LGN 5799 - SEMINÁRIOS EMGENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
Departamento de GenéticaAvenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: 13400-970 - Piracicaba - São Paulo - Brasil
Telefone: (0xx19) 3429-4250 / 4125 / 4126 - Fax: (0xx19) 3433-6706 - http://www.genetica.esalq.usp.br/semina.php
DOMESTICAÇÃO DE FRUTÍFERAS DE ORIGEM
SILVESTREPós-Graduanda: Larissa Pereira de CastroOrientador: Prof. Dr. Isaias Olívio Geraldi
Resumo
� Conceito e categorias;� Histórico;� Biodiversidade;� Mercado e cadeia de produção;� Prospecção e coleta; � Caracterização; � Estudos fitotécnicos;� Avaliação e seleção de progênies.
Conceito de domesticação
“Conjunto de processos, técnicas e ações, aplicado de forma consciente ou inconsciente, que torna as populações mais adequadas às necessidades humanas.”
Junqueira, N.T.V. (2008)
Conceito de domesticação
� Domesticação foi trabalhada de forma empírica até as descobertas de Mendel.
Domesticação + conhecimento científico
Melhoramento Genético
Conceito de domesticação
� Homem também foi 'domesticado' pelas plantas: � plantas e homens são mutuamente dependentes!
� Apenas uma pequena porção da população humana poderia sobreviver sem as plantas domesticadas.
Categorias
� Silvestre
� Incidentalmente co-evoluída;
� Incipientemente domesticada;
� Semi-domesticada;
� Domesticada raça primitiva (‘landrace’)cultivar moderna
CategoriasIntervenção
humanaMudanças genéticas
Variação fenotípica
Variação genotípica
Adaptação ecológica
Silvestre � � = silvestre = silvestreAmbiente onde
evoluiu
Incidentalmente co-evoluída � � ? diferente ? diferente
Paisagens domesticadas
Incipientementeco-evoluída
� � < silvestre < silvestrePaisagens manejadas
e cultivadas
Semi-domesticada
� � > silvestre << silvestrePaisagens manejadas
e cultivadas
Domesticada � � >> silvestre <<< silvestrePaisagens muito
manejadas e cultivadas
Categorias
Adaptado de Clement (2001)
Histórico
“Águas são muitas; infinitas. Em tal maneira é graciosa que, querendo-a aproveitar, dar-se-á nela tudo; por causa das águas que tem!(...)”
Pero Vaz de Caminha (1500)
A maioria das espécies cultivadas no Brasil é exótica!
• Descoberta recente;
• Pouco conhecimento das espécies;
• Domínio cultural.
JUNQUEIRA, N. T. V. et al (2008)
Histórico
8.000 a.C. a 3.000 a.C.
11.000 a.C. a 6.000 a.C.
Histórico: Colonização Portuguesa
Pau-brasil GoiabeiraCajueiro
ESCAMBO
Histórico: Colonização Portuguesa
Histórico: Colonização Portuguesa
•Dendê;
•Inhame;
•Anil;
• Noz moscada;
• Cânfora;
• Manga;
• Lichia;
• Abacate;
• Palmeira Imperial
‘PLANTATIONS’
Histórico: Colonização Portuguesa
� Invasão de holandeses: � trabalhos sistemáticos;
� 1670 � Portugueses passaram a pesquisar produtos brasileiros (ex: cacau);
� 1764 � Domenico Vandelli (Universidade de Coimbra)• formação de naturalistas brasileiros• hortos e jardins botânicos
Histórico: Colonização Portuguesa
� 1808 – Fuga da família real � Naturalistas estrangeiros
Auguste de Saint-Hilaire:
� 1870 – Museu Nacional
Dom João VI
• Histoire des plantes les plus remarquables du Brésil e
du Paraguay (1824).
• Plantes usuelles des Brasiliens (1824-1828).
Histórico
� Século XX – mobilização de esforços para domesticação de espécies nativas:• Cacau;• Goiaba;• Cajú;• Seringueira;• Abacaxi;• Erva-mate;• Guaraná;• Maracujá;• Castanha-do-Pará;• Jabuticaba;• Mandioca;• Cupuaçú.
