Trabalho de Melhoramento Vegetal no Feijoeiro

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
CATARINENSE – CAMPUS SANTA ROSA DO SUL 
 
 
 
 
LAYS DA ROSA GOULART 
THAINA RAUPP DUARTE 
 
 
 
 
 
 
PROGRAMA DE MELHORAMENTO GENÉTICO PARA A CULTURA DO 
FEIJOEIRO (Phaseolus vulgaris L.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Rosa do Sul (SC), 2017 
LAYS DA ROSA GOULART 
THAINA RAUPP DUARTE 
 
 
 
 
 
 
 
MELHORAMENTO GENÉTICO DA CULTURA DO FEIJOEIRO 
 
 
 
Trabalho apresentado à disciplina de Melhoramento 
Vegetal e Biotecnologia do Curso de Engenharia 
Agronômica, do Instituto Federal Catarinense 
Campus Santa Rosa do Sul, como requisito para 
obtenção de nota parcial. 
 
Orientador (a): Prof. Naracelis Polleto 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Rosa do Sul (SC), 2017 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 O feijão é uma planta pertencente à família Leguminosae, e classificado como 
uma planta autógama, ou seja, aquelas que realizam principalmente autofecundação 
(95%). Neste caso, a fertilização ocorre quando o pólen de uma planta fertiliza o óvulo 
da mesma planta, por possuir tanto partes masculinas como femininas. As espécies 
autógamas são caracterizadas pela homozigose. 
Muitas são as hipóteses para a origem e domesticação do feijoeiro. Existe a 
hipótese de que os tipos selvagens foram encontrados no México e os domesticados 
na Mesoamérica, sendo disseminados posteriormente na América do Sul. Porém, 
tem-se a possibilidade do feijão ter sido domesticado na América do Sul (Peru) e 
transportado para a América do Norte. Tem-se também estudiosos que sugerem a 
existência de três centros primários de diversidade genética, tanto para espécies 
silvestres como cultivadas: o mesoamericano, o sul e norte dos Andes. Além destes 
três centros americanos primários, podem ser identificados vários outros centros 
secundários em algumas regiões da Europa, Ásia e África. 
 Na história do melhoramento de plantas, o homem pratica a seleção desde o 
início da agricultura. Porém o melhoramento como ciência se desenvolveu de forma 
mais expressiva no século XX, devido os conhecimentos da genética. Desde o início 
do melhoramento do feijão já se buscavam características como produtividade, 
arquitetura de planta, resistências, entre outras. Atualmente o melhoramento genético 
é realizado principalmente por instituições públicas, sendo os principais objetivos: boa 
qualidade comercial, porte ereto, alta produtividade, resistência as principais doenças 
e culinária dos grãos. Também busca-se cultivares adaptadas a colheita mecanizada, 
para diminuir mão de obra do produtor, adaptação a diferentes solos e clima, fixação 
simbiótica de nitrogênio e menor ciclo da cultura. O melhoramento do feijão preto no 
Brasil teve início por volta de 1930, porém, obteve maior êxito a partir de 1970. 
O melhoramento nesta cultura se torna significativo pelo fato de ser 
considerado um dos grãos de maior importância para a alimentação humana, por ser 
rico em proteínas e aminoácidos essenciais na dieta. Com produção em torno de 3 
milhões de toneladas/ano, o Brasil é considerado um dos maiores produtores 
mundiais de feijão, e por ser uma fonte de alimentação barata estima-se que o 
consumo do mesmo seja aproximadamente 19 kg ano/pessoa. 
Com o aumento de cultivos sucessivos de feijoeiro no Brasil alguns problemas 
fitossanitários já existentes há décadas têm-se acentuado. O vírus-do-mosaico-
dourado (VMDF) é uma doença causada por um vírus transmitido pela mosca-branca 
(Bemisia tabaci) e é um dos principais problemas na cultura do feijão na América 
Latina. 
Os principais sintomas são amarelecimento do limbo foliar, com coloração 
verde das nervuras, tornando-se semelhante a um mosaico. As vagens das plantas 
infectadas podem apresentar-se deformadas e manchadas. Em condições favoráveis, 
o vírus pode afetar 100% da lavoura na fase inicial do desenvolvimento das plantas, 
ou seja, até 20 dias após a emergência das mesmas. 
O objetivo do trabalho é desenvolver uma variedade de feijoeiro resistente ao 
vírus do mosaico dourado. 
 
