Conservação de Recursos Genéticos nos Jardins Botânicos

Mesa 2 – Conservação da Biodiversidade

VI ENCONCTRO DOS JARDINS BOTÂNICOS DO ESTADO DE SÃO PAULO

Renato Ferraz de Arruda VeigaJBIAC

renatofav53@gmail.com

CONSERVAÇÃO• Coleta• Intercâmbio• Quarentena• Identificação• Caracterização• Conservação• Educação• Valoração• Documentação• Uso

Art. 225. Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.

GARANTIA CONSTITUCIONALGARANTIA CONSTITUCIONAL

§ 1º Para assegurar a efetividade desse direito, incumbe ao Poder Público: I - preservar a diversidade e a integridade do patrimônio genético do País e fiscalizar as entidades dedicadas à pesquisa e manipulação de material genético;       

§ 1º Para assegurar a efetividade desse direito, incumbe ao Poder Público: I - preservar a diversidade e a integridade do patrimônio genético do País e fiscalizar as entidades dedicadas à pesquisa e manipulação de material genético;       

•Agricultura tradicional: raças nativas, cultivares primitivas e espécies de importância cultural (ex: uso religioso);•Material melhorado: cultivares modernas e obsoletas, linhas avançadas, mutantes, etc.

•Formas regressivas: Ex: Arroz, milho, tomate e Cana-de-açúcar (Ex: Sacarum spontaneum: para rendimento, vigor e resistência a pragas, em melhoramento de Cana-de-açúcar).

•Espécies silvestres: Através da Portaria 37-N, de 3 de abril de 1992, o IBAMA torna pública a Lista Oficial de Espécies da Flora Brasileira Ameaçada de Extinção: http://www.biodiversitas.org.br/florabr/lista_ibama.asp.

•Biotecnologia e Engenharia Genética: Transgênicos, Pólens, Fragmentos de ADN, Genes Clonados, Genes Marcadores, Genes Silenciosos, Genoma de Cloroplastos, etc.

CONSERVAÇÃOCONSERVAÇÃO

“EX SITU”“EX SITU” “IN SITU”“IN SITU”

Parques e Reservas GenéticasParques e Reservas Genéticas

IntercâmbioIntercâmbio ColetaColeta

BAGsBAGs

Câmara FriaCâmara Fria Coleção a CampoColeção a Campo Coleção in vitroColeção in vitro CrioconservaçãoCrioconservação

Coleçãode BaseColeçãode Base

ColeçãoAtiva

ColeçãoAtiva

ColeçãoNuclearColeçãoNuclear

Coleção deTrabalho

Coleção deTrabalho

USO SUSTENTÁVEL

USO SUSTENTÁVEL

ColeçãoGenômica

ColeçãoGenômica

Comunidades tradicionais

Comunidades tradicionais

Populações indígenas

Populações indígenas

ColeçãoPolens

ColeçãoPolens

ColeçãoOn farm ColeçãoOn farm

PRESERVAÇÃOPRESERVAÇÃO

SISTEMA DE CURADORIAS DA EMBRAPASISTEMA DE CURADORIAS DA EMBRAPA

SISTEMA DE CURADORIAS DA APTA

Para cada 1% de aumento no teor de umidade da semente, a longevidade é reduzida pela metade.

Foto: Banco Base de Amendoim ICRISAT- Índia (-20oC)

Para cada 5OC de aumento na temperatura a longevidade é reduzida também pela metade.

Regeneração dos acessos: quando a viabilidade das sementes for reduzida para 85% do poder germinativo inicial.

