Uso de Plantas Transgênicas no Melhoramento de
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Uso de Plantas Transgênicas no Melhoramento de Plantas Sumário 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Definição Histórico Mercado Mundial Mercado Brasileiro Transformação de Plantas Tipos de Transgênicos Regulamentação Melhoramento Convencional X Biotecnologia Vantagens Perspectivas Considerações Finais 1. Definição “Plantas transgênicas ou OGM´s são plantas que possuem genes que originalmente não constituem seu genoma, isto é, sofreram uma transferência gênica” 2. Histórico 1865 O monge austríaco Gregor Mendel lança as bases da genética ao explicar a transmissão de características de geração para geração 1953 A estrutura da molécula de DNA é descoberta pelo norte americano James Watson e pelo britânico Francis Crick, permitindo o surgimento da biotecnologia moderna 1972 O bioquímico Paul Berg consegue combinar duas moléculas de DNA em laboratório, criando a técnica do DNA recombinante 2. Histórico 1978 Cientistas dos Estados Unidos produzem com sucesso, em laboratório, a insulina humana por meio de micro-organismos transgênicos. A Genentech é a primeira empresa a produzir a insulina humana recombinante 1983 Três grupos de cientistas conseguem adicionar genes de uma bactéria em duas plantas, desenvolvendo, assim, os primeiros vegetais transgênicos. Fumo resistente a canamicina 1994 Ocorre o primeiro lançamento comercial de uma planta transgênica, uma variedade de tomate, nos Estados Unidos 1995 – DIAS ATUAIS 29 países passaram a importar produtos transgênicos e outros 25 países já plantam e importam, entre eles, o Brasil Uso dos transgênicos no cotidiano Aplicação industrial Tipo de enzimas 3.Mercado Mundial Área Global de Culturas Biotecnológicas Milhões de Hectares (1996 a 2009) “tratamentos virtuais” Transgênicos Países desenvolvidos Países em desenvolvimento 14 milhões de agricultores plantaram 134 milhões hectares Clive James, 2009 4. Mercado Brasileiro Mercado de Milho 489 - Híbridos 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. AGÊNCIA RURAL AGRICOM SEEDS AGROESTE AGROMEN ATLÂNTICA BIOMATRIX BOA SAFRA CATI COODETEC DATAGENE DEKALB DI SOLO DOW AGRO 173 – Transgênicos 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. EMBRAPA EPAGRI FEPAGRO FT SEMENTES GENEZE IAC IAPAR LIMAGRAIN/BRASMILHO MAXIMA SEMENTES AGROPASTORIL NIDERA SEMENTES PHD SEMENTES PIONEER 316 - Convencionais 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. PRIMAIZ SEMENTES RIBER SEMENTES SANTA HELENA SELEGRÃOS SEMEALI SEMENTES AGROCERES SEMENTES ALFA SEMENTES GUERRA SEMENTES PRODUTIVA SEMPRE SEMENTES SYNGENTA SEEDS LTDA UFV ZENIT SEMENTES Safra 2011/2012 Tipo de Tecnologia 35% 65% Transgênica Convencional Percentual de sementes de milho transgênico – Safra 2010/2011 AGROESTE 12% 8% AGROMEN 7% 2% COODETEC DEKALB 16% 10% 1% 2% 1% 7% DOW AGROSCIENCES PIONEER GENEZE NIDERA RIBER SEMENTES 34% AGROCERES SYNGENTA 5. Transformação de Plantas Método indireto Método direto 6. Tipos de Transgênicos 1ª Geração • Características de produção - Input: – redução do custo de produção – resistência a herbicida, doenças e insetos – Estresse ambiental 2ª Geração • Características de consumo – Output: – agregar valor ao produto final – melhoria nutricional – melhor conservação pós-colheita 1ª Geração - Exemplo • Soja Roundup Ready: – glifosato (Round up™) – gene EPSPS-CP4 – bactéria Agrobacterium tumefaciens • Milho LibertyLink®: – glufosinato (Basta®) – gene PAT - bactéria Streptomyces hygroscopicus Tecnologia Roundup Ready 1ª Geração - Exemplo • Resistentes a insetos: ordem Lepidoptera – introdução do gene Cry1A(b) • bactéria Bacillus thrurigienses – algodão (Bollguard®) e milho (Yieldguard®) • Eventos combinados – resistência a insetos das ordens Lepidoptera e Coleoptera – resistência a insetos e herbicidas • Resistência ao vírus da mancha anelar – Mamão • Resistência ao vírus do mosaico dourado – Feijão Resistência ao vírus da mancha anelar Milho Bt (insetos) Transgênico Convenvional Genes de resistência a insetos expressos em plantas GM Tipo de Gene Microorganismos Plantas Animais Proteína Ordem Cry endotoxinas de Bt Lepidoptera/Coleptera Proteína vegetativa inseticida – vip Lepidoptera Isopentyl transferase (ipt) Lepidoptera/Homoptera Coleterol oxidase Lepidoptera/Coleptera Helicoverpa armigera stunt virus Lepidoptera Inibidores de serino protease Lepidoptera/Coleptera Inibidores de cisteíno protease Coleptera/ Homoptera Inibidores de Amilase Lepidoptera/Coleptera Lectinas Coleptera/Homoptera/Lepidoptera Peroxidases Lepidoptera/Coleptera/Homoptera Quitinases Homoptera Tryptophan decarboxylase (TDC) Homoptera Quitinases (insetos) Lepidoptera Biotin binding proteins (avidin) Coleoptera/Lepidoptera Gene de Florescimento “desligado” Variedade - Convencional Variedade - Transgênica Cana com tolerância a herbicidas Imidazolinonas Pós emergência Pré-emergência Estratégia Bt para Resistência à Broca da cana Transformada Não Transformada Aumento do Volume de Madeira em Pinus Resistência ao frio em Eucalipto Não transgênico Transgênico Gene CBF •Induz rota metabólica para proteção ao frio Resistência ao frio em Eucalipto Não transformada transformada Temperatura de campo variou de -8 a -9°C 2ª Geração - Exemplo • Tomate Flavr Sarv. – gene antisenso da poligalacturonase – retarda o amadurecimento • Arroz dourado – alta produção de betacaroteno • (provitamina A) Erwinia sp Narciso selvagem Arroz 7. Regulamentação • Regulamentação CTNBio Análises em diferentes locais Estabilidade Genética Análise de Risco Ambiental Análises Toxicológicas Análise de Equivalência Análise de Equivalência Comparação com o tomate transgênico FLAVR SAVR em não transgênico Feijão Transgênico • EMBRAPA 5.1 • 1ª Planta transgênica produzida por uma instituição pública brasileira • Resistência ao mosaico dourado – Perdas de 40 a 100% da lavoura – Forma de Controle: Agrotóxicos • • • • • 70 pesquisadores envolvidos Estudos iniciais: 2000 Obtenção da planta: 2004 Pesquisa: 2010 Aprovação para registro da CTNBio: 2011 Aprovações da CTNBio Cultivo MILHO MILHO MILHO MILHO MILHO MILHO MILHO ALGODÃO ALGODÃO ALGODÃO ALGODÃO ALGODÃO ALGODÃO ALGODÃO FEIJÃO Evento MON 810 YieldGuard Características Resistência a insetos da ordem Lepidóptera Resistência a Insetos da ordem Lepidóptera e tolerância BT11 ao glufosinato de amônio Resistência a Insetos da ordem Lepidóptera e tolerância TC 1507 HERCULEX ao herbicida glufosinato de amônio MIR162 Resistência a insetos da ordem Lepidóptera Resistência a Insetos da ordem Lepidóptera e tolerância Bt11 x GA21 ao herbicida glufosinato de amônio MON89034 Resistência a insetos da ordem Lepidóptera Resistência a Insetos da ordem Lepidóptera e tolerância TC1507 x NK603 ao herbicida glufosinato de amônio MON 531 - BOLLGARD I Resistência a insetos da ordem Lepidóptera 281-24-236/3006-210-23 WideStrike - Resistência a insetos da ordem Lepidóptera (Widestrike) e tolerância ao herbicida glufosinato de amônio MON 15985 - BOLLGARD II Resistência a insetos da ordem Lepidóptera Resistência a Insetos da ordem Lepidóptera e tolerância MON 531 x MON 1445 ao herbicida glufosinato de amônio MON 88913 Tolerante a Glifosato T304-40 x GHB119 TwinLink – insetos e herbicida GHB614 Tolerante a Herbicidas BGMV Resistente ao Vírus do Mosaico Fonte: http://www.ctnbio.gov.br/index.php/content/view/12482.html Aprovação agosto-07 setembro-07 dezembro-08 setembro-09 setembro-09 outubro-09 outubro-09 março-05 março-09 maio-09 outubro-09 junho - 11 Fevereiro – 11 dezembro – 10 Setembro – 11 8. Melhoramento Convencional x Biotecnologia Melhoramento Convencional Planta Doadora Material Comercial “Linkage drag” Novo Material Comercial Uso de transformação de plantas Organismo doador Caráter de interesse Material Comercial Novo Material Comercial 9. Vantagens Redução do tempo para obtenção de novas cultivares; Precisão – transferência apenas dos genes desejáveis; Características podem ser introduzidas de uma única vez sem complicações de genes extras por retrocruzamento; Transferência de genes entre organismos filogeneticamente diferentes; 10. Perspectivas para 10 anos • • • • • • • • Economia 133,95 bilhões de litros de água na lavoura 3 milhões de pessoas poderão ser atendidas 21,8 milhões de árvores serão preservadas Redução na emissão de 2,96 milhões de toneladas CO2 equivale a retirada de 465 mil carros da rua Economia de 1,11 bilhão de litros de combustível Redução 127 mil ton. de ingredientes ativos Economia de US$8 bilhões em custo de produção até 2020 Aumento de produção / área 10. Perspectivas para 10 anos “A população mundial atingiu a marca de 7 bilhões de pessoas na segunda-feira (31-out-11), de acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU)” Fonte:http://g1.globo.com/mundo/noticia/2011/10/populacao-mundial-chega-7bilhoes-de-pessoas-diz-onu.html População Mundial E hoje em quantos somos? http://www.unfpa.org.br/populationcounter.htm 10. Perspectivas para 10 anos 1960 2010 2020 11. Considerações Finais A ferramentas oferecidas pela biotecnologia ajudarão no desenvolvimento de novos genótipos tolerantes a stresses bióticos e abióticos Gradativamente a tecnologia de transformação de plantas torna-se mais usual na agricultura O uso de OGM´s a longo prazo é uma das soluções para a redução do impacto ambiental causado pela agricultura moderna.
