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Tecnologia e Produção de sementes Profa. Dra. Lucilene Silva de Oliveira luagroufv@gmail.com Objetivos Compreender os fatores comuns e básicos da tecnologia e produção sementes, referente desde a formação até a germinação, para obtenção de sementes de alta qualidade. Método de avaliação 2 (duas) avaliações teóricas no semestre=> 25% 1 (uma) avaliação transdisciplinar => 10% teste (s) com data a ser discutida => 20% Listas de exercícios Trabalho => 20% Datas das avaliações 1° avaliação bimestral: 10/10 Avaliação multidisciplinar: 25/10 2° avaliação bimestral: 05/12 15, 17 e 18/12: Avaliação substitutiva e vista de avaliação Produção e comercialização de semente no Brasil Fonte: Seednews Produção e comercialização de semente no Brasil F o n te s : 1 S IG E F /M A P A 2 0 1 8 2 C O N A B 3 A B R A S E M Fontes: 1 SIGEF/MAPA 2018 2 CONAB 3 ABRASEM Produção e comercialização de semente em Goiás • O que significa TUS? Produção e comercialização de semente no Brasil Algodão 57% Feijão 20 % Soja 71% Milho 92% Trigo 75% Sementes piratas Sementes salvas Royaties (direitos autorais) Qualidade de sementes Lançamento de novas cultivares Venda de sementes RoyaltiesLicenciamento Pesquisa Geração de Tecnologia Produtor de Sementes Multiplicação de Tecnologia Produção agrícola Demanda Tecnologia Uso das Tecnologias Benefícios Compra de sementes Sustentabilidade do Setor Produção e comercialização de semente no Brasil Obtentor de Biotecnologia Proprietário do evento biotecnológico (trait) com direito a patente. Obtentor de Germoplasma Proprietário do banco de germoplasma (cultivares) protegidos pela lei de cultivares . Produtor Usuário final do produto = Consumidor. . Canais de Distribuição Intermediário de vendas como revendas e pools de compra. . Multiplicador de Sementes Autorizado a multiplicar e comercializar as sementes. Pode ser produtor, ter cooperados ou ser obtentor de germoplasma Mercado de sementes Produção e comercialização de semente no Brasil Comercialização de sementes Licenciada • um Obtentor de Germoplasma licencia um multiplicador de sementes para multiplicar e comercializar as suas cultivares Verticalizada • a mesma empresa avança na cadeia de sementes, sendo “dona” do germoplasmae responsável pela multiplicação e comercialização. Também há casos onde a mesma empresa é “dona” do trait biotecnológico e atua no mercado de agroquímicos Própria • o produtor guarda sua semente para uso na safra subsequente. Neste caso ele está protegido pela Lei de Proteção de Cultivares, mas precisa ter registro no MAPA e não pode oferecer em nenhum caso a outro produtor Produção e comercialização de semente no Brasil Aumenta o custo de produção, exigindo mais entradas de defensivos na lavoura, mais manejo e mão de obra Contribui para a redução da Resistência da planta a doenças e pragas Reduz o incentivo à pesquisa, prejudicando o desenvolvimento de novas tecnologias e cultivares Produção e comercialização de semente no Brasil Ex: decompondo o preço da semente de soja Semente Intacta Semente RR e convencional Fonte: Imea, 2015 Produção e comercialização de semente no Brasil Ex: soluções criadas pelo melhoramento genético . Produção e comercialização de semente no Brasil Riscos para o Obtentor de Germoplasma Riscos para o Multiplicador de Sementes Riscos para o Agricultor em Salvar Sementes Semente Salva Legal. Semente Salva Ilegal ou Pirata. Restrição para captura de valor em característica alcançada por Melhoramento Genético (ex.: Inox e Ampla Resistência a Nematoides). Insegurança jurídica (Lei de Patente X Lei de Proteção de Cultivares) Necessidade de visão a longo prazo com altos investimentos, pois não há como saber quais tecnologias serão adotadas daqui a 10 anos. Complexidade de fazer Melhoramento Genético de diversos traits concomitantes. Manter a pureza genética em trabalhos com diversos