2. JUSTIFICATIVA 
Como esta doença é um dos principais problemas enfrentados pelos 
produtores da cultura do feijão, podendo causar grandes impactos na produtividade e 
chegar a perdas de 100% da cultura se faz necessário este estudo, para obtenção de 
uma cultivar resistente ao vírus do mosaico dourado. Pode-se ressaltar ainda que este 
estudo é importante principalmente por atender a produtores que queiram trabalhar 
com variedades melhoradas e não transgênicas, pois já se tem sementes de feijão 
resistente ao vírus do mosaico dourado, porém modificadas geneticamente, e ainda 
não disponível no mercado. 
 
3. OBJETIVO 
O objetivo do trabalho é a realização de um melhoramento genético na cultura 
do feijoeiro para obter plantas contendo características como: alta produtividade, boa 
resistência a debulha no campo, resistente ao acamamento, a antracnose, mosaico 
comum, mancha angular, ferrugem, e principalmente ao vírus do mosaico dourado. 
 
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) pertence à família Fabaceae que 
compreende em torno de 650 gêneros e 18.000 espécies, distribuídas nas subfamílias 
Caesalpinioideae, Faboideae e Mimosoideae (FERREIRA, 2008). Sua reprodução é 
do tipo autógama, onde a fecundação ocorre dentro da mesma flor e da mesma planta. 
Ocorre também a cleistogamia, fenômeno pelo qual a fecundação ocorre antes da flor 
abrir-se completamente. No entanto, a taxa de fecundação cruzada é relativamente 
alta e principalmente realizada por insetos polinizadores, levando a existência de 
grande número de variedades com inúmeros tipos de planta e de grão, resultando em 
grande biodiversidade (BEVILAQUA et al., 2013). 
O gênero Phaseolus possui aproximadamente 55 espécies e no Brasil são 
cultivadas além do Phaseolus vulgaris (feijoeiro comum), o Vigna unguiculata (feijão 
de corda) e o Cajanus cajan (feijão-guandu) (TSUTSUMI, BULEGON, PIANO, 2015). 
A origem do feijão se deu no continente americano, onde populações selvagens 
crescem, desde o Norte do México até o Norte da Argentina e sul do Peru (SANTOS, 
GAVILANES, 2006). Acredita-se que as cultivares do Brasil são oriundas do norte da 
América do Sul e México (FREITAS, 2006). Em trabalhos mais recentes se encontra 
confirmações de que as cultivares comerciais descendem de cultivares andinas 
(BITOCCHI et al., 2012). 
 Evidências fitomórficas mostram que esta espécie foi domesticada em época 
pré-incaica, tendo sido amplamente cultivada durante o grande Império dos Incas e 
conhecida como quichua de puruto. Posteriormente se disseminou em outras regiões 
da América e, logo após o descobrimento deste continente, foi introduzido na Europa, 
talvez em 1540, e depois na Ásia, para adquirir, desde então, grande importância na 
alimentação popular (JUNIOR, 1960). 
 O surgimento de métodos de obter plantas com melhor rendimento, resultou 
na ciência do melhoramento genético de plantas. Problemas como a ausência da 
característica de interesse dentro da espécie e a incompatibilidade sexual sempre 
foram empecilhos para obter plantas com as características desejadas pelos 
pesquisadores para satisfazer as crescentes demandas da sociedade. 
Gradativamente, os pesquisadores foram selecionando as melhores raças de plantas. 
Portanto, a ação do homem foi a de retirar da natureza os organismos que tinham um 
melhor conjunto de características capazes de produzir, eficientemente, produtos para 
alimentação, saúde humana e uso industrial (ARAGÃO et al.,2005). 
 O melhoramento do feijoeiro no Brasil, até a década de 1950, era conduzido 
principalmentepelos Institutos Agronômicos do Ministério da Agricultura, pelo Instituto 
Agronômico de Campinas e a Universidade Federal de Viçosa. Como a oferta de feijão 
não acompanhou o crescimento populacional do País e com a quebra de produção 
por motivos climáticos, surgiram as “crises do feijão” forçando diversos órgão públicos, 
estaduais e federais a dar maior atenção a esta leguminosa (BORÉM, 2005). 
 Atualmente há programas de melhoramento na cultura sendo conduzidos nas 
Universidades Federais de Viçosa e Lavras, na Embrapa Arroz e Feijão, na Empresa 
de Pesquisa Agropecuária do Estado de Minais Gerais, no Instituto Agronômico de 
Campinas, do Paraná e na Embrapa de Clima Temperado (BORÉM, 2005). 
O melhoramento nesta cultura vem trabalhando desde de características 
radiculares para a fixação biológica do nitrogênio (FBN), passando por resistência a 
insetos e doenças, tolerância a seca, a colheita mecanizada, o aumento da 
produtividade, chegando na pós-colheita, como na qualidade nutricional dos grãos e 
o tempo de cozimento (TSUTSUMI, BULEGON, PIANO, 2015). A produção estimada 
para o ano de 2014, com o somatório das três safras possíveis no território, foi de 
3,558 milhões de toneladas, em 3,197 milhões de hectares, representando um 
incremento de 26,8%, quando comparado ao ano de 2013. Tendo uma produtividade 
média de 1058 kg/ha, que foi cerca de 15,9% superior à safra anterior (COMPANHIA 
NACIONAL DE ABASTECIMENTO, 2014). 
 A cultura do feijoeiro no Brasil é submetida a vários estresses bióticos devido a 
patógenos. Esses, causam redução expressiva na produtividade e afetam a qualidade 
do produto. Entre as alternativas de controle, o uso de cultivares mais resistentes tem 
sido procurada. Os programas de melhoramento genético no Brasil têm dado ênfase 
na obtenção de linhagens mais resistentes às doenças devido aos vírus, fungos e 
bactérias (INFOBIBOS, 2011). 
 O vírus do mosaico dourado é uma das principais doenças do feijoeiro comum, 
sendo economicamente importante em muitos estados brasileiros. As perdas na 
produção podem ser totais, entretanto, dependem da idade da planta no momento da 
inoculação, do grau de tolerância da cultivar e da estirpe do vírus. Os sintomas tornam-
se evidentes quando as plantas apresentam de duas a quatro folhas, manifestando-
se por um amarelecimento intenso, delimitado pela coloração verde das nervuras, 
dando um aspecto de mosaico (WENDLAND, 2016). Em cultivares suscetíveis, as 
folhas novas são fortemente deformadas e, se a infecção ocorre no estádio de 
plântula, produz redução da altura da planta. As vagens podem apresentar-se 
deformadas e manchadas. A perda na produção varia de 70 a 100% com a redução 
de peso e da qualidade de grãos (RAVA, 2015). As medidas de controle para o 
mosaico são somente efetivos quando utilizadas em conjunto. Deve-se ter um controle 
preventivo rígido da mosca-branca e utilização de cultivares com boas qualidades e 
adaptação ao clima da região, e cultivares resistentes (WENDLAND, 2016). 
Por maior que seja a importância desta doença na cultura do feijoeiro, ainda 
não são identificadas variedades melhoradas geneticamente resistentes, somente 
variedades transgênicas. Desta forma para produtores que não tenham interesse em 
trabalhar com transgenia, seria de grande importância uma planta resistente ao 
ataque do vírus do mosaico dourado gerada através do melhoramento genético. 
 