CONSERVAÇÃO EM CÂMARAS FRIAS

• TESTE DE VIABILIDADE INICIAL = 400 se/tes• DETERMINAÇÃO DA UMIDADE = 200 se/tes• 6 TESTES DE VIABILIDADE DURANTE A CONSERVAÇÃO = 1.200 se/tes• 2 DETERMINAÇÕES DE UMIDADE DURANTE A CONSERVAÇÃO = 400• 3 DISTRIBUIÇÕES DE SEMENTES = 300 se/tes• 1 REGENERAÇÃO = 100 se/tes• PERDAS POR ACIDENTE = 400 se/tes• TOTAL DE SEMENTES = 3.000 se/tes• Obs: Se heterogênea sugere-se : 12.000 sementes.

• TESTE DE VIABILIDADE INICIAL = 400 se/tes• DETERMINAÇÃO DA UMIDADE = 200 se/tes• 6 TESTES DE VIABILIDADE DURANTE A CONSERVAÇÃO = 1.200 se/tes• 2 DETERMINAÇÕES DE UMIDADE DURANTE A CONSERVAÇÃO = 400• 3 DISTRIBUIÇÕES DE SEMENTES = 300 se/tes• 1 REGENERAÇÃO = 100 se/tes• PERDAS POR ACIDENTE = 400 se/tes• TOTAL DE SEMENTES = 3.000 se/tes• Obs: Se heterogênea sugere-se : 12.000 sementes.

Periodicidade da monitoração: 10 anos para os acessos incorporados com viabilidade inicial acima de 85%. 5 anos para os acessos incorporados com viabilidade inicial abaixo de 85%.

Exemplos comprovados: AVEIA = 123 ANOS

CEVADA = 123 ANOS

ERVILHA = 130 ANOS

QUIABO = 125 ANOS

TOMATE = 124 ANOS

SOBREVIVÊNCIA DAS SEMENTES ORTODOXASSOBREVIVÊNCIA DAS SEMENTES ORTODOXAS

Considera-se que a conservação de sementes ortodoxas, com umidade e temperatura (-10 oCa -20oC) controladas, pode ser realizada “ad eternum” com poder germinativo e vigor adequados.

Banco Base (80%)

Coleções a Campo (17%)

In vitro (2%)

Manutenção das coleções existentes Existem cerca de 1.500 BAGs espalhados pelo mundo, com

aproximados 7 milhões de acessos. (FOTO Noruega)

Instituto Vavilov, URSS (1890) Estados unidos da América

(1958) Ghana (1964) Japão (1996) Canadá, Alemanha, Itália (1970) Polônia (1971) Turquia (1972) Brasil (1974) Etiópia (1976) Portugal (1977) Noruega (2008)

48% - cereais (trigo,14%; arroz, 8%; milho 5%);

16% são leguminosas alimentícias;

10% forrageiras; 8% hortaliças; 4% fruteiras; 4% raízes e tubérculos; 2% fibrosas; 2% oleaginosas,

CONSERVAÇÃO INTERNACIONAL

O QUE SE CONSERVA EX SITU?

O QUE SE CONSERVA EX SITU?

Assim a Pesquisa Científica trabalha integrada aos agricultores, num sistema de parceria, onde o germoplasma é mantido como parte do sistema agrícola, dentro da própria comunidade, como bancos de sementes ou in vivo.

Assim a Pesquisa Científica trabalha integrada aos agricultores, num sistema de parceria, onde o germoplasma é mantido como parte do sistema agrícola, dentro da própria comunidade, como bancos de sementes ou in vivo.

A estratégia aqui é a de monitorar e proteger diferentes acessos e diferentes espécies cultivadas em um determinado agroecossistema.

A estratégia aqui é a de monitorar e proteger diferentes acessos e diferentes espécies cultivadas em um determinado agroecossistema.

Neste Sistema incluem-se as raças locais, as cultivares tradicionais e os parentes silvestres das espécies cultivadas.

