Cap 4 - Banco de germoplasma (2)

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Banco de Germoplasma
Com o advento de novas técnicas agrícolas, especialmente nos países
mais desenvolvidos, vem ocorrendo a substituição gradual de antigas cultivares
por outras geralmente de base genética mais estreita, porém mais produtivas e
portadoras de certas características superiores que as credenciam à aceitação
pelos agricultores. Este fato pode ser considerado normal, quando se verifica a
necessidade de maior produtividade para atender às necessidades de uma
população mundial sempre crescente e a certas exigências das indústrias
processadoras de produtos agrícolas.
Apesar dessas justificativas é preciso lembrar que o melhoramento de
plantas é um processo contínuo e que se deve reconhecer que, muitas vezes,
tem-se que recorrer a antigas variedades ou a populações primitivas, em busca
de genes específicos para utilização, em determinadas circunstâncias. A extinção
desses materiais cultivados ou existentes nos centros de diversidade, conhecida
como erosão genética , é altamente preocupante, por implicar na perda de
genes valiosos que podem ser de importância em futuros programas de
melhoramento genético. Exemplos típicos são variedades ou espécies selvagens
portadoras de genes que conferem resistência às doenças, muitas dessas
extremamente graves.
Para solucionar esses problemas tornou-se necessária a formação de
coleções de germoplasma contendo o maior número possível de componentes
genéticos, como variedades, linhagens, clones, ou seja, com a maior
variabilidade possível. Tais coleções recebem, genericamente, a denominação
de Bancos de Germoplasma. O milho é um exemplo típico. A obtenção de
cultivares melhoradas de milho, especialmente híbridos, relegou por muito tempo
as antigas variedades indígenas a segundo plano, no Brasil e em outros países
da América Tropical, como o México e o Peru, onde eram cultivadas por
civilizações antigas, como os maias, astecas e incas. Esses dois últimos países
são, coincidentemente, reconhecidos como Centros de Origem ou Diversidade
Primário e Secundário, respectivamente, desse cereal.
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Melhoramento Genético de Plantas: Princípios e Procedimentos
Quase sempre é praticamente impossível uma mesma instituição manter
uma coleção completa, ou seja, com todos os materiais genéticos existentes, a
nível mundial, de uma determinada cultura. Assim, geralmente recorre-se ao
intercâmbio de material genético entre órgãos de pesquisa e/ou ensino em
Ciências Agrárias que trabalham com as mesmas espécies e que, às vezes,
colecionam também espécies afins.
4.1. FORMAS DE MANUTENÇÃO E CONTROLE
Os bancos de germoplasma são compostos ou mantidos de formas variáveis,
em função das espécies com que se trabalha, suas características específicas e
também com os recursos humanos e físicos disponíveis. Para certas culturas,
como a mandioca, de propagação vegetativa, é comum a instalação de grandes
coleções em campo, do maior número de clones conhecidos ou de material in
vitro , em âmbito regional, interestadual, ou mesmo internacional. Os melhoristas
podem indicar alguns deles diretamente para plantio, como é o caso de certas
introduções ou utilizá-los em programas de cruzamentos visando a obtenção de
novos genótipos que combinem características existentes nos progenitores. Um
exemplo é a utilização de materiais resistentes à bacteriose da mandioca, moléstia
causada pela bactéria Xanthomonas campestris pv. manihots (Berthet & Bondar).
Também se colecionam sementes botânicas de mandioca em câmaras com
controle ambiente de temperatura e umidade atmosférica. Tais sementes são
produtos, geralmente, de hibridações controladas ou policruzamentos, envolvendo
variedades melhoradas.
O armazenamento de sementes nessas condições é utilizado para quase
todas as culturas que produzem grãos. O armazenamento em recipientes a
vácuo sob temperatura de 2 a 5oC e umidade relativa de 4 a 7% possibilita a
manutenção do poder germinativo por vários anos. Por isso, a intervalos de
alguns anos, é recomendável realizar-se o plantio para renovação do material
reprodutivo. Durante essa multiplicação periódica devem ser tomados cuidados
em função do sistema reprodutivo da espécie, com vistas ao isolamento dos
campos em termos de locais e épocas. A distribuição de grande quantidade de
tipos ou variedades, no campo, é um trabalho que exige muito cuidado,
especialmente na identificação e manutenção da identidade genética. Isto se
aplica, especialmente, às plantas alógamas, como o milho, para as quais são
necessárias técnicas especiais de proteção de inflorescências. É comum a
multiplicação escalonada.