traits. Alto custo com reagentes, ferramentas de biotecnologia, descartes, entre outros. Valor da biotecnologia impactando na formação do preço da semente Riscos para o Obtentor de Germoplasma Semente Salva Legal; Semente Salva Ilegal ou Pirata. Plantio tardio para alcançar maior qualidade de semente e consequente maior exposição à problemas. Alto custo de produção com maior controle de pragas e doenças visando a qualidade da semente. Plantio de cultivares que não se adaptam à região produtora de semente, com objetivo de atender o mercado de outras regiões. Risco de perda de qualidade em armazenagem e transporte. Rígido controle de qualidade e risco de reclamações e indenizações. Alto custo com sementes em estoque, com Desenvolvimento de Mercado, Marketing, Comercial, Laboratórios e ferramentas de controle de qualidade Necessidade de programar o mix de cultivares a ser oferecido ao mercado com dois anos de antecedência. • Risco de inadimplência. Riscos para o Obtentor de Multiplicador Aquisição de sementes sem garantia de qualidade. Proliferação de pragas e doenças. Baixa produtividade. Risco de contaminação entre biotecnologias disponíveis no mercado. Baixo incentivo para empresas obtentoras continuarem investindo e lançando soluções. Riscos para o Agricultor em Salvar Sementes • No Brasil => principal cultura em extensão de área e volume produção > 31 milhões de hectares TUS de 71% (2014/2015) 22 milhões de hectares Produção e comercialização de semente de soja Densidade de semeadura de 0,06 t/ha 1,2 milhão de t/ano 1 milhão de hectares 400 produtores de sementes semente participa com 7,35% Produção e comercialização de semente de soja □ Taxa de uso de sementenos estados brasileiros Produção e comercialização de semente de soja Importância das sementes O mais importante insumo agrícola: Conduz o campo as características genéticas determinantes do desempenho do cultivar • Responsável ou contribui decisivamente para o estabelecimento do estande desejado, fornecendo a base para a produção rentável Importância das sementes Grãos Sementes Importância das sementes Semente X Grãos Material utilizado para a multiplicação de plantas Estrutura colhida para comercialização Importância das sementes Meio de sobrevivência para a espécie Como mecanismo de perpetuação da espécie Produção de alimentos e matérias-primas essenciais Multiplicação de plantas Melhoramento genético Importância das sementes Problemas causados pelas sementes: • Presença de plantas daninhas • Eficientes meios de transportes de patógenos e pragas • Transmissão de doenças Mecanismo de dispersão e dormência - controle de plantas daninhas + sobrevivência e dispersão Importância das sementes Como insumo agrícola: As sementes colocam à disposição do agricultor os avanços da genética vegetal; Tecnologia de produção + melhoramento genético Grande parte das culturas explorada economicamente são multiplicadas via sexuada Formação das sementes Imagem: sobiologia Propagação de plantas Partes vegetativas (propágulo), células e tecidos da planta, com capacidade de regeneração Propagação vegetativa Vegetativa (propágulo) Artificial Natural Apomixia (semente“assexuadas”) Fo to :C EP LA C Propagação vegetativa Apomixia Agamospermia Produção de sementes, em que ocorre a substituição da divisão reducional (meiótica) e/ou fertilização Viviparidade Produção de gemas vegetativas ou bulbilhos, em vez de flores, nas inflorescências. Estruturas da Agave sisalana Apomixia Embriogenia adventícia Gametofítica Aposporia Diplosporia Agamospermia Propagação vegetativa Poliembrionia Fo to : R o se to , C .J . Relações com multiplicação sexuada: • volume de material: manejo e transporte • manejopara instalação da lavoura: mecanização • custo e trabalho para a produção de mudas • armazenamento e época de plantio • variabilidade genética dos descendentes: adaptação ao ambiente e condições desfavoráveis • degenerescência • melhoramento genético tradicional • custo do material em relação ao das sementes; consumo Propagação assexuada x sexuada Tecidos vivos, ainda não diferenciados, que se multiplicam por divisões mitóticas, formando novos tecidos que dão origem a partes específicas da planta. São sinônimos de tecidos embrionários e constituem primórdios vegetativos (raiz, caule, folhas) ou reprodutivos (órgãos florais) Formação da semente Definição: oReino vegetal : 350.000 espécies descritas 250.000 multiplicadas por sementes oReprodução: transição da fase vegetativa para a reprodutiva alteração na atividade de gemas: percepção de estímulos o Florescimento início da fase do ciclo de vida vegetal que culmina com a formação da semente Formação das sementes Formação da semente Florescimento Indução floral: Alteração fisiológica que permite o desenvolvimento de primórdios reprodutivos, sob o estímulo de fatores ambientais específicos. o Água o Fotoperíodo o Agentes químicos: fitohormônios o Temperatura: unidades térmicas, temperaturas amenas, vernalização Formação da semente Formação da semente Formação da semente Órgãos Florais Formação da semente Polinização Autopolinização: citros, alface, tomate, quiabo, fumo, soja, berinjela, arroz, trigo, algodão, amendoim, feijão, cevada, ervilha, pimentão ... Polinização cruzada: milho, centeio, crotalária, sorgo, cebola, repolho (brássicas), mamona, maracujá, cenoura, cucurbitáceas, girassol, milheto, alfafa, maçã, manga, mamão, pera, pecã, espinafre, pimentão, berinjela... água Características morfológicas ou genéticas: Heterostilia Monóica e Dióica Dicogamia: Protandria (milho, cenoura, cebola, pecã, girassol) Protoginia (manga, milheto, couve-flor, magnolia, prímula) Autoincompatibilidade ou autoesterilidade (repolho, crotalaria, maracujá, girassol, rabanete, centeio, pimentão, laranja, macieira) Formação da semente Limitações para autopolinização Formação da semente Limitações para autopolinização: Heterostilia Pimentão: variações nas posições do estigma e das anteras afetam a intensidade de ocorrência da polinização cruzada Foto: instructables.com Formação da semente Li m it aç õ e s p ar a au to p o lin iz aç ão : H et e ro st ili a Formação da semente Limitações para autopolinização: Protandria eProtoginia Magnólia Formação da semente Limitações para autopolinização: autoincompatibilidade os tubos polínicos só irão crescer e só irá ocorrer fecundação se o alelo presente no grão de pólen não estiver presente no tecido diplóide do estilete. a especificidade do pólen é determinada pelo genótipo diplóide do esporofíto, isto é, da planta mãe Sistema gametofítica Sistema esporofítica 1 3 1 3 3 4 • macho esterilidade: é a incapacidade de uma planta em produzir pólen funcional Formação da semente Limitações para autopolinização: autoincompatibilidade Conhecendo-se o tipo e os agentes de polinização de uma espécie, podem-se estabelecer a base de produção de semente Garantir produtividade e preservar a pureza genética Formação da semente Importância da polinização Isolamento de campos de produção, predominância de ventos, defasagem de semeadura entre as linhas macho e fêmea para a produção de híbridos, proporção entre n° necessário de linhas masculinas e femininas para estabelecimento de campos... Campo de produção de semente de milho branco, no município de Nova Fátima, norte do Estado. Foto: SETI Formação da semente Fecundação: germinação do tubo polínico Turgor celular, concentração de Boro, gradiente de [Ca] liberação de enzimas pelo estilete Formação da semente antípodas sinérgides Núcleos polares oosfera Tubo polínico Mitose (formação dos núcleos espermáticos) Formação da semente Fecundação 1. Singamia: núcleo espermático (n) + oosfera (n) = ZIGOTO (2n) EMBRIÃO características genéticas do novo indivíduo são transmitidas através de genes localizados nos cromossomos dos gametas Formação da semente