 8812 cd 36 Golia 5292 a ,0 e 27,2 c a 9922 abcd 38 Média ,0 33, d.m.s ,97 2, significância n.s. ** *** *** *** ** Trigo rijo Celta 5666 a 3985 abc 30 45,4 c 37,3 c a ab 22 Castiço 4745 bc 3568 bcd 25 49,5 b 43,3 a de 7895 cde 22 TE bc 3745 bcd 21 41,7 d 39,6 abc abcd 8826 bc 25 TE abc 3768 bcd 25 45,1 c 38,4 bc bcd 9230 bc 19 TE ab 4590 a 15 46,1 c 37,8 c abc a 9 Acalou 4505 c 3317 cd 26 52,5 a 43,8 a c 6773 de 26 TE abc 3643 bcd 28 48,4 b 41,4 abc ab 8314 cd 35 TE abc 3117 d 37 45,9 c 41,1 abc abc 6554 e 47 TE abc 4124 ab 20 50,2 b 42,5 ab cd 9566 bc 14 Média ,3 40, d.m.s ,95 3, significância *** ** *** ** * *** S.T. Red. (% ). S.N. S.T. Red. (% ).

23 VARIAÇÃO ANUAL DA PRODUÇÃO DE TRIGO 99/ /98 96/ / / / / / / Y ield (kg/ha)

24 Melhoramento Genético das Plantas Novo paradigma Prioridade para características das plantas que comandam a adaptação Eficiência do uso de água e azoto Tolerância ao stress térmico e secura Variedades transgénicas Integração de várias disciplinas - Ecofisiologia - Genética molecular Melhoramento de Plantas - Genomica - Recursos Genéticos -

25 IMPACTO DA COOPERAÇÃO PORTUGAL/CIMMYT E ICARDA Germoplasma trigo, triticale e proteaginosas Conhecimento científico Formação Informação

26 CIMMYT Germplasm yield trials and screening nurseries Bread wheat Number of Genotypes 29th ESWYT th HRWYT 80 16th SAWYT 80 19th HRWSN st IBWSN th SAWSN 117 2sd STEMRRSN 137 3rd STEMRRSN th FAWWON-SA 65 16th FAWWON-IR 90 Durum wheat Number of Genotypes 40th IDYN th IDSN 145 Triticale Number of Genotypes 40th ITYN 60 40th ITSN 84

27 VARIEDADES CULTIVADAS ACTUALMENTE INSCRITAS NO CNV PELO INIA ENVOLVENDO GERMOPLASMA CIMMYT OU ICARDA Trigo Mole 8 em 16 (Almansor, Ardila, Alva, Eufrates, Jordão, Nabão, Roxo e Sever) Trigo Rijo 3 em 11 (Celta, Hélvio e Marialva) Triticale 2 em 4 (Alter e Fronteira) Grão Bico 5 em 5 (Eldorado, Elite, Elixir, Elmo e Elvar) Fava 1 em 1 (Favel) Lentilha 2 em 2 (Beleza e Cinderela)

28 PORTUGAL/CGIAR (CIMMYT/ICARDA) 1 Breeding and integrated management of Septoria disease and Hessian Fly in Morocco, Tunisia and Portugal -The aim of the PORTUGAL/ICARDA project is to evaluate the potential of an integrated management of Septoria disease and Hessian fly insect pest management. The project will enhance collaboration between research institutions, extension, and cereal growers and lead to the establishment of net work among North Africa countries and Portugal Annual budget USD 2 Portugal ICARDA joint chickpea improvement Project for drought tolerance and yield stability - The project aims to enhance productivity, nutritional security and sustainability of farming systems, diversification of the cropping systems with improved chickpea cultivars and associated technologies such as conservation agriculture. Annual budget USD

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