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XI CONFERENCIA INTERNACIONAL DE ARROZ PARA
AMERICA LATINA Y EL CARIBE
“Desafíos Arroceros Siglo XXI”“Desafíos Arroceros Siglo XXI”
Cali, 21 a 24 de setembro de 2010
OS DESAFIOS DO MELHORAMENTO
GENÉTICO PARA A ZONA TEMPERADA
DA AMÉRICA LATINADA AMÉRICA LATINA
Renata Pereira da CruzéDoutora em Melhoramento Genético
Pesquisadora do IRGA
Zona Temperada da América Latina
Rio Grande do SulChile
UruguaiArgentina
25
30
20
25
dia
(oC
)
15
mpe
ratu
ra m
éd
5
10
Tem
ArgentinaRio Grande do SulUruguai
0SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR
Período de cultivo do arroz
Chile
Figura 1. Temperatura média ao longo do período de cultivo do arroz
na Zona Temperada da América Latina. FONTE: IRGA, INTA, INIA
Período de cultivo do arroz
Tabela 1. Dados gerais sobre a produção e o consumo de arroz
nos países da Zona Temperada da América Latina
CHILE ARGENTINA URUGUAI RIO GRANDE DO SUL
Área total (ha) 20 960 182 460 168 300 1 070 000Área total (ha) 20.960 182.460 168.300 1.070.000
Produção(t) 121.400 1.245.800 1.330.000 7.905.000
Rendimento (t/ha) 5,8 6,8 7,9 7,1
Consumo Consumo (kg/capita/ano) 7,2 6,2 11,4 33,2*
* Refere-se ao consumo brasileiro.
FONTE: Faostat (2008) e IRGA (2009)
100012001400
oz (m
il ) 150
200
oz (m
il )
URUGUAI CHILE
0200400600800
1000od
ução
de
arro
tone
lada
s)
0
50
100
oduç
ão d
e ar
roto
nela
das)
0
Safras
Pro
ár ea ( em mi l ha)
P r odução ( mi l t on. )
0
Safras
Pro
ár ea ( em mi l ha)
P r odução ( mi l t on. )
1500
2000
(mil
8.000,0
10.000,0
(mil
ARGENTINA RIO GRANDE DO SUL
500
1000
1500
duçã
o de
arr
oz
tone
lada
s)
2.000,0
4.000,0
6.000,0
duçã
o de
grã
os
tone
lada
s)0
Safras
Prod
ár ea ( em mi l ha)
P r odução ( mi l t on. )
-
Safras
Prod
ár ea ( em mi l ha)
P r odução ( mi l t on. )
Figura 2. Produção de arroz (mil ton.) e área cultivada (mil ha)com arroz irrigado nos quatro países da zona temperadada América Latina. FONTE: Faostat (2010)
Tabela 2. Média de rendimento de grãos dos países da zona
temperada da América Latina, da América Latina e do
País/região Rendimento de grãos
temperada da América Latina, da América Latina e do
mundo na safra 2008/09.
/ g g(t/ha)
Chile 5,8
Argentina 6,6
Brasil (RS) 7 3Brasil (RS) 7,3
Uruguai 8,0
éAmérica Latina 4,8
Mundo 4,3FONTE: Faostat (2010)
Rendimento de grãos FORA dos Centros de
Origem (Evans 1993)Origem (Evans, 1993)
1. Desenvolvimento econômico
2. Condições ambientais
latitudes maiores:• dias mais longos;
• maior radiação/dia;• maior radiação/dia;
• temperaturas mais amenas;
• ciclos maiores
3. Menor incidência de pragas e doenças
4. Vigor vegetativo
Índice de colheita = 0 42 Índice de = 0,42 Índice de
colheita = 0,54
1961 a 2004: 102 kg/ha (ganho genético no RS) – Lopes et al. (2005)
Evolução histórica da produtividade de arroz irrigadono Rio Grande do Sul no período de 1921 a 2007
7000g
ha-1
)
6000
000
Segundo período:(1970 a 1981)y = 3.501 + 19,40 x
grão
s (k
g
4000
5000 Primeiro período:(1922 a 1969)y = 2.072 + 16,03 xr2 = 0,52** Médi 2 449 k h -1 Terceiro período:
y ,r2 = 0,09ns
Média = 3.608 kg ha-1
men
to d
e
2000
3000Média = 2.449 kg ha 1 Terceiro período:
(1982 a 2007)y = 4.357+ 68,74 xr2 = 0,60** Média = 5.216 kg ha-1
Ren
dim
1000
2000 Média 5.216 kg ha
Ano
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 20100
Tabela 3. Cultivares utilizadas atualmente nos países da
zona temperada da América Latina.