5. MATERIAL E MÉTODOS 
O experimento será realizado na Fazenda Três Irmãos localizada no município 
de Sobradinho, no Vale do Rio Pardo-RS. O município de Sobradinho está localizado 
no Centro do Estado do Rio Grande do Sul entre as coordenadas geográficas 
29º24’57” sul e 53º01’42” oeste. Sobradinho caracteriza-se por possuir um clima 
subtropical, com chuvas distribuídas por todo ano e sem estação seca definida, 
ocorrendo verões quentes e invernos frios, apresentando temperatura média entre 
13,6ºC em junho e 23,6°C em janeiro, com mínimas de até -3°C e máximas de até 
40°C., com ocorrências esporádicas de geadas nos meses de junho a agosto. 
Para o estudo foi realizado o cruzamento de dois progenitores com fecundação 
cruzada para obtenção da F1. Um dos pais é o feijão BRS EXPEDITO que tem como 
características resistência a 9 de um total de 13 raças da antracnose, moderada 
resistência ao mosaico comum, mancha angular e ferrugem, suscetível ao 
crestamento bacteriano e mosaico dourado. Possui porte ereto, resistência ao 
acamamento, maior tamanho (28,2 g/100 sementes) e coloração uniforme do grão e 
alto potencial produtivo (2359,3 kg/ha), e boa resistência a debulha no campo. É uma 
cultivar de tipo II, de grãos pretos, ciclo de 88 dias, indicada para o estado do Rio 
Grande do Sul. 
A cultivar selvagem utilizada será a VM GOLDEN, tendo características como 
resistência ao mosaico dourado, suscetível a antracnose, ferrugem e mancha angular, 
baixa produtividade, suscetível a debulha no campo e ao acamamento. Possui 
também porte ereto e pertence ao tipo II, com grãos pretos e grandes (27,5 g/100 
sementes), com ciclo de 92 dias. 
O método escolhido para o melhoramento genético do feijão foi o método da 
descendência de uma semente única semente ou SSD. Este é juntamente com o 
método Bulk o mais indicado para utilização em melhoramento de feijão. Consiste em 
avançar as gerações segregantes até um nível satisfatório de homozigose 
(normalmente F6), utilizando uma única semente de cada indivíduo de uma geração 
para estabelecer a geração seguinte. A seleção é feita nas gerações mais avançadas, 
a partir de F7 (TSUTSUMI, BULEGON, PIANO, 2015). Tem como vantagem diminuir 
as perdas por amostragem e possibilita o avanço das populações segregantes, com 
menor trabalho e exigindo reduzido espaço (BORÉM, 2005). Como desvantagem 
nesse método, na geração de abertura de linhas, normalmente, a planta apresenta 
alta taxa de homozigose e, portanto, não existe variação dentro da linha, o que 
restringe a variabilidade genética e reduz a representatividade da amostragem. Além 
disso, como normalmente o espaço em casa-de-vegetação para avanço dessas 
plantas é restrito, pode ocorrer uma sub-amostragem das plantas avançadas, 
acarretando uma redução da variabilidade final da população a ser selecionada. 
Nesse método, não ocorre à ação da seleção natural, que poderia eliminar ou 
selecionar alguns fenótipos desejáveis (RAMALHO et al.,2001). 
A condução do trabalho será feita em estufa com controle de irrigação, e com 
bancadas de concreto contendo solo para o plantio das cultivares. Como há o controle 
de radiação, irrigação, geada, entre outros fatores, será realizado 3 ciclos da cultura 
por ano. A adubação será feita conforme o recomendado para a cultura, e feita a cada 
ciclo, porém se os índices estiverem altos e não ser necessária a adubação, a mesma 
não será realizada. Será adicionado a formulação 04-14-08 (NPK) + Zinco (Zn) + Boro 
(B), utilizando-se 400kg/ha, sendo parcelada em duas vezes, metade na base e o 
restante após 25 dias. 
Os cruzamentos começarão da seguinte forma: 
Será realizado o plantio e cruzamento das duas cultivares escolhidas, ou seja: 
BRS EXPEDITO X VM GOLDEN 
 