Figura: Mapa da Fome indígena no Brasil

•Conservar o germoplasma, evitando sua erosão genética e permitindo a sua coleta;• Disponibilizar sistemas de produção adequados às comunidades;• Evitar a adoção involuntária de variedades melhoradas;• Garantir o direito legal das comunidades sobre o seu germoplasma;• Incentivar a comunidade a volorizar o seu germoplasma.• Possibilitar o trabalho conjunto com a pesquisa científica;• Possibilitar o intercâmbio entre comunidades;• Restaurar a diversidade de cultivos alimentares;

•Conservar o germoplasma, evitando sua erosão genética e permitindo a sua coleta;• Disponibilizar sistemas de produção adequados às comunidades;• Evitar a adoção involuntária de variedades melhoradas;• Garantir o direito legal das comunidades sobre o seu germoplasma;• Incentivar a comunidade a volorizar o seu germoplasma.• Possibilitar o trabalho conjunto com a pesquisa científica;• Possibilitar o intercâmbio entre comunidades;• Restaurar a diversidade de cultivos alimentares;

OBJETIVOS DA CONSERVAÇÃO ON FARMOBJETIVOS DA CONSERVAÇÃO ON FARM

1. Caiçaras2. Ribeirinhos3. Quilombolas4. Índígenas

1. Caiçaras2. Ribeirinhos3. Quilombolas4. Índígenas

Os BAGs têm problemas que limitam o seu uso, tais como: 1. Tamanho da Coleção: O espaço é um fator limitante, tanto no campo como em câmaras-frias. 2. Caracterização e Avaliação: Quanto maior o BAG menor a possibilidade de realizar a caracterização e avaliação. 3. Duplicações: comumente alguns acessos têm mais de uma entrada na coleção, com diferentes sinonímias. 4. Custo De Manutenção: quanto maior número de acessos maior o custo de manutenção.

COLEÇÃO NUCLEAR (Core collections)COLEÇÃO NUCLEAR (Core collections)1- COLEÇÃO ATUAL

A estratificação da CN pode ser baseada em: 1. Distribuição geográfica: O local da coleta é determinante na separação de acessos. 2. Caracterização: Dados morfológicos, citogenéticos, bioquímicos e genéticos, são essenciais para uma perfeita distinção entre acessos, inclusive para a detecção de duplicações.

Para a retirada das amostras pode-se utilizar: 1. Amostras iguais a aproximadamente 10% do tamanho do original, com cerca de 70% da representatividade genética da coleção original, não devendo exceder a 3.000 acessos.

2- PASSOS PARA FORMAÇÃO DA COLEÇÃO NUCLEAR

3- RETIRADA DE AMOSTRAS DENTRO DE CADA ESTRATO PARA A FORMAÇÃO DA COLEÇÃO NUCLEAR

Seleção dos acessos para compor a CNSeleção dos acessos para compor a CN

Uso dos critérios geográficos na estruturação de Coleções Nucleares:

- Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) têm sido utilizados no estudo de Recursos Genéticos, através do SIG é possível cruzar as informações geográficas sobre os locais de coleta dos acessos com mapas ambientais, permitindo obter uma classificação do germoplasma de acordo com o seu ambiente de origem.

Idéia: surge com Frankel, 1970, Objetivando: Reduzir o tamanho das coleções de germoplasma, mantendo a representatividade da diversidade genética da espécie e seus parentes silvestres.

Idéia: surge com Frankel, 1970, Objetivando: Reduzir o tamanho das coleções de germoplasma, mantendo a representatividade da diversidade genética da espécie e seus parentes silvestres.

COLEÇÕES NUCLEARES (CORE COLLECTIONS)COLEÇÕES NUCLEARES (CORE COLLECTIONS)

Representatividade: Brown (1989), sugere que 10% do total de acessos representa aproximadamente 70% da variabilidade genética de uma coleção. Para coleções muito grandes sugere não exceder a 3.000 acessos.

Informações fundamentais: Dados de passaporte; dados de caracterização e avaliação agronômica, morfológica, taxonômica e genética.