País Cultivares em uso comercial
zona temperada da América Latina.
Brasil (RS) Puitá INTA CL, IRGA 424, IRGA 417, IRGA422 CL, BR-IRGA 409, EPAGRI’S, BRSQUERÊNCIA BRS TAIM INIA OLIMARQUERÊNCIA, BRS TAIM, INIA OLIMAR,Híbridos (Avaxi, Sator, Inov)
ArgentinaArgentina Puitá INTA CL, BRS TAIM, Supremo 13,Camba INTA, El Paso L144, Híbridos
Uruguai El Paso L144, INIA Olimar, INIA Tacuari
Chil O Di t INIA B ill t INIA A bChile Oro, Diamante-INIA, Brillante-INIA, Ambar-INIA
Produtor
“B h ” d “Brecha” de
rendimento de Xgrãos
Pesquisa
Tabela 4. Rendimento de grãos obtidos por alguns produtores de
arroz de diferentes locais do RS na safra 2007/08.
Município Região ProdutorProdutividade
(kg/ha)
Bagé CMP Cláudio Schitz 13.550
Dom Pedrito CMP Anselmo Marchesan 10.010
A. Grande ZS Paulo Hadler 9.931
Jaguarão ZS Ricardo Gonçalves 9.890
Santa Vitória ZS Renato Amaral 12.312
Cachoeirinha PCE EEA 10.360
D. Francisca DC Rogério Pisirico 12.250
DESAFIOS DO MELHORAMENTO GENÉTICO
PARA A ZONA TEMPERADA DA AMÉRICA LATINAPARA A ZONA TEMPERADA DA AMÉRICA LATINA
Rendimento de grãos Qualidade de grãos
+
COMO????
PRODUTIVIDADE POTENCIALPRODUTIVIDADE POTENCIAL RELAÇÃO FONTE / DRENO
1. SELEÇÃO DE CARACTERÍSTICAS
MORFOFISIOLÓGICAS ASSOCIADAS AO
BiomassaVigor inicial
RENDIMENTO DE GRÃOS
“Stay green”
Ângulo foliar
Maior índice de colheita
Tabela 5. Características fisiológicas associadas ao aumento no
rendimento de grãos e mapeadas em arroz.
Característica Cromossomos Referência
- Taxa fotossintética lí id
4 e 6 Teng et al. (2004)líquida
g ( )
- Conteúdo de clorofila 1,3 e 8 Teng et al. (2004)
Ashrafuzzaman et al. (2009)
- Resistência estomática 4 Teng et al. (2004)
- Taxa de transpiração 4 e 7Teng et al. (2004)
Taxa de transpiração 4 e 7
- Armazenamento de carboidratos não estruturais
6 Ishimaru (2003)estruturais
1,2,3,6 e 9 Takai et al. (2005)
SAFRA 2006/07: Unidade demonstrativa em Santa Vitória
BR-IRGA 410 IRGA 424
Diferença em rendimento de grãos = 3 ton/ha a mais
14
16
10
12
14
8
10
4
6
0
2
IRGA 423 QM 13 AVAXI IRGA 424
Produtividade (t/ha)
Figura 3 Rendimento de grãos (t/ha) obtido a nível de produtorFigura 3. Rendimento de grãos (t/ha) obtido a nível de produtor
com três cultivares de arroz e um híbrido em
Uruguaiana na safra 2006/07.
BASE GENÉTICA DAS CULTIVARES DE
ARROZ É ESTREITA!
Local Base genética das cultivares Referência
RS 6 ancestrais: 86% dos genes Rangel et al. (1996)
EUA 22 ancestrais Dilday (1990)EUA a cest a s day ( 990)
América Latina
2 ancestrais: 36% dos genesCuevas-Pérez et al.
(1992)Latina ( 99 )
Estratégia de melhoramento inteligente:
2. AMPLIAÇÃO DA BASE GENÉTICA
Estratégia de melhoramento inteligente:
Uso da variação genética “natural” existente nos parentes silvestres
e cultivares antigas para “revitalizar” as cultivares modernas
(McCouch, 2004)
- 30% de aumento no rendimento de grãos de híbrido na China proveniente
de duas introgressões de um parente silvestre (Deng et al., 2004)
OUTROS DESAFIOSOUTROS DESAFIOS...
