Universidade Federal de Rondônia Curso de Eng. Florestal Melhoramento genético Florestal Diversidade genética e o melhoramento de plantas Emanuel Maia www.lahorta.acagea.net emanuel@unir.com
Apresentação Diversidade genética Centros de origem e diversidade Bancos de germoplasma Agrobiodiversidade
Diversidade Fontes de diversidade na natureza (evolução) Mutações Hibridação intraespecífica Poliploidia
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
Erosão genética Fonte: Fao (1997)
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
Uniformidade Genética Quando todos os membros de uma população têm uma constituição de genótipos semelhantes
Casos: Irlanda (1840) - batata Ocorrência de Phytophthora infestans
Casos: França (1860) - Uva Introdução de Phylloxera
Casos: Brasil (1940) - Citros Ocorrência da tristeza dos citros (CTV)
Casos: Brasil (1928) - Seringueira Ocorrência do Microcyclus ulei (Mal das folhas) Fordlândia, Belterra (PA)
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
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)
Quantificação da diversidade Vavilov (1926) Centros de origem Zeven & Zhukovsky (1975) Megacentros de diversidade
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)
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
Megacentros de diversidade
Fontes de diversidade genética Cultivares modernas e obsoletas Linhagens Parentes silvestres Populações primitivas Populações locais
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
No mundo Bancos de germoplasma CGIAR: Consultative Group on International Agricultural Research Biodiversity International CIFOR: Center for International Forest research ICARF: World Agroforestry Center
Bancos de germoplasma Coordenados pelo CENARGEM EMBRAPA Bancos de germoplasma no Brasil Bancos de Germoplasma Unidades da Embrapa Instituições do SNPA Total Animais 20-20 Microbianos 07 10 17 Vegetais 111 15 126 TOTAL 138 25 163
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
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)
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
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
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
Banco de sementes Conservação das sementes em temperaturas e umidade reduzida (redução do metabolismo) Plantas com sementes ortodoxas Svalbard Global Seed Vault
Banco ativo de germoplasma
Coleções
Conservação in vitro Através da cultura de tecidos Redução do metabolismo
Conservação in vitro - criopreservação Conservação do material a ultra baixas temperaturas (-196 C)
Conservação in vitro Vantagens Facilita o intercambio de germoplasma Espaço físico pequeno Limpeza clonal Desvantagens Variação somaclonal Custo elevado
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
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.