Fecundação núcleo espermático (n) + oosfera (n) = ZIGOTO (2n) EMBRIÃO Formação da semente Fecundação 2. Fusão tripla: núcleo reprodutivo (n) + núcleos polares (2n) NÚCLEO DO ENDOSPERMA (3n) ENDOSPERMA (?) Formação da semente Função de nutrir o embrião para seu desenvolvimento, proteção do embrião e também fonte de reservas para germinação em algumas sementes Formação da semente Dupla fecundação Formação da semente Embriogênese Primeira divsão do zigoto e sequência de desenvolvimento do embrião de Arabidopsis Formação da semente Embriogênese Formação da semente Embriogênese Suspensor => fornecer sustentação ao embrião, sob o ponto de vista físicos e nutricional , além de colaborar em mecanismos que regulam a embriogênese integumentos do óvulo secundina tegma primina testa Formação da semente Tegumento da semente Manter unidas as partes das sementes; Proteção contra choques e abrasões; Barreira a entrada de insetos e de microorganismos; Regular a velocidade de hidratação; Regular a intensidade e a velocidade das trocas gasosas; Regular a germinação Promover a dispersão Formação da semente Tegumento da semente Funções: • Partes do embrião - Radícula: raiz rudimentar do embrião - Hipocótilo: região de transição vascular entre raiz e caule - Cotilédone(s): Dicotiledôneas => armazenamento de reservas ou folhas embrionárias Monocotiledôneas =>proteção ao eixo embrionário e transferência de reservas do endosperma para o embrião - Plúmula: massa de células meristemáticas => gema apical - Mesocótilo: primeiro nó do epicótilo - Epicótilo: presente na plúmula, em forma meristemática ou desenvolvido e identificável - Coleorriza, coleoptilo, epiblasto, raízes seminais (nó cotiledonar) Formação da semente Embriogênese FIGURA: Origem das estruturas da planta Fonte: Adaptado de Debouck & Idalgo (1985). Formação da semente FIGURA: Seção longitudinal das sementes de algumas monocotiledôneas, mostrando suas estruturas. Fonte: Carvalho & Nakagawa (2000). Formação da semente Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Tecido de reserva: endosperma cotilédones perisperma As sementes são classificadas: amiláceas: principal produto de reserva e amido. Ex: arroz, milho, trigo. aleuro-amiláceas: armazena proteínas e amido. Ex: feijão, caupi, ervilha. oleaginosas: principal produto de reserva são os lipídios. Ex: girassol, mamona, amendoim, soja. aleuro-oleaginosas: armazenam proteínas e lipídios. Ex: soja. córneas: principal produto de reserva são a celulose e hemi-celulose. Ex: coco, caqui. Estrutura das sementes Estrutura das sementes Estrutura das sementes Bibliografia CARVALHO, N. M.; NAKAGAWA, J. Sementes: Ciência, Tecnologia e Produção. 4. ed. revisada e ampliada. Jaboticabal: FUNEP, 2000. 588 p. MARCOS FILHO, J. Fisiologia de Sementes de Plantas Cultivadas. Piracicaba: Fealq, v.12, 2005. 495 p. MARCOS FILHO, J. Formação de Sementes. USP/Esalq. Disponível em: http://www.esalq.usp.br/departamentos/lpv/sites/default/files/Forma%C3%A7%C3%A3o %20PG%20pdf%202016.pdf Acesso em: 02/02/2018 CICERO, S.M. Formação de sementes. Preço de Sementes Por Francisco Soares. Audiência Pública Comissão de Agricultura, Pecuária, Abastecimento e Desenvolvimento Rural Brasília 14/10/2015 https://www2.camara.leg.br/atividade-legislativa/comissoes/comissoes- permanentes/capadr/audiencias-publicas/audiencias-publicas-2015/audiencia-publica- 14-de-outubro-de-2015-tmg http://www.abrasem.com.br/wp- content/uploads/2019/04/Arte_Anuario2018_COMPLETO_WEB.pdfhttp://www.esalq.usp.br/departamentos/lpv/sites/default/files/Forma%C3%A7%C3%A3o PG pdf 2016.pdf https://www2.camara.leg.br/atividade-legislativa/comissoes/comissoes-permanentes/capadr/audiencias-publicas/audiencias-publicas-2015/audiencia-publica-14-de-outubro-de-2015-tmg http://www.abrasem.com.br/wp-content/uploads/2019/04/Arte_Anuario2018_COMPLETO_WEB.pdf Germinação
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