O plantio será realizado em blocos ao acaso, contendo dez parcelas, cada 
parcela com 4000 plantas, sendo 2000 de uma cultivar e 2000 de outra, dispostas da 
seguinte forma (Figura 1): 
 
 
 
Cultivar A x Cultivar B x Cultivar A x Cultivar B 
 
Figura 1: Disposição de plantas nas parcelas contendo as duas cultivares de forma 
que facilite a polinização manual. 
 
Após, quando ocorrer o florescimento se fará polinização cruzada manual 
realizada pelos melhoristas do programa, sendo inserido o pólen da planta VM 
GOLDENna antera da planta BRS EXPEDITO. Será realizado também a 
emasculação da planta BRS EXPEDITO para que não ocorra a fecundação nela 
mesma. 
De cada planta obtida deste cruzamento (20000 plantas) será colhida 1 
semente, e homogeneizadas para o novo plantio, obtendo-se assim a geração F1. 
 
Para compor a geração F2 colhe-se uma semente aleatoriamente de cada 
planta gerada na F1, mistura-se e em seguida se realiza o plantio. O mesmo ocorre 
nas seguintes gerações, até F6, onde se alcançará 91% das plantas em homozigose. 
Após estas etapas se começa a seleção das plantas. Em F6 com 20000 
plantas, foi selecionado 5000 plantas que apresentaram características como porte 
ereto e resistência ao vírus do mosaico dourado. De cada planta selecionada irá se 
retirar 10 sementes que serão plantadas em linhas para compor a próxima geração 
(Figura 2). 
Na geração F7 será plantado 5000 fileiras, sendo cada fileira uma planta 
selecionada na F6, e cada fileira composta por 10 sementes que vão gerar 10 plantas. 
No total irá se obter 50000 plantas nesta geração. 
 