Biodiversidade
30% da biodiversidade brasileira e 5%
da mundial
BARBOSA, A.S. (2008)
Biodiversidade
� Frutíferas do Cerrado
Mangaba Pequi Baru
Buriti Jatobá
Biodiversidade
� Frutíferas do Cerrado
IngáAraçá Mama-cadela
Cagaita Murici Araticum
Biodiversidade
� Muito do Cerrado já foi desmatado.
Biodiversidade
� Ocorre seleção negativa na coleta dos frutos.
Biodiversidade (Ex: pequi)
Colheita Venda
Consumo
Biodiversidade
Mangabeira
� Problemas na reprodução natural.
Biodiversidade
CONSEQUÊNCIAS:
� Perda de alelos por deriva e/ou erosão genética.
� Mudanças ao acaso das frequências genéticas entre as gerações (maior em pequenas populações);
Biodiversidade
ESTRATÉGIAS PARA CONTORNAR O PROBLEMA:
� Aumentar a área das unidades de conservação;� Recuperar áreas degradadas;� Recompor a área de reserva legal das
propriedades rurais;� Domesticar as espécies de interesse econômico.
Vale a pena iniciar um
programa de melhoramento?
� Avaliação de mercado;� Avaliação da cadeia de produção;� Criação de um ideótipo preliminar;� Avaliação do custo de prospecção e coleta;� Avaliação do custo de manutenção,
caracterização e avaliação do germoplasma;� Avaliação do custo de seleção;� Avaliação da razão benefício/custo;
CLEMENT, C.R. (2001)
Avaliação do Mercado (Pequi)
Produto
Quantidade comercializada (Ton.)
GO Outros Estados Total
Volume Part. % Volume Part. % Volume Part. %
Pequi 1.011 26 2.864 74 3.875 0,51
Fonte: Anuário estatístico do Brasil (1975-1989
CEASA-GO (2009)
Valor e quantidade do produto, análise do histórico do mercado.
Avaliação do Mercado (Pequi)
Fonte: http://www.centraldocerrado.org.br/pequi-caryocar-brasiliense-camb.html/
Pequi:
Fonte: http://www.centraldocerrado.org.br/pequi-caryocar-brasiliense-camb.html/
Pequi
Avaliação do Mercado
Frutíferas do Cerrado e seus usos.
Planta Usos
Pequi Alimenticio, oleaginoso, melífero, medicinal, tanífero, ornamental.
Cagaita Alimentício, medicinal, melífero, tanífero, ornamental.
Mangaba Alimentício, laticífero, medicinal, ornamental.
Caju-do-cerrado Alimentício, medicinal, melífero, tanífero.
Baru Alimentício, madeireiro, medicinal, forrageiro, melífero, tanífero, oleaginoso, ornamental.
Jatobá Alimentício, madeireiro, medicinal, verniz, tintas.
Sucupira-branca Madeireiro, medicinal, melífero, ornamental, resina, verniz e defensivo agrícola.
Maracujá Alimentício, medicinal, ornamental
Mama-cadela Medicinal, alimentício e aromático.
Fonte: Almeida et al. (1998); Pereira et al. (2001)
Avaliação do Mercado
Fonte: http://veja.abril.com.br/190510/receita-milionarios-p-116.shtml
• 36 sabores;• R$ 3 /unidade;• Frutas colhidas
de árvores nativas;• � rendimento de polpa:ex: bacuri = 2 g de polpa 3.000 sorvetes � 80 kg
Avaliação da Cadeia de Produção
Diniz, J.D.A.S et al (2010)http://www.sober.org.br/palestra/15/676.pdf
Cleverson Valadares: custo do frete encarece os produtos
Avaliação da Cadeia de Produção
� Limitação pela quantidade ou qualidade, melhoramento genético ou do manejo.
“A pequena quantidade de frutas do cerrado nos hipermercados das cidades ainda se deve às poucas pesquisas de melhoramento genético dessas plantas, ao contrário de outras frutas tropicais.” Rafael Alves1 (2006)
(1) Reporter de Economia do Jornal de Minashttp://www.todafruta.com.br/portal/icNoticiaAberta.asp?idNoticia=14494
Prospecção e Coleta
Deseja-se obter a máxima representatividade genética contida em uma amostra.
