Introdução ao melhoramento genético de plantas

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INTRODUÇÃO AO MELHORAMENTO 
GENÉTICO DE PLANTAS
Melhoramento Genético de Plantas 
Lívia Creste Losi
O que é o Melhoramento Genético?
▪ VAVILOV: Evolução dirigida pela vontade do homem. (VAVILOV, 1950,
apud FERREIRA, 2006, p. 01).
▪ SMITH: A arte e a ciência de aperfeiçoar o padrão genético de plantas em
relação ao seu uso econômico. (SMITH, 1966, apud FERREIRA, 2006, p.
01).
▪ LAWRENCE: A preservação e utilização seletiva da variabilidade genética
para obter a meta desejada de aperfeiçoamento dessas plantas.
(LAWRENCE, 1980, apud FERREIRA, 2006, p. 01).
▪ HALLAUER: A ciência e a arte de manejar efetivamente a variabilidade
genética para obter a meta desejada de aperfeiçoamento dessas
plantas. (HALLAUER, 1992, apud FERREIRA, 2006, p. 01)
“O melhoramento de plantas é a ciência, a arte e o 
gerenciamento dos recursos para o aperfeiçoamento das 
plantas visando o benefício da sociedade humana.” 
(BERNARDO, R. 2002).
▪ VAVILOV
SMITH
SMITH
HALLAUE
R
EVOLUÇÃO
Objetivos do Melhoramento Genético
▪ Aumentar a produção por unidade de área;
▪ Produtos de alta qualidade;
▪ Cultivares para colheita mecanizada;
▪ Cultivares para novas áreas agrícolas;
▪ Cultivares resistentes a doenças e pragas;
▪ Cultivares resistentes à estresse ambiental;
Multidisciplinaridade 
▪ Botânica;
▪ Fisiologia Vegetal;
▪ Genética;
▪ Fitopatologia;
▪ Entomologia;
▪ Bioquímica;
▪ Estatística Experimental;
▪ Biotecnologia;
▪ Métodos Culturais.
Atividades principais do melhorista
▪ Desenvolvimento de cvs. 
▪ Pesquisa em recursos genéticos 
▪ Pesquisa em métodos de melhoramento 
▪ Treinamento de novos melhoristas
»Empresas privadas 
»Instituições públicas 
Início da agricultura no mundo
▪ Grupos humanos viveram se deslocando em busca de alimento para sobreviver;
▪ “Nômades”: praticavam a caça, a pesca e a coleta, viviam do que a natureza lhes 
oferecia;
▪ Começou a mudar quando começaram a praticar a agricultura, há cerca de 10 mil 
anos atrás, no período Neolítico;
Início da agricultura no mundo
Prática da agricultura  Domesticação de plantas e animais 
– homem deixou as coletas para praticar agricultura
– Exemplo: arroz, trigo, milho
– Seleção contra a deiscência e dormência de sementes
▪ O Melhoramento (desenvolvimento de cultivares) passou a ciência com a
redescoberta das leis da genética no início do século XX
Histórico do Melhoramento
▪ 1694 - Rudolf Jakob Camerarius
- Primeiro a demonstrar sexo em plantas
- Sugeriu métodos para obter novas plantas
- De sexu plantarum epistola (1694).
Fig. 06. Fonte: 
absoluteastronomy.com
▪ 1714 - Mather
- Observou cruzamentos natural em milho.
Fig. 07. Fonte: tudosobreplantas.com.br
▪ 1866 - Mendel
- Experimentos com hibridação em
plantas.
▪ 1900 – Correns, DeVries, von Tschermak
- Redescoberta das Leis da Hereditariedade.
▪ 1908 – Edward M. East e George Shull
- Experimentos de autofecundação do milho.
Histórico do Melhoramento
Histórico do Melhoramento
▪ 1944 - Avery, MacLeod, McCarty ;
- Descobrem que o DNA é material hereditário .
▪ 1953 – James Watson e Francis Crick;
- Propuseram o modelo para estrutura do DNA.
▪ 1960 – Desenvolvimento de variedades de cereais mais 
produtivas.
▪ 1966 - Revolução Verde no Brasil;
Histórico do Melhoramento
▪ 1994 - ‘FlavrSavr’ 
- Desenvolveram o primeiro tomate GMO 
Fig. 09. Fonte: geneticaagronomica.blogspot.com
Homem depende das plantas para:
✓ Alimentação direta: arroz, feijão, trigo, açúcar, etc
indireta: carne, queijo, leite, ovos, etc
✓ Vestuário
✓ Combustível
✓ Remédios
Exemplos :
✓ Expansão da área cultivada no Brasil:
- Cerrados: cultivares tolerantes a Al+++
- Soja: cultivares insensíveis ao fotoperiodismo
✓ “Ataques” de fungos, bactérias, pragas:
- Uso de pesticidas: melhoramento ambiental
- Variedades resistentes: melhoramento genético
✓ Óleo de milho, soja, girassol: melhoramento ambiental não atua, apenas
melhoramento genético.