 
Figura 2: Disposição de plantas desde a geração F2 até F7 (linhas). 
 
Nesta geração serão selecionadas plantas que apresentem porte ereto, 
resistência ao vírus do mosaico dourado, e ainda maior tamanho e coloração uniforme 
do grão. Foram selecionadas 1000 plantas que atenderam esses requisitos. Colheu-
se 10 sementes de cada planta e foi passado para a geração seguinte (F8). 
Na geração F8 tem-se 1000 fileiras, sendo cada fileira composta por 10 plantas 
(sementes) oriundas da F7, totalizando 10000 plantas. Para seguir em frente no 
programa de melhoramento as plantas devem conter características de porte ereto, 
resistência ao vírus do mosaico dourado, maior tamanho e coloração uniforme do 
grão, e ainda boa resistência a debulha no campo. Selecionou-se 500 plantas com 
essas características. Estas (10 sementes de cada planta) seguiram para a geração 
F9. 
A geração F9 é composta por 5000 plantas. Aqui selecionaram-se plantas que 
atendiam aos seguintes requisitos: porte ereto, resistência ao vírus do mosaico 
dourado, maior tamanho e coloração uniforme do grão, boa resistência a debulha no 
campo, resistência ao acamamento, mosaico comum e mancha angular. Foi 
selecionado 50 plantas com essas características, seguindo para F10, 10 sementes 
de cada planta. 
O total em F10 é de 500 plantas. Para seguir para F11 as plantas deveriam 
conter tais características: porte ereto, resistência ao acamamento, maior tamanho e 
coloração uniforme do grão, boa resistência a debulha no campo, resistência ao vírus 
do mosaico dourado, mosaico comum e mancha angular, resistência a ferrugem e 
antracnose. Com estas características foram selecionadas 5 plantas que seguirão 
para F11 (10 sementes/planta). 
Em F11 tem-se 50 plantas onde encontrou-se somente 1 planta que atendia a 
todos os pré requisitos: porte ereto, resistência ao acamamento, maior tamanho e 
coloração uniforme do grão, boa resistência a debulha no campo, resistência ao vírus 
do mosaico dourado, mosaico comum e mancha angular, resistência a ferrugem e 
antracnose, e ainda alto potencial produtivo (acima de 2500 kg/ha). 
A cultivar desejada foi alcançada pelo melhorista, o próximo passo é a 
realização dos ensaios preliminares, que serão conduzidos da seguinte forma: 
 Plantio da cultivar melhorada e de uma cultivar elite, para fazer comparação entre 
as duas em um teste regional; 
 Testar a cultivar melhorada nos três estados do Sul (RS, SC, PR) para avaliar 
como se comporta em diferentes condições; 
 Indicação de VCU; 
 Produção de sementes para lançamento; 
 Lançamento da cultivar; 
 Ofertar aos produtores as sementes. 
O melhoramento desde os primórdios até o lançamento da cultivar levará em torno 
de 8 anos no total. 
 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
O feijão ocupa um espaço bastante importante entre as plantas cultivadas no 
Brasil, mas devido ao seu cultivo ser quase totalmente de subsistência são poucas as 
empresas ou multinacionais que investem no melhoramento para essa cultura. 
Normalmente o interesse em melhoramento do feijoeiro vem de estatais. Essas 
normalmente possuem recursos escassos e limitados, fazendo com que a cultura não 
avance no mesmo ritmo de outras como soja e milho. Porém, mesmo com poucos 
estudos voltados ao feijão, o melhoramento no Brasil é avançado e atende a algumas 
das principais necessidades dos produtores. 
 A cultura é de grande importância para a produção agropecuária gaúcha e 
brasileira. No Rio Grande do Sul, ocupa uma área de 100 mil ha, com produtividade 
média de 1.200 Kg/ha, resultando em volume de produção de 120 mil toneladas. 
 No Rio Grande do Sul, o feijão de grão preto corresponde a 90% do volume 
produzido, enquanto no Brasil o grão cultivado e consumido, predominantemente, é o 
tipo Carioca. Por este motivo o trabalho foi de grande valia para levar aos produtores 
uma variedade que atenda as características mais desejadas e necessárias. 
Após fazer testes com a nova cultivar nos três estados do Sul, a TRD GOLD 
apresentou alta adaptação as três regiões, mantendo todas as suas características 
melhoradas através do programa de melhoramento. 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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