Prospecção e coleta
Tamanho Efetivo Populacional (Ne)
=Tamanho Genético
Prospecção e Coleta
� Diversidade genética dentro e entre populações nativas (coeficiente de coancestralidade);
� Adaptação ecológica e biologia reprodutiva: assexuada, autógama, alógama ou
intermediária
� Diversidade Genética:� entre os indivíduos dentro das populações� dentro dos indivíduos (acumulada nos heterozigotos)
Importância da presença de heterozigotos na pop.
Prospecção e Coleta
� Marcadores moleculares:� caracterização da estrutura genética;
� análise da diversidade genética total;� quantificação da variabilidade genética;� estimação do fluxo gênico;� análise de filogenia;� caracterização de germoplasma;� estimação do Ne de populações.
Prospecção e Coleta
Gel de RAPD de uma população de mangaba do Cerrado goiano. CASTRO, L.P. (2004)
� Fatores que alteram as frequências alélicas: mutação, seleção, migração e amostragem genética.
� Perda de alelos e genótipos por amostragem � deve-se minimizar a deriva genética com uma
amostragem bem feita;
Prospecção e Coleta
Prospecção e Coleta
Tamanhos amostrais (nT)Loco
35 14 6
IDH 0,133 0,191 0,403
LAP2 0,653 0,630 0,542
SKDH 0,210 0,069 0,000
EST1 0,640 0,661 0,486
EST3 0,330 0,245 0,000
0,393 0,359 0,286
NA 8,44 6,09 3,90
NGP 15,69 11,61 7,68
MORI, 1992
Estimativas de parâmetros de 5 locos isoenzimáticosem 3 tamanhos amostrais de Eucalyptus grandis.
h = diversidade gênica por loco; = diversidade gênica média
NA = nº total de alelos na amostra; NPG = nº de possíveis genótipos.
h
)h(
)h(
)h(
)h(
)h(
h
( ) TnQ1P −=
( )%202,0Q =
20nT
= 67,0P =
100nT = 13,0P =
%)1(01,0Q =
20nT
=
100nT =
82,0P =
37,0P =
Caso de alelos raros.
Probabilidade de não estar na amostra:
Não existem receitas gerais sobre amostragens ideais!
Depende do rigor e das frequências alélicas que se pretende proteger.
Prospecção e Coleta
Vencovsky, R. et al (2007)
� Distribuição de alelos:
comuns e dispersosraros e dispersoscomuns e localizadosraros e localizados
Distribuição geográfica e frequências nas populações
Vencovsky, R. et al (2007)
Prospecção e Coleta
Caracterização
Partelli, F.L. et al(2010)
Ingestão diária recomendada (IDR) é de 20g a 30g de fibras
Para resolver limitações detectadas: identificar o que precisa melhorar!
Caracterização
Partelli, F.L. et al(2010)
IDR:Ca – 800 mgP- 800 mgFe – 14 mgB1 – 1,4 mgB2 – 1,6 mgC – 60 mgNiacina – 18 mg
Carvalho, P.B. (2008)
� Ideótipo preliminar:Exemplo:� PEQUI:
� porte baixo, � produtiva,
Caracterização
Fonte: Vieira, R.F. (2010)
Caracterização
Fonte: Vieira, R.F. (2010)
� Frutos grandes;
Caracterização
� Endocarpo de cor laranja e sem espinhos,
Fruto com espinhos Fruto sem espinhos
Fonte: Vieira, R.F. (2010) Pereira, A.V. (2002)
� Alto rendimento em polpa e óleo,
Caracterização
Fonte: Vieira, R.F. (2010)
Caracterização
� Boa adaptabilidade em diferentes regiões do país e de fácil propagação assexuada.
Pereira, A.V. (2002)
Caracterização
� Resistências:
Mal-do-cipó (Phomopsis sp.)
Broca
Caracterização
� Resistências:
Antracnose Mancha-foliar
Ferrugem
Exemplo de fracasso:
SERINGUEIRA da Fordlândia
Henry Ford
Pesquisa FAPESP, nº 158, abril/2009
Hospital, plantação de seringueiras e baile tradicional: no auge do projeto de Ford.
Henry Ford (1863-1947)
Caracterização
MAL DAS FOLHAS:
Patógeno: (Microcyclus ulei).
Regiões Centro Oeste e Sudeste:
“áreas de escape”
Caracterização
Vassoura-de-bruxa
do cacaueiro
� Amazônia - plantios de cacau foram dizimados.
