LGN 5799 - SEMINÁRIOS EMGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS

Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas

Departamento de Genética

Avenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: 13400-970 - Piracicaba - São Paulo - BrasilTelefone: (0xx19) 3429-4250 / 4125 / 4126 - Fax: (0xx19) 3433-6706 - http://www,genetica,esalq,usp,br/semina,php

Aluno: Rubén José Silva Díaz

Orientador: Claudio Lopes de Souza Jr,

Melhoramento genético de milho no Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) - Venezuela

INDICE

�Algumas características econômicas de Venezuela

�Produção de milho em Venezuela

�História do melhoramento genético do milho no INIA

�Objetivos do melhoramento genético do milho em INIA

�Estratégias de melhoramento utilizadas

�Cultivares elegíveis

�Visão e Perspectivas no programa

�Território: 916,445 km2 - dividido em 23 estados,

�População: 27,483,200 - 80% urbana,

�Exportações (milhões de US$): 93,542 milhões, ~ 90% petroleiras

�Produção agrícola:

� Vegetal: Culturas tropicais tradicionais, Cereais e Frutas

� Pecuária: bovinos, suínos, caprinos, aves

�PIB (em milhões de US$): 27,131 milhões, Setor agrícola 5,82%

Índices econômicos de

Venezuela no 2008

Fonte: relatório BCV, 2008

�Alimentação humana e animal

�Milho branco semiduro, milho amarelo semidentadoMilhoMilho

�Exploração sob condições de chuva

�11% do volume da Prod, Agríc, Vegetal

�23% superfície Agric, cultivada

Milho branco 90% Farinhas Pré-cozidas10% Milho canjica e in natura

85%

Milho Amarelo Alimentos balanceados para animais,Amido industrial e in natura

15%

Produção de milho em Venezuela

O Milho e a Nutrição Humana

(38 kg/pessoa/ano Direita)

6,5 gramas proteína/pessoa/dia

316 calorias/pessoa/dia

FEDEAGRO, 2009

Produtos Produção (t)Participação na produção

(%)

Valor da produção

(Milhões $,)

Participação no valor da produção

(%)Cereais 4.007-842 17,13 245,10 15,21

Arroz 1.054.857 4,51 66,41 4,12

Milho 2.570.869 10,99 160,29 9,95

Sorgo 382.116 1,63 18,40 1,14

Culturas tropicais

tradicionais9.785.095 41,82 740,42 45,96

Outras culturas 9.605.292 41,05 625,43 38,83

Total 23.398.229 100,00 1610,95 100,00

PARTICIPAÇÃO DO SETOR AGRÍCOLA VEGETAL NA ECONOMIA NACIONAL, 2007

Fonte: MPPAT

PRINCIPAIS ZONAS DE PRODUÇÃO DE MILHO

TÁCHIRA

MÉRIDA

TRUJILLO

BARINAS

APURE

PORTUGUESA

COJEDES

YARACUYLARA

FALCÓN

ZULIA

COLOMBIA

ARAGUA

CARABOBOMIRANDA

DISTRITOCAPITALVARGAS

GUÁRICO ANZOÁTEGUI

MONAGAS

DELTA AMACURO

SUCRE

NUEVA ESPARTA

MAR CARIBE

BOLÍVAR

AMAZONAS

ZONA ENRECLAMAÇÃO

BRASIL

PLANÍCIES ORIENTAISPLANÍCIES ORIENTAIS

PLANÍCIES CENTRAISPLANÍCIES CENTRAIS

GU

YA

NA

PLANÍCIES OCIDENTAISPLANÍCIES OCIDENTAIS

VALE DO RIO YARACUYVALE DO RIO YARACUY

46%

33%

10%

6%

0

500

1000

1500

2000

2500

30001

99

2

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93

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07

Área colhida e produção de milho de 1992 ao 2007

Área (Mil ha) Produção (Mil t)

AnosCrescimento do ano 2007respeito a 1997

~ 75% Sup,114% Prod,

Fonte: MPPAT

370

> 700840

2500

Evolução da produtividade do milho na Venezuela

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

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Anos

2,2

~3,5

Acréscimo 23% ProdutividadeFonte: MPPAT

DEMANDA DO MILHO AMARELO

Importação anual

1,200,000 t

U,S,$ 241,200,000

Duplos, Triplos e Simples

Híbridos > 95%

TIPO DE CULTIVARES UTILIZADOS

Ciclo: 120-130 dias

Tipo de Grão: Semiduro

5% variedades

100% Sementes certificadas

Como comparar?

