domesticaÇÃo de frutÍferas de origem silvestre · frutÍferas de origem silvestre...

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