Informações fundamentais: Dados de passaporte; dados de caracterização e avaliação agronômica, morfológica, taxonômica e genética.Vantagens: Segundo Vilela-Morales et al (1997) são o maior número de acessos identificados, caracterizados e avaliados, a baixa redundância genética, o menor número de acessos, o menor custo operacional e a maior chance de uso.

Vantagens: Segundo Vilela-Morales et al (1997) são o maior número de acessos identificados, caracterizados e avaliados, a baixa redundância genética, o menor número de acessos, o menor custo operacional e a maior chance de uso.

Existem 51 espécies em coleções nucleares. Exemplos: Alfafa (foto), Amendoim, Couve, Ervilha, Feijão, Grão-de-bico e Lentilha. No Brasil 4 são expressivas: Milho (300), Arroz (600) e Mandioca (Embrapa) e Pupunha (Impa) – todas com caracteres morfológicos e geográficos.

Existem 51 espécies em coleções nucleares. Exemplos: Alfafa (foto), Amendoim, Couve, Ervilha, Feijão, Grão-de-bico e Lentilha. No Brasil 4 são expressivas: Milho (300), Arroz (600) e Mandioca (Embrapa) e Pupunha (Impa) – todas com caracteres morfológicos e geográficos.

• É a conservação de plantas in vivo, ex situ, plantadas de modo ordenado a facilitar a obtenção dos dados.

Devido ao grande espaço ocupado, normalmente utiliza-se apenas 3 a 5 plantas de cada acesso, sem repetição, na conservação do BAG.

CONSERVAÇÃO EM TELADO E CAMPO CONSERVAÇÃO EM TELADO E CAMPO

Pode ser utilizada para todas espécies, mas, tradicionalmente é aplicada para espécies recalcitrantes e intermediárias, pela dificuldade em conservar como sementes. O lote tem que ser plantado de modo a possibilitar o seu uso em pesquisas científicas. Ex: mandioca e cará;•RECOMENDADA: Para espécies perenes, arbóreas, silvestres, semidomesticadas, heterozigotas, de reprodução vegetativa, de sementes de vida curta, de sementes sensíveis à secagem;

•PROBLEMAS: Ocupam muito espaço e não possibilitam uma boa representatividade da diversidade genética da espécie, estando sujeitas a desastres naturais, no caso do campo.

• Cultura de Tecidos: conservam-se pequenas plantas em tubos com Agar nutritivo;

• Apropriado para: clonagem em grande escala de um único acesso, conservação em crescimento retardado;

• Variáveis: temperatura e nutrientes;• Recomendado: plantas que não produzem sementes,

aquelas que se reproduzem por rizomas ou bulbos;• Parte utilizada: embriões e pontas de raízes;• Espécies: mandioca, batata, cana-de-açúcar, banana,

baunilha, cacau, fruteiras temperadas, raízes e tubérculos, etc;.

• ProblemaS: Instabilidade genética e curto período de conservação, sem repicagem.

• Cultura de Tecidos: conservam-se pequenas plantas em tubos com Agar nutritivo;

• Apropriado para: clonagem em grande escala de um único acesso, conservação em crescimento retardado;

• Variáveis: temperatura e nutrientes;• Recomendado: plantas que não produzem sementes,

aquelas que se reproduzem por rizomas ou bulbos;• Parte utilizada: embriões e pontas de raízes;• Espécies: mandioca, batata, cana-de-açúcar, banana,

baunilha, cacau, fruteiras temperadas, raízes e tubérculos, etc;.

• ProblemaS: Instabilidade genética e curto período de conservação, sem repicagem.