1 ano prova interna cada empresa + Dois anos aprovados ERU´s (95% media)

Ensaios Regionais Uniformes (ERU)

� Coordenados pelo Serviço Nacional de Sementes (SENASEM)

� Realizam-se três tipos de ERU por ano (híbridos brancos, híbridos amarelos e variedades) geralmente em mais de 10 locais no país

1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

ANOS

Produtividade Promedio ERU´s vs, Promedio Nacional

PLANÍCIES OCIDENTAIS

LIMITAÇÕES À PRODUÇÃO

Rhizoctonia solani em culturas comerciais

de milho

Rhizoctonia solani em culturas comerciais

de milhoEncharcamento em cultura de milhoEncharcamento em cultura de milho

- Avaliação de linhagens à doença- Controle biológico (Trichoderma harcianum)

-Geração de cultivares tolerantes ao stress hídrico(Agua Blanca, Santa Ana)

-Estruturas melhoradoras do drenagem superficial

Acidez do solo e secaAcidez do solo e seca

PLANÍCIES CENTRAIS E ORIENTAIS

LIMITAÇÕES À PRODUÇÃO

- Melhoramento populacional para a tolerância à acidez (Pop, SA5, SA7 e SA8)e à seca (Pop, Tuxpeño sequia)

- Calagem- Época do plantio

LIMITAÇÕES À PRODUÇÃO

VALE MÉDIO DO RIO YARACUY

- Plantio direto, culturas de coberturas -Geração de cultivares resistentes a doença(CENIAP DMR e CENIAP 132)

Erosão do soloErosão do solo Peronosclerospora sorghi em culturas

comerciais de milho

Peronosclerospora sorghi em culturas

comerciais de milho

HISTÓRIA DO MELHORAMENTO DOMILHO NO INIA-VENEZUELA

Tem seu inicio no ano 1939 (Langhan)

Década do 40:Obtenção das primeiras variedades de polinização abertaVen, 1 e Pajimaca (GA) e Ven, 3, Sicarigua e Sicarigua melhorada (GB)“Seleção masal e Seleção masal estratificada”

Década do 50:Desenvolvimento de híbridos de três Linhagens (Guaicaipuro, Mara e Tiuna)

Décadas do 60 e 70:Liberação dos primeiros híbridos duplos (Obregon e Arichuna)“Seleção recorrente de MI e IG”Problemática com Pendão louco: Cultivares resistentes, CENIAP DMR e CENIAP 132

“Inicio de atividades das empresas privadas nacionais produtoras de sementes”

Década do 80: 9 de grãos brancosDesenvolvimento dos ciclos de seleção recorrente

2 de grãos amarelosalem de vários híbridos (CENIAP PB-8)“1983 – 1987 80% da sup, Coletada”“1988 Inicio de atividades das empresas multinacionais”

Década do 90:Desenvolvimento de germoplasma tolerante a condições abióticas

Solos ácidos Pop SA5, SA7 e SA8Seca Pop Tuxpeño sequía

“1998 inicio na geração de híbridos simples”

Década do 2000:Orientação na obtenção de populações melhoradas por seleção recorrente recíproca, “ênfases na geração de híbridos simples”Inicio do uso de ferramentas biotecnológicas na cultura,

HISTÓRIA DO MELHORAMENTO DOMILHO NO INIA-VENEZUELA

Objetivos do melhoramento genético de milho em INIA

�Desenvolvimento de cultivares de milho branco de boa produtividade

em grão, ampla adaptação e qualidade industrial e nutricional,

�Desenvolvimento de cultivares de milho amarelo para moagem úmida

e alimentos balanceados para animais,

� Resistência ao acamamento

� Resistência doenças (vírus, Fusarium, etc,) e pragas

� Cobertura de espiga

� Altura de planta e posição da espiga

� Tipo de grão

Estratégia de Melhoramento

Desenvolvimento de linhagens para obter híbridos

A AAbb aaBB

AaBb

DESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOSDESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOS

Fixação

Avanço em níveis

de endogamia e

seleção de Linhagens

Avanço em níveis

de endogamia e

seleção de Linhagens

Avaliação per sede linhagens

Avaliação per sede linhagens

DESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOSDESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOS

População de ampla ouestreita base genéticaPopulação de ampla ouestreita base genética

Desenvolvimento de linhagensDesenvolvimento de linhagens

Avaliação por CGC(topcrosses)

Avaliação por CGC(topcrosses)

Linhagens selecionadas por alta CGC esuperior comportamento per se sãoavaliadas em cruzamentos simples

Linhagens selecionadas por alta CGC esuperior comportamento per se sãoavaliadas em cruzamentos simples

1000 L499,500 Top

DESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOSDESENVOLVIMENTO DE HÍBRIDOS

Linhagens selecionadas por alta CGC esuperior comportamento per se sãoavaliadas em cruzamentos simples

Linhagens selecionadas por alta CGC esuperior comportamento per se sãoavaliadas em cruzamentos simples

Liberação de híbridossimples para plantio

comercial

Liberação de híbridossimples para plantio

comercial

Dados de cruzamentos simplesusados para predizer

híbridos triplos e duplos superiores

Dados de cruzamentos simplesusados para predizer

híbridos triplos e duplos superiores

Avaliação de híbridos triplos e duplos

Avaliação de híbridos triplos e duplos

Uso de linhagens elites emcruzamentos múltiplos

para formação devariedades sintéticas

Uso de linhagens elites emcruzamentos múltiplos

para formação devariedades sintéticas

Liberação de variedadespara plantio comercial

Liberação de variedadespara plantio comercial

Liberação de híbridostriplos e duplos para plantio

comercial

Liberação de híbridostriplos e duplos para plantio

comercial

20 Linhagens190 HS

3420 HT13,535 HD

DE HÍBRIDOS DUPLOS

A HÍBRIDOS SIMPLES

Produtividade e tipos de milho em USA (1860 – 1994)