✓ Vírus do mosaico (mamoeiro) e fungo da vassoura de bruxa (cacau):
melhoramento genético impossível até o momento, implicando em manejo
ambiental como única alternativa.
Importância do melhoramento genético
▪ Maior Produtividade;
Fumo
Fig. 10. Fonte: http://f.i.uol.com.br/folha/mercado/images/122092007.jpeg
Milho Híbrido
Fig. 11. Fonte: http://www.portaldoagronegocio.com.br/arquivos/n_primeira_embrapa_1030053015.jpg
Importância do melhoramento genético
▪ PRODUTIVIDADE DE MILHO NOS EUA
* 1 bushel/acre = 62,8 kg/ha
▪ Produtos de Alta Qualidade;
Beterraba
Fig. 12. Fonte: escoladieta.blogspot.com
Cana-de-açúcar
Fig. 13. Fonte: agrovalor.com.br
▪ Facilitar a Colheita Mecânica;
Soja
Fig. 14. Fonte: blogdocaminhoneiro.com
▪ Produção em Áreas Desfavoráveis;
Macieira Fig. 17. Fonte: infoescola.com
Videira
Fig. 18. Fonte: blogclaudioandrade.blogspot.com
▪ Resistência às doenças e a insetos-praga.
Fig. 19. Fonte: cifeijao.com.br
Ferrugem no Feijoeiro
Fig. 20. Fonte: castrolanda.coop.br
Lagarta-da-espiga no milho
O Melhoramento Genético no Século XXI
Maior 
Produtividade
Maior 
Produtividade
▪ Variedades Baratas;
▪ Sem exigência de Insumos;
▪ Alta Produtividade;
▪ Qualidade Ambiental.
Cenário atual
▪ Ásia, África e América Latina: 
grande desafio  aumentar 
a produção de alimentos.
Produtividade potencial
0
5
10
15
20
25
arroz milho trigo sorgo soja
potencial
atual
Principais causas de perda na agricultura
SECA  40,8%
EXCESSO DE CHUVAS  18,2%
FRIO  13,8%
GRANIZO  11,3%
Bancos de Germoplasma e Centros de 
Diversidade das Plantas Cultivadas
Germoplasma:
✓ Conjunto de genótipos compreendendo raças, cultivares
antigos e novos, materiais não cultivados, coletas, etc,
abrangendo a biodiversidade genética de uma espécie ou
gênero.
Bancos de Germoplasma
✓ Locais onde são guardadas raças, cultivares antigos,
de diversas espécies vegetais que poderão ser
utilizadas.
Bancos de Germoplasma
✓ Agricultura atual: substituição de cultivares locais por cultivares
melhorados, causando aumento da homogeneidade de genótipos
(poucos cultivares empregados). Como consequência, aumento da
vulnerabilidade (suscetibilidade) a novas pragas e doenças.
✓ Exemplo: Milho – diminuição da variabilidade genética, ou seja, do
número de cultivares com genótipos diferentes.
Centros de Diversidade das Plantas Cultivadas
▪ Locais onde existe maior variabilidade (tipos diferentes) são
chamados de centros de diversidade das espécies, sendo portanto os
locais em que as coletas para os bancos de germoplasma devem ser
efetuadas.
Problemas na manutenção de coletas:
1. Espécies anuais com sementes;
2. Espécies perenes;
3. Ocorrência de pragas e doenças;
4. Número de sementes ou partes vegetativas que devem ser
coletadas e mantidas.
DEMANDAS ATUAIS NA 
AGRICULTURA
Demandas atuais na agricultura 
Preocupação da sociedade com as 
questões ambientais: água
▪ 986,4 mil litros por segundo (69% do 
total)
Incorporação de novas áreas de 
cultivo
Demandas atuais na agricultura 
Fontes alternativas de energia Nutrição
▪ Qualidade nutricional: a preocupação 
mundial é com a fome e a obesidade 
(FAO);
▪ Embrapa/MAPA: Feijão, mandioca, 
batata-doce e outras cultivares 
biofortificados www.biofort.com.br
▪ Alimentos funcionais:
“ A cultivar perfeita nunca foi obtida. As cultivares de sucesso são 
meramente menos imperfeitas do que as pré-existentes”
(Simmonds e Smart, 1999).
Melhoramento genético x Agricultura atual
Como se faz melhoramento genético?