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Experiência na produção e liberação
comercial de uma cultura transgênica com
tecnologia Embrapa
Francisco J. L. Aragão
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia
Desenvolvimento de plantas GM na Embrapa
Ciência Tecnologia Desenvolvimento Disponibilização
Parcerias (Público-público; público-privado)
Embrapa/BASF – Desenvolvimento da soja Cultivance®
Aragão and Rech
Plant Cell Rep. 1991, 1993, 2008; Theor. Appl. Genet. 2000; Nature Protocols 2009
Programas de melhoramento e biossegurança da Embrapa
Soja tolerante a imidazolinona – Embrapa/BASF
2001 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Brazil
Agronomic
and
Biosafety analysis
Japan, EU, USA
Canada
Australia
Korea
China
Philippines
Argentina
Mexico, Colombia, Taiwan, Russia
India
South Africa
Uruguay
Paraguay
(to be defined)
Brazil
Perdas anuais entre 90.000 e 280.000 toneladas
Cerca de 200 mil ha não apropriados para o cultivo
mosaico, nanismo, abortamento de flores
vagens e sementes distorcidas
BGMV : transmitido por mosca-branca (Bemisia tabaci ) de forma persistente a circulativa
Inseticidas
60s – Descrição do mosaico
dourado do feijoeiro (Álvaro
Santos Costa)
70s-2000
15-20 mil acessos dos Bancos
de Germoplasma
Bonfim et al. MPMI, 2007
2/22
Embrapa 5.1
EMB-PVØ51-1
2004
Aragão & Faria, Nature Biotechnology, 27:1086-1088 (2009)
100% até 30% 0%
Aragão & Faria, Nature Biotechnology, 27:1086-1088 (2009)
Caracterização Molecular
Avaliações de Biossegurança
Resolução Normativa Nº 5, de 12 de março de 2008
Dispõe sobre normas para liberação comercial de
Organismos Geneticamente Modificados e seus derivados
Caracterização Molecular
Caracterização Agronômica
Avaliação de Segurança Ambiental
Análises de Composição
Avaliação de Segurança Alimentar
2,2 4,8
40,1
52,9
=93,0
Embrapa Arroz e Feijão
Josias Corrêa de Faria
Eliane Dias Quintela
José Francisco Arruda e Silva
Edmar Cardoso de Moura
Vanderlino Moreira de Santana
Jaison Pereira de Oliveira
Murillo Lobo Junior
Paula Arielle Mendes Ribeiro Valdisser
Maria José Del Peloso
Embrapa Agrobiologia
Bruno José Rodrigues Alves
Gustavo Ribeiro Xavier
Segundo Sacramento Urquiaga Caballero
Altiberto Moreira Baeta;
Roberto Gregio de Souza;
Maria Elisabeth Fernandes Correia
Norma Gouvea Rumjane
Roberto Silva de Oliveira
Itamar Garcia Ignácio
Orivaldo José Saggin Junior
João Luiz Bastos
Embrapa Milho e Sorgo
José Aloisio Alves Moreira
Embrapa Soja
Geraldo Estevam de Souza Carneiro
Universidade Estadual Paulista
Norka Beatriz Barrueto González
Renata M. Galvão Campos Cintra
Luis Fernando Barbisan
Alaor Aparecido de Almeida
Universidade Federal do Ceará
Francisco de Assis de Paiva Campos
Embrapa Recursos Genéticos e
Biotecnologia
Francisco José Lima Aragão
Elsa Oliveira Paranaguá e Lago Nogueira
Kenny Bonfim
Maria Laine Penha Tinoco
Antonieta Nassif Salomão
Solange Carvalho Barrios Roveri José
Marcelo Porto Bemquerer
Beatriz Simas Magalhães
Vera Lucia Perussi Polez
Embrapa Agroindústria de Alimentos
José Luiz Viana de Carvalho
Marília Regini Nutti
Edson Watanabe
Edna Maria Morais Oliveira
Ronoel Luiz de Oliveira Godoy
Sidinea Cordeiro de Freitas
Sidney Pacheco
Luzimar da Silva de Mattos
Jeane Santos Rosa de Mello
Manuela Cristina Pessanha de Araujo
Adriana Paula da Silva Minguita
Carmine Conte
Epaminondas Silva Simas
Juliana de Oliveira Santos
Tania dos Santos Silva
Jose Manoel de Oliveira
Paulo Sergio de Souza
Tatiane Correa de Oliveira
Universidade de Brasília
Élida Geralda Campos
Anna Paula Costa Jesuino
Érica Heringer Machado
Viviane Yllena Vieira de Souza
Universidade Estadual de Campinas
Jaime Amaya-Farfan
59 membros
10 centros de pesquisa
Único lócos: segregação de 3:1
Gene bla não funcional
Sequenciamento completo do sítio de
integração dos transgenes (50.029 pb)
Caracterização Molecular
Estabilidade dos transgenes
Gerações e após cruzamentos
Caracterização Molecular
Folha
Caracterização Molecular
Extract-N-Amp™ Tissue PCR Kit, Sigma-Aldrich, Código XNAT2R
Xin el al. 2003. BioTechniques 34:820-826
Caracterização Molecular
Aragão & Faria, Nature Biotechnology, 27:1086-1088 (2009)
Produção, germinação, altura inicial das plântulas, largura
máxima das folhas primárias, comprimento máximo das
folhas primárias, número de sementes por vagem, massa
de 100 sementes, comprimento das vagens, largura das
vagens, comprimento das sementes, largura das sementes,