Híbridosduplos

Variedades(polinização aberta)

Etapa iniciada emVenezuela a partir

de 1998

Estratégia para Híbridos Simples

• Identificação de padrões e grupos heteróticos mediante

experimentos,

• Identificação de Linhagens testadoras para incrementar

eficiência,

• Fortalecimento do programa de desenvolvimento de

Linhagens endogamicas (- Linhagens > Probabilidade > + Linhagens),

• O reciclagem de Linhagens (F2) deve ser abordado de

maneira agressiva e constante,

MELHORAMENTO DE LINHAGENSMELHORAMENTO DE LINHAGENS

S2 , S3

Estratégia para Híbridos Simples

• Adoção da avaliação per se de Linhagens,

• Identificação de Linhagens fêmeas e machos, efetuar

reciclagem dentro de cada grupo,

• Avaliação de capacidade combinatória e identificação de

híbridos numa só fase,

• Uso de alta densidade de plantas no desenvolvimento de

Linhagens endogamicas,

LinhagensAcamamento

(%)Aspecto Planta

Aspecto EspigaTextura

grãoProdutividade

(t/ha)

23 5 2,2 2,3 3,3 4,6

11 5 2,5 2,8 2,5 3,9

5 11 2,5 2,5 2,0 3,9

18 6 3,2 2,7 2,0 3,5

24 10 2,3 2,7 1,5 3,3

13 24 3,0 2,8 1,5 2,9

Media 15 2,9 3,0 2,1 2,6

Avaliação de 25 Linhagens de milho em Maracay, Inverno, 2005,

Fuente: San Vicente et al,, 2005

Híbridos Elegíveis INIA (2002-2008)

Fonte: SENASEM

Híbrido Cor Característica primordial

PORTUGUESA-2002 Branco Estabilidade rendimento

INIA-40 Branco Estabilidade rendimento

INIA-68 Branco Grão duro

INIA QPM-2 Branco Qualidade proteína

INIA QPM-28 Branco Qualidade proteína

INIA QPM-42 Branco Qualidade proteína

FONAIAP-1 Amarelo Estabilidade rendimento

INIA 21 Amarelo Alto conteúdo de amido

Variedades elegíveis INIA (2000-2008)

Variedade Cor Característica primordial

INIA V-1 Branco Estabilidade rendimento

INIA V-2 Amarelo Estabilidade rendimento

Santa Ana Branco Tolerante encharcamento

CENIAP- Dulce Amarelo Milho super doce

Turen-2000 Branco Tolerante encharcamento

INIA SQ-1 Branco Qualidade de proteína

INIA SQ-2 Branco Qualidade de proteína

Fonte: SENASEM

Seleção Recorrente – Venezuela

Método CaráterPob,

(No,)Ciclos

(No,)Ganho

(%/ciclo) Referência

ME Produtividade 2 2-3 6-6,5Vega e

Agudelo, 1972

PMI Produtividade 2 4-5 0-3,5 Chassaigne e Borges, 1998

PMIProdutividade(mildiú lanoso)

1 4 1,9 Gatica e Borges, 1997

PICProdutividade

(Lagarta do cartucho)

1 2 2,5 Alvarez et al,, 1996

PIC Produtividade 6 1-3 0-3,7 García et, al,, 1999

Fonte: San Vicente, 2000

Estratégia de Melhoramento

Desenvolvimento de linhagens para obter híbridos

Melhoramento populacional (Sel, Recorrente)

Formação deprogênies

Recombinação deprogênies

Avaliação deprogênies

Seleção deprogênies

C0C1Cn C2

Objetivo: Aumentar a freqüência de alelos favoráveis dentroda população sem perder variabilidade genética

Métodos de melhoramento utilizados

Intrapopulacional

• Massal

• Irmãos Completos

• Meios Irmãos

Interpopulacional

• SRR - Irmãos

Completos

� Identificação de grupos heteróticos

� Detecção de QTLsvinculados a caracteres de interesse agronômico

� Incorporação do gene O2

USO DE MARCADORES MOLECULARES

VISÃO DO PROGRAMA

Stress Bióticoe Abiótico

Qualidade de grão

Sistemas deProdução

Índices

Agroclimáticos

� Consolidar esforços na geração de híbridos simples de grãos brancos com alta produtividade e qualidade de proteína, assim como híbridos simples de grãos amarelos com alto conteúdo de amido e pro vitamina A.

� A seleção de características quantitativas baseadas em informações moleculares devem ser utilizadas com maior ênfases no programa de desenvolvimento de cultivares.

� Continuar com o desenvolvimento de programas de melhoramento populacional, como uma via para garantir a variabilidade genética na cultura.

� Os programas de melhoramento populacional tem que ser desenvolvidos com uma visão a longo prazo em função das necessidades do pais.

Perspectivas

Obrigado