� Bahia - sucesso até 1989: doença introduzida
Caracterização
Patógeno: Crinipellis perniciosa
Estudos Fitotécnicos
� Desenvolvimento de métodos adequados de propagação assexuada
Espécie Método de propagação empregado Sucesso obtido (%)
Pequi
Enxertia por borbulhia 90%Enxertia por garfagem 60%
Enraizamento de estacas caulinares apicais
0%
Mangaba
Enxertia por borbulhia 90%
Enxertia por garfagem 60% a 80%Enraizamento de estacas caulinares
apicais0%
CagaitaEnraizamento de estacas caulinares
apicais90%
BaruEnraizamento de estacas caulinares
apicais30% sem AIB0% com AIB
Enxertia por borbulhia de placa em mangabeira.
� EA/UFG:� Ensaios de progênies de:
� Cagaita;� Mangaba;� Pequi;� Cajú-do-cerrado;� Baru.
Avaliação e seleção de progênies
Cagaita � progênies transplantadas em 1998 � 20% em produção
Com dados de produção será possível realizar 1º ciclo de seleção!
� Ensaios com progênies de cagaita:
Bragantia, Campinas, v.68, n.3, p.629-637, 2009
Avaliação e seleção de progênies
Avaliação e seleção de progênies
H1 H2 H3 H4 txH D1 D2 D3 D4 txD
PE(%) 30,27 5,67 0,00 0,00 0,00 22,63 11,87 0,00 0,00 0,00
PD(%) 69,73 94,33 100,00 100,00 100,00 76,36 88,12 100,00 100,00 100,00
h2E
2 0,32 0,40 0,44 0,44 0,34 0,39 0,43 0,39 0,34 0,22
h2I 0,20 0,26 0,30 0,30 0,22 0,25 0,29 0,25 0,22 0,13
h2D
2 0,31 0,46 0,50 0,50 0,34 0,43 0,48 0,40 0,32 0,18
�GSE(%)2 5,72 6,84 7,96 7,66 7,18 9,27 8,35 7,25 5,52 3,78
�GSD(%)2 6,57 8,43 9,83 9,47 8,34 11,25 10,17 8,44 6,09 3,90
�GST(%)2 12,29 15,27 17,79 17,13 15,52 20,52 18,42 15,69 11,61 7,68
Avaliação de percentagem de variabilidade, herdabilidade e ganho de seleção de 10 subpopulações de cagaita do sudoeste goiano para as
característica altura e diâmetro de planta.
Avaliação e seleção de progênies
� Ensaios com progênies de mangaba:
Avaliação e seleção de progênies
� Ensaios com progênies de mangaba:
Sano, S.M. et al (2003)
Avaliação e seleção de progênies
� Ensaios com progênies de mangaba:
Sano, S.M. et al (2003)As plantas das progênies 15 e 6 foram as primeiras a frutificar!
Sci. For., Piracicaba, v. 37, n. 84, p. 395-404, dez. 2009
H. Speciosa var. cuyabensis H. Speciosa var. gardneri H. Speciosa var. pubescens H. Speciosa var. speciosa
Variedades de mangaba no campo experimental da EA/UFG
Avaliação e seleção de progênies
� Ensaios com progênies de mangaba:
Avaliação e seleção de progênies
� Seleção de características adaptativas:� muitos caracteres � menor ganho com seleção.
� � grau de adaptação � � probabilidade de encontrar caracteres de interesse econômico.
Avaliação e seleção de progênies
Iniciativas:
Considerações finais
� Ainda fazemos coleta de frutíferas silvestres;� Carência de informações técnicas (cultivo,
produção de mudas, composição nutricional, processamento dos frutos, parâmetros genéticos e divulgação de resultados de pesquisa a agricultores e indústria);
� Caracterização das estruturas genéticas populacionais;
� Identificação de pragas e doenças dessas espécies;
� Plantio em sistemas agroflorestais.
Obrigada!
“A dureza da vida não são carências nem pobreza.
Sofrem aqueles que desconhecem a luta e menosprezam o lutador.
Tanto tempo perdido sem semear e plantar.
No fim a tulha vazia.
Vazio o coração que não soube dar.”
Cora Coralina