espessura das sementes, florescimento
Caracterização Agronômica
Avaliação de Segurança Ambiental
Análise quantitativa e qualitativa da macro e mesofauna
do solo sob influência do feijoeiro Embrapa 5.1
Avaliação de Segurança Ambiental
Crescimento do feijoeiro sob efeito de inoculação com rizóbio
Nodulação e dependência pela fixação biológica de N pelas plantas de
feijoeiro
Comunidade de fungos micorrízicos arbusculares e sua associação com as
raízes das plantas de feijoeiro
0
10
20
30
40
Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
De
ns
ida
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po
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FM
As
(nº
po
r 5
0 m
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)
Londrina - 2008
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Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
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Goiânia - 2008
0
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Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
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ida
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(nº
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r 5
0 m
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Sete Lagoas - 2008
0
100
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300
400
Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
De
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ida
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es
po
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de
FM
As
(nº
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0 m
L d
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Londrina - 2009
0
100
200
300
400
Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
De
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ida
de
de
es
po
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de
FM
As
(nº
po
r 5
0 m
L d
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Goiânia - 2009
0
100
200
300
400
Olathe Pinto Olathe 5.1
Variedade de Feijão
De
ns
ida
de
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FM
As
(nº
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0 m
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olo
)
Sete Lagoas - 2009
aa aa aa aa aa aa
aa aa aa aa aa aa
Avaliação de Segurança Ambiental
Colonização das raízes por FMAs indígenas
Número de espécies de FMAs identificadas na rizosfera
Avaliação de Segurança Ambiental
mobio+Fast Spin
casa de vegetação
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
mobio Fast Spin casa de vegetação
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE 5.1
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE
Feijão OLATHE
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
15 dias
2
3
7
1
8
5
6
4
5
6
2
3
4
1
Com base no 16S rDNA não se observou alteração na comunidade
alfaproteobactérias da rizosfera do feijoeiro
Análise quantitativa e qualitativa dos microrganismos em solos
sob influência do feijoeiro Embrapa 5.1
Atividade enzimática do solo: arilsulfatase (conjunto de enzimas do
ciclo do enxofre), fosfatase ácida e beta-glucosidase.
Biomassa microbiana e respiração basal do solo de rizosfera do
feijoeiro
Avaliação de Segurança Ambiental
Data
16/0
4/08
23/0
4/08
30/0
4/08
07/0
5/08
14/0
5/08
21/0
5/08
28/0
5/08
Núm
ero
méd
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130
140
150
160
Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico 2008
Data
08/0
4/09
15/0
4/09
22/0
4/09
29/0
4/09
06/0
5/09
13/0
5/09
20/0
5/09
Núm
ero
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uo
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0
10
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50
60
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100
110
120
130
140
150
160
Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico 2009
Flutuação populacional de artrópodes
(amostragens semanais)
Avaliação de Segurança Ambiental
Pragas
Predadores
Avaliação de Segurança Ambiental
Efeito sobre Zabrotes subfasciatus
• Número de ovos/grão (10 d após retirada dos adultos);
• Número de adultos emergidos (diariamente), data de
emergência;
• Número de furos/grão (após emergência de todos os adultos);
• Massa seca de machos e fêmeas;
• Razão sexual;
• O dez primeiros casais emergidos foram utilizados para
infestar novos grãos;
• Foram avaliadas 10 gerações dos carunchos.