Baixo custo Coleta em qualquer época do ano Eliminação de viroses Produção de clones Multiplicação rápida Germinação de sementes imaturas Facilita intercâmbio (troca de material)

Equipamentos caros Necessidade de Treinamento Necessidade de mão de obra

especializada

Ex: SADH, CCC, AAS

1.Redução de temperaturadesacelera o metabolismo celular

2.Adição de inibidoresreduz alongamento das hastesinibe divisão celularinibe síntese de etileno

3.Emprego de osmóticos ao meioredução na absorção de água e nutrientesEx: manitol, sacarose

Técnicas de Conservação In vitroTécnicas de Conservação In vitro

Manihot dichotoma

T. esculentaSalacia sp.

E. dysenterica H. speciosa E. uniflora

CONSERVAÇÃO IN VITROCONSERVAÇÃO IN VITROTabela 3- Espécies conservadas in vitro na Embrapa Recursos Genéticos

e Biotecnologia

Abacaxi(Ananas comosus)

Baunilha(Vanilla sp)

Menta(Mentha sp)

Aspargo(Asparagus officinalis)

Cará(Dioscorea sp)

Morango(Ananas comosus)

Banana(Musa sp.)

Estévia(Stevia rebaudiana )

Orégano(Origanum vulgare)

Batata(Solanum sp.)

Inhame(Colocasia sp)

Uva(Vitis sp.)

Batata-doce(Ipomea batatas )

Mandioca(Maniot esculenta)

ESPÉCIES CONSERVADAS NA EMBRAPA RECURSOS GENÉTICOS (CENARGEN)

ESPÉCIES CONSERVADAS NA EMBRAPA RECURSOS GENÉTICOS (CENARGEN)

Fotos: Exemplos de Conservação in vitro no CENARGEN

• Esta parece ser a melhor solução para a conservação in vitro a longo prazo. Nitrogênio líquido a –196ºC, com a virtual paralisação de todos processos biológicos, os quais poderiam ser teoricamente conservados indefinidamente (Materiais: Sementes, Calos, Ápices caulinares, embriões somáticos ou zigóticos, in vitro (suspensões celulares), gemas axilares e Pólens).

Foto: Embrapa/Cenargen

Conservação de material biológico

em nitrogênio líquido (-196°C) - (ou seu

vapor a -150°C)

Conservação de material biológico

em nitrogênio líquido (-196°C) - (ou seu

vapor a -150°C)

Foto: Crio no IAC

Izulmé R.I. Santos

CONSERVAÇÃO IN SITU

CONSERVAÇÃO “IN SITU”CONSERVAÇÃO “IN SITU”

•O IBPGR sugeriu, em 1984, as seguintes culturas e áreas prioritárias para conservação “in situ”:•O IBPGR sugeriu, em 1984, as seguintes culturas e áreas prioritárias para conservação “in situ”:

Áreas prioritárias de conservação In Situ do Cerrado e Pantanal

87 ÁREAS PRIORITÁRIAS

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

Hoyt, E. Conservação dos Parentes Silvestres das Plantas Cultivadas. Brasília. IBPGR, IUCN, WWF, EMBRAPA/CENARGEN. 52p.1992.

Ministério do Meio Ambiente. Política Nacional de Biodiversidade: roteiro de consulta para elaboração de uma proposta. Brasília: MMA/SBF, 2000. 48p.

Ministério do Meio Ambiente. Normas Internacionais de conservação para jardins botânicos/Conselho Nacional do Meio Ambiente, Rede Brasileira de Jardins Botânicos, Instituto de Pesuisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, Botanic Gardens Conservation International. Rio de Janeiro: EMC, 2001. 109p.

Primach, R.B & Rodrigues, E. Biologia da Conservação. Londrina: E.Rodrigues, 2001. 328p. 2001.

Diegues, A.C. Etnoconservação: novos rumos para a proteção da natureza nos trópicos. São Paulo: USP, 2000. 290p.

Ministério do Meio Ambiente. Estratégias para Conservação e Manejo de Recursos Genéticos de Plantas Medicinais e Aromáticas: Resultados da 1a. Reunião Técnica/ Roberto Fontes Vieira... (et al.) – Brasília: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia/ Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA)/CNPq, 2002. 184p.

OBRIGADO A TODOS!