14,0
16,0Chile
RS
10,0
12,0
ãos
(t/ha
)
RS
6 0
8,0
,
men
to d
e gr
ã
4,0
6,0
Ren
dim
0,0
2,0
1a.Quinzena /
2a.Quinzena /
1a.Quinzena /
2a.Quinzena /
1a.Quinzena /
2a.Quinzena /
1a.Quinzena /
2a.Quinzena /
Set Set Out Out Nov Nov Dez Dez
Épocas de semeadura
Figura 4. Rendimento de grãos em diferentes épocas de
semeadura no Chile e no Rio Grande do Sul (RS).FONTE: Alvarado e Hernaiz (2002); Mariot el at. (2007)
Problemas limitantes para a produção de arroz
dna zona temperada
1 E t b l i t i i i l l id d if id d d1. Estabelecimento inicial: velocidade e uniformidade de
emergência nas semeaduras precoces
Problemas limitantes para a produção de arroz
na zona temperada o p d
2. Doenças
ESTRATÉGIASS G S
Marcadores moleculares:
-Ferramentas para “catalogar” e organizar a variabilidade
genética (Xu et al., 2004);
- Introgressão seletiva de características úteis a partir de
germoplasma exótico e/ou silvestre (Brondani et al., 2002;
McCouch, 2004);
- Aceleração da recuperação do genótipo recorrente no métodoç p ç g p
de retrocruzamento.
“MELHORAMENTO DE PRECISÃO”
RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR
MARCADORES MOLECULARES
Característica Gene Cromossomo Referência
Teor de amilose wx 6 Bao et al. (2006a); Chen et al. (2010)
SS1 6 Bao et al. (2006a)
Temperatura de l ti i ã
alk/SSIIa 6 Bao et al.(2006b)gelatinização
( )
Tamanho do grão GS3 3 Fan et al. (2006)
P d ã l ( )Peso do grão GW2 2 Song et al. (2007)
“MELHORAMENTO DE PRECISÃO”
RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR
MARCADORES MOLECULARES
Característica Gene Cromossomo Referência
Tolerância ao frio Ctb1 4 Saito et al. (2010)
Ctb2 4 Saito et al. (2001)Ctb 4 Sa to et a ( 00 )
Cts12 12 Andaya and Tai (2006)
Resistência à Pi1 11 Mew et al (1994)brusone
Pi1 11 Mew et al. (1994)
Pi2 6 Yu et al. (1991)
Tolerância à submersão
Sub1 9 Xu et al. (2006)
INFRA-ESTRUTURA É FUNDAMENTAL
Sequenom MassARRAY (Henry and Waters, 2008):
Diferenças em unidades de massa
X
Ensaio multiplex para os seguintes genes:
- baixa estatura (Sd1);( );
- amilose (wx);
- temperatura de gelatinização (alk);
- aroma (fgr);
- resistência à brusone (Pi’s)
“MELHORAMENTO DE PRECISÃO”RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR SELEÇÃO RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR SELEÇÃO
FENOTÍPICA EFICIENTE (Ali et al., 2006)
Tolerância à submersãoTolerância ao frio
Qualidade de grão
Problemas limitantes para a produção de arroz
dna zona temperada
3. Áreas infestadas com arroz vermelho
PARA O ARROZ VERMELHO...
AA Aa aaAA Aa aa
NECESSIDADES FUTURAS
- Aumento no investimento em pesquisa pública: infraestrutura;
- Treinamento e capacitação de pesquisadores;
M i fl d l- Maior fluxo de germoplasma;
- Maior integração entre centros nacionais e internacionais de
pesquisa;
Capacidade de competir e/ou associar se a empresas privadas- Capacidade de competir e/ou associar-se a empresas privadas
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Zona temperada da América Latina tem poucas restrições à
obtenção de elevado potencial de rendimentoobtenção de elevado potencial de rendimento
Oportunidade única para usar as ferramentas disponíveis
para o aumento no potencial de rendimento das cultivares
Não precisamos fazer coisas novas, mas mudar a Não precisamos fazer coisas novas, mas mudar a
FORMA como fazemos...