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Banco de Germoplasma
A principal finalidade da manutenção ou preservação de um banco de
germoplasma é proteger a variabilidade evitando a erosão genética e
disponibilizar o material para o melhorista. Com o aumento acentuado no número
de entradas há dificuldades no manuseio do material, elevando-se o custo de
sua manutenção. Uma alternativa, em alguns casos, é a mistura de tipos
semelhantes quando o número de entradas é elevado e proveniente da coleta
de variedades em uso por agricultores de uma dada região. O interesse, nesse
caso, é manter uma amostra dos alelos para os vários genes presentes no
material em questão.
Culturas perenes como o cafeeiro, fruteiras e essências florestais,
normalmente são mantidas em coleções vivas em condições de campo. Para
outras espécies adota-se a técnica de cultivo in vitro , especialmente através
da cultura de tecidos, mais comumente cultura de meristemas, que tem ainda a
vantagem de limpeza de viroses e outras doenças. Essa técnica é hoje bastante
empregada no intercâmbio internacional de material genético.
O controle dos bancos de germoplasma, até recentemente, era realizado
utilizando-se fichários descritivos, contendo anotações das características
principais dos itens, ou acessos, que compõem a coleção. Atualmente, utiliza-
se sistema informatizado, que contém as informações desejáveis a respeito de
todos os acessos, facilitando a identificação do material disponível. Assim, a
qualquer momento, os melhoristas têm em mãos informações importantes,
especialmente quando se tratam de Instituições que mantêm coleções muito
grandes. Essas instituições mantêm milhares de componentes genéticos e,
evidentemente, a caracterização de cada um deles é impossível de ser
memorizada pelos melhoristas. As descrições são aquelas de natureza botânico-
agronômica que identificam seguramente as variedades e, até mesmo, espécies
afins colecionadas juntamente.
4.2. CENTROS DE IMPORTÂNCIA PARA INTERCÂMBIO DE
 GERMOPLASMA
Centros de diversidade são locais onde se podem encontrar materiais
com possibilidade de utilização em programas de melhoramento de plantas,
por serem ricos em termos de variação genética, apesar de que alguns deles
não se encontram mais atualmente nas condições em que foram descobertos.
O desenvolvimento de populações humanas, até mesmo a urbanização ocorrida
em algumas dessas áreas geográficas, contribuíram muito para essa situação.
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Melhoramento Genético de Plantas: Princípios e Procedimentos
Muitas instituições de pesquisa em melhoramento têm recorrido a esses
locais visando a coleta e preservação de materiais aí existentes para uso em
seus programas e ampliação da variabilidade dos bancos de germoplasmas.
Como exemplo, sabe-se que o Serviço de Introdução de Plantas dos Estados
Unidos enviou pesquisadores à Etiópia, um dos centros de origem do trigo, à
procura de formas resistentes à virulenta raça 15B do fungo Puccinia graminis
Pers. f. sp. tritici Eriks. & Henn, causador da ferrugem do colmo do trigo.
Germoplasma resistente a doenças do tomateiro pode ser encontrado no Peru.
Na América Latina, especialmente no México e América Central, existem antigas
variedades indígenas de milho, que evoluíram através de milhares de anos sob
domesticação, que têm sido utilizadas como fontes de alelos no melhoramento
dessa cultura.
Governos de muitos países se preocupam com o assunto. O Grupo
Consultivo para a InvestigaçãoAgrícola Internacional (Consultive Group on
International Agricultural Research - CGIAR) é o órgão que coordena a atuação
de várias instituições no mundo voltadas para a preservação de germoplasmas,
especialmente os centros internacionais de pesquisa que trabalham em
programas com diferentes espécies. A seguir, citam-se institutos ou centros
que fazem parte dessa rede internacional, encarregados de gerar tecnologia
agrícola para vários países ou continentes e que possuem coleções vivas de
materiais genéticos ou bancos de germoplasma, além de realizarem intercâmbio
com diversos outros órgãos. Os centros internacionais de pesquisas localizam-
se, em sua maioria, em países em desenvolvimento, em decorrência da
finalidade com que foram criados, normalmente para promover desenvolvimento
sócio-econômico na região. São eles, entre outros:
- CIAT - Centro Internacional de Agricultura Tropical, sediado em Cali,
Colômbia, com programas de arroz, feijão, mandioca e forrageiras
tropicais.
- CIP - Centro Internacional de La Papa, no Peru. Dedica-se ao
melhoramento de batata.
- CIMMYT - Centro Internacional de Mejoramiento de Maiz Y Trigo, sediado
no México (milho e trigo).
- IRