Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO Programa de Pós – Graduação em Agronomia Melhoramento genético de plantas Disciplina: Seminários II Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz João Filipi Rodrigues Guimarães Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz INTRODUÇÃO FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations); Brasil: Arroz responsável por 18% das calorias e 12% das proteínas; Fonte : www. gazetaonline.com Fonte :http//1.bp.blogspot.com Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz ↑ Populacional + ↑ Produção → Melhoramento do Arroz Estreitamento das bases genéticas. Fonte: EMBRAPA Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Genealogia; Coincidência de Ancestrais; Estimativa de Parentesco; Foto: Claudio Brondani Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz ASPECTOS GERAIS: Aspectos botânicos do arroz Divisão Angiosperma; Tribo Oryzae; Ordem Poales; Família Poaceae (Gramineae); Subfamília Oryzeae; Gênero Oryza; Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz O sistema radicular: Sistema reprodutivo Fonte: http://1.bp.blogspot.com Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz O número básico de cromossomos do gênero Oryza é 12; Genomas : A,B,C,D,E e F A espécie O. sativa: Anual ; Autógama ; Fonte : EMBRAPA Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Origem e dispersão do arroz Fonte :http// Maps.com Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Primeira planta cultivada (Ásia); Literatura Chinesa (5.000 anos); Escrituras Hindus ; Classificação (1000 a.C); Fonte: Almanaque do arroz Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Brasil → 1º País da América (cultivo do arroz); 1587 (Bahia) e 1745 (Maranhão); Fonte: EMBRAPA Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Melhoramento do arroz; Seleção + diversidade edafoclimática + praticas culturais = ecótipos; Um décimo das terras aráveis; Fonte: http://www.fotosearch.com/ Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Importância econômica e social. Um dos mais importantes grãos; Cultivo alimentar (Países em desenvolvimento); Ásia e Oceania (70% população de países em desenvolvimento); Alimento básico; 2050 – aumento da demanda; Fonte: http://betonomundo.files.wordpress.com Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Segundo cereal mais plantado no mundo; Figura 1: Maiores produtores mundiais de arroz. Produção em toneladas 200000000 180000000 160000000 140000000 120000000 100000000 80000000 60000000 40000000 Fonte : FAO Peru Madaga… Sri Lanka Nepal Nigeria Republi… Egypt Cambodia Países USA Pakistan Japan Brazil Philippi… Myanmar Thailand Viet Nam Indonesia India China 0 Banglad… 20000000 Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Consumo médio individual 60 Kg/pessoa/ano; Brasil consumo médio individual 45 Kg/pessoa/ano; Quatro últimas décadas produção 257→678 milhões de toneladas; Metade da necessidade energética da população; Composição: amido, água, proteína, lipídeos, fibras, sais minerais e vitaminas; Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Figura 2: Participação (%) dos principais Estados produtores de arroz (Brasil – 2009) 12,06 milhões (t) Fonte: IBGE, 2009 Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Brasil : área plantada 2,9 milhões de ha; Figura 3: Participação percentual dos sistemas de plantio de arroz na área e produção no Brasil - 2009 Fonte : IBGE, 2009 Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Região Nordeste : 1 milhão de toneladas; área de 714.466 ha; Maranhão: 609.209 toneladas e uma área plantada de 472.621 ha; Pernambuco : 20.035 toneladas ; uma área de 3.730 ha; Produção em (t) Figura 4: Produção dos estados da região nordeste 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 Estados Fonte: IBGE Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz ESTUDOS DE BASES GENÉTICAS DA CULTURA DO ARROZ : Influências do melhoramento genético do arroz Potencialização da endogamia; Método genealógico Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Figura 5: Método genealógico Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Restrição da variabilidade genética ; Acréscimos pouco significantes Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz O abandono das cultivares crioulas; Erosão de recursos genéticos; Cultivares de arroz irrigado encontradas na América Latina; apenas três genótipos →36% dos genes; apenas 10 ancestrais contribuem com 68%; (Rangel et al., 1996) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Quadro 1: Contribuição genética relativa (CGR) e contribuição genética acumulada (CGA) dos ancestrais conhecidos de 32 cultivares de arroz de sequeiro favorecido recomendados para 1997/98 Ancestrais CGR CGA % % Dourado Precoce 15,91 15,91 Pérola 13,73 29,64 Pratão 12,97 42,61 Variedade do Zaire 6,82 49,43 560 6,82 56,25 M313A 3,79 60,04 Iguape Agulha 3,50 63,54 OS6 3,31 66,85 Batatais 3,03 69,88 Morong Paroc 2,23 72,11 (SILVA et al 1999) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Quadro 2: Contribuição genética relativa (CGR) e contribuição genética acumulada (CGA) dos ancestrais conhecidos de 32 cultivares de arroz de terras altas recomendados para 1971/93 Ancestrais CGR CGA % % Dourado Precoce 14,11 14,11 Pérola 13,21 27,32 Pratão 12,40 39,72 560A 10,69 50,41 Variedade do Zaire 10,69 61,10 Iguape Agulha 5,14 66,24 OS6 3,43 69,67 Batatais 3,23 72,90 GO8001 3,23 76,13 Jaguari 2,17 78,30 Yola 2,17 80,47 (MONTALVÁN et al., 1998) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Contribuição genética em função do período. 5→PI (1971-1980) ; 13→PII (1980-1990) ; 22→PIII(1991-1993) ; Período I → base genética muito estreita; (IAC 25, IAC 164 e IAC 165) e (IAC 47). (MONTALVÁN et al., 1998) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Quadro 3: Contribuição genética relativa (CGR) e contribuição genética acumulada (CGA) dos ancestrais conhecidos de 59 cultivares de arroz irrigado no Nordeste. Ancestrais CGR CGA % % Dee Geo Woo Gen 12,9 12,9 Cina 11,0 23,9 Lati Sail 11,0 35,0 Tetep 8,3 43,3 I Geo Tze 5,6 48,8 Mong Chin Vang A 5,6 54,4 Remadja 5,3 59,6 Tadukan 4,7 64,4 Taichung Native 1,8 66,2 SML 56/7 1,8 68,0 (BRESEGHELLO et al., 1999) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Genes de organelas citoplasmáticas; 15 genótipos de arroz oriundas da coleção do IRRI (International Rice Research Institute); cultivar de arroz Cina; (HARGROVE et al., 1980); Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz 39 cultivares de arroz de terras altas.; 16 ancestrais contribuem com seus genes; Pratão e Dourado Precoce ; Genes do citoplasma para 11 (28%) e 9 (23%) cultivares; (SILVA et al., 2002) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Consequências do estreitamento das bases genéticas; diminuição das possibilidades de ganhos suplementares na seleção; risco para a estabilidade da cultura (Soja); Propagação vegetativa (batata); Susceptibilidade a doenças; ferrugem da folha do trigo Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Estratégias de aumento das bases genéticas em cultivares de arroz Estimativas de distâncias genética ; Efeito heterótico; Coeficiente de parentesco; Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz O modelo mais comum para obtenção do coeficiente parentesco em plantas é o proposto Whrite (1938); RXY = ∑(0,5)n+n’ RXY = grau de parentesco entre indivíduos X e Y; n = número de gerações entre o ascendente comum e a cultivar X; n` = número de gerações entre o ascendente comum e a cultivar Y; Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Figura 6: Dendograma obtido pelo método de Ward, a partir dos coeficientes de parentesco, para as cultivares de trigo avaliadas. (REIS et al., 1999) Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Uso de parentais geneticamente divergentes; Cultivares tradicionais de vários cruzamentos com linhagens elite; Populações com ampla base genética utilizando a macho esterilidade; e condução dessas populações por seleção recorrente; Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Figura 7: Utilização de macho esterelidade herdável e não herdável em seleção recorrente. Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz Utilização de espécies silvestres de arroz, principalmente Oryza glumaepatula. Fotos: Karasawa Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz CONSIDERAÇÕES FINAIS: Baseado nas informações contidas nessa revisão é possível destacar que as bases genéticas das principais cultivares de arroz tanto para o sistema irrigado, quanto em sequeiro são bastante estreitas, o que requer estudos genealógicos detalhados sobre os parentais utilizados em programas de melhoramento dessa cultura, afim de se evitar cruzamentos aparentados, e para tanto a utilização da estimativa da divergência genética por meio da genealogia das cultivares se destaca como uma alternativa simples e não onerosa. Aspectos gerais e estudos de bases genéticas da cultura do arroz APOIO INSTITUCIONAL E FINANCEIRO: João Filipi Rodrigues Guimarães Engenheiro Agrônomo Mestrando em Agronomia (Melhoramento Genético de Plantas) [email protected]