Avaliação de Segurança Ambiental
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
30
32
34
36
44
46
48
50
Olathe 5.1 transgênico
Olathe convencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina
Fêmeas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
30
32
34
36
44
46
48 Olathe 5.1 transgênico
Olathe convencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina
B
Geração
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pe
río
do
mé
dio
de
de
se
nvo
lvim
en
to
(dia
s)
30
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44
46
48Olathe 5.1 transgênico
Olathe convencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina
C
Machos
Fêmeas + Machos
Geração
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
10
20
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40
50
60
70
80
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100
110
120
Olathe 5.1 transgênico
Olathe Convencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina
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15
20
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30
35
40
45
50
55
60
65
Olathe 5.1 transgênico
Olathe Covencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Olathe 5.1 transgênico
Olathe Convencional
Jalo Precoce
Pérola
Arcelina Fêmeas
Machos
Fêmeas + Machos
Efeito sobre Zabrotes subfasciatus
Avaliação de Segurança Ambiental
Data
16/0
4/08
23/0
4/08
30/0
4/08
07/0
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14/0
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28/0
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04/0
6/08
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8
9
Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico2008
Data
08/0
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4/09
22/0
4/09
29/0
4/09
06/0
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13/0
5/09
20/0
5/09
27/0
5/09
Nú
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3
4
5
6
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Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico2009
Efeito sobre vaquinhas
Diabrotica speciosa Cerotoma arcuata
Data
16/0
4/08
23/0
4/08
30/0
4/08
07/0
5/08
14/0
5/08
21/0
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28/0
5/08
04/0
6/08
Nú
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-0,5
0,0
0,5
1,0
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2,0
2,5
3,0
3,5
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Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico
2008
Data08
/04/
09
15/0
4/09
22/0
4/09
29/0
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13/0
5/09
20/0
5/09
27/0
5/09
Nú
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s
-1,0
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0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Olathe Pinto convencional
Olathe Pinto transgênico2009
Avaliação de Segurança Ambiental
Açúcares: Sacarose, rafinose, estaquise
Vitaminas: Vitamina B1, vitamina B2
Aminoácidos: Triptofano, cisteína, metionina, ácido glutâmico,
serina, glicina, histidina, arginina, treonina, alanina, prolina,
tirpsina, valina, lisina, isoleucina, leucina, fenilalanina
Análises Físico-Químicas: Umidade, cinzas, proteína total,
ácido fítico, inibidores de tripsina
Minerais: Alumino, cálcio, chumbo, cobalto, cobre, cromo,
ferro, fósforo, magnésio, molibdênio, potássio, selênio, sódio,
zinco
Composição de fatores nutricionais e antinutricionais
Análises de Composição
Análises de Composição
Banco de Dados de Composição
5 variedades
BRS Valente
Diamante Negro
Pérola
Timbó
Olathe
5 anos: 2003, 2004, 2005, 2006 e 2007 (em distintas
épocas do ano)
6 locais
Santo Antônio de Goiás (GO)
Simão Dias (SE)
Lavras (MG)
Ponta Grossa (PR)
Anápolis (GO)
Passo Fundo (RS)
Análises de Composição
Análises de Composição
PR
MG
GO
66
45
30
20
14.4
4 pH
kDa
7
1
1: Arcelin-5B. Chain: 22-261, pI: 6.24, Mw: 27055
2
2: Glutelin type-A 1 acidic chain. Chain: 25-306, pI: 6.59, Mw: 3189
3
3: Isoform 2 of 12S seed storage protein CRA1 OS=Arabidopsis... Chain: 1-368, pI:
6.62, Mw: 41032
4
4: Arachin 21 kDa protein. Chain: 1-176, pI: 4.29, Mw: 20863
5
5: Arachin 21 kDa protein. Chain: 1-176, pI: 4.29, Mw: 20863
6
6: Arcelin-5B. Chain: 22-261, pI: 6.24, Mw: 27055
7
7: Arcelin-5B. Chain: 22-261, pI: 6.24, Mw: 27055
8: Arachin 25 kDa protein. Chain: 1-201, pI: 7.12, Mw: 22220
8
9: Glycinin A2 subunit. Chain: 19-296, pI: 4.90, Mw: 31623
9
10: Conglutin. Chain: 22-145, pI: 5.50, Mw: 14846
10
11: Conglutin. Chain: 22-145, pI: 5.50, Mw: 14846
11
12: Beta-conglycinin, alpha chain. Chain: 63-605, pI: 4.87, Mw: 63152
12
13: Beta-conglycinin, alpha chain. Chain: 63-605, pI: 4.87, Mw: 63152
13
14
15
14: Beta-conglycinin, alpha chain. Chain: 63-605, pI: 4.87, Mw: 63152
15: Beta-conglycinin, alpha chain. Chain: 63-605, pI: 4.87, Mw: 63152
16: Glutenin, high molecular weight subunit PW212. Chain: 22-838, pI: 5.38, Mw: 87008
17: Glutenin, high molecular weight subunit PW212. Chain: 22-838, pI: 5.38, Mw: 87008
18: Glutenin, high molecular weight subunit PW212. Chain: 22-838, pI: 5.38, Mw: 87008
16 17 18
19: Convicilin. Chain: 29-571, pI: 6.11, Mw: 63932
20: Convicilin. Chain: 29-571, pI: 6.11, Mw: 63932
21: Convicilin. Chain: 29-571, pI: 6.11, Mw: 63932
19 20 21
22: Phaseolin. Chain: 25-428, pI: 5.25, Mw: 45383
23: Phaseolin. Chain: 25-428, pI: 5.25, Mw: 45383
24: Phaseolin. Chain: 25-428, pI: 5.25, Mw: 45383
22 23 24
25: Phaseolin, alpha-type. Chain: 25-436, pI: 5.13, Mw: 46698
25 26
26: Phaseolin, alpha-type. Chain: 25-436, pI: 5.13, Mw: 46698
Análises de Composição
Rattus norvegicus siRNA e grãos cozidos
Protocolo Experimental
(67/08-CEEA-UNESP)
• Crescimento
• Consumo alimentar
• Estudo histomorfológico
• Estudo bioquímico
Avaliação de Segurança Alimentar
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
GC GFT GFC GA
P-i P-f
Estômago, intestino,
duodeno, jejuno, útero,
hapatócitos, fígado, rins,
coração, timo, ovários,
testículos e fêmur.
Análises bioquímicas (duas etapas)
disfunção renal
injúria ao fígado
disfunção hepática
Avaliação de Segurança Alimentar
Em conjunto, as análises realizadas
levaram à conclusão que o evento
Embrapa 5.1 de feijoeiro resistente ao
mosaico dourado é tão seguro para cultivo
e consumo no Brasil quanto os feijoeiros
atualmente cultivados.
2004 2010 2011 2012 2013 2014 2018
Brasil
(CTNBio)
Avaliação
Agronômica e
de Biossegurança + países ?
Registro de variedades
Monitoramento pós comercial (5 anos)
CARNEGIE/UNIV.MASSACHUSETTS WO 9932619 – 23 DEZ 1997 RNAi Planta/Animal
BENITEC US 2002168707 – 20 MAR 1998 RNAi- Planta/Animal
CARNEGIE/UNIV.MASSACHUSETTS US 7622633 B2 – 24 NOV 2009 US 7560438 B2 – 14 JUL 2009 US 6506559 B1 – 14 JAN 2003 AU 199919380 suppressão in vitro RNAi Planta/Animal
CSRIO US 7754697 B2 – 13 JUL 2010 RNAi- Animal
BENITEC US 2002168707 – 3 JUN 2003 AU 199919380 US 7754697 B2 RNAi- Animal
CSRIO WO 09953050 – 04 ABR 1998 RNAi- Animal/Planta
CSRIO / BENITEC PI 9917642-4 A2 – 19 MAR 1999 BR PI9908967-0 A2 13 MAR 1999 RNAi Planta/Animal
BR
Fire & Melo The Nobel Prize 2006
Waterhouse & Wang 2007 Prime Minister's Prize for Science (Australia)
Hamilton & Baulcombe (2009 Birthday Honours List; 2010 Wolf Prize) Nature Biotechnology Volume: 28, Pages: 32–36 (2010)
et al. et al. Nucleonics
FTO
aragao@cenargen.embrapa.br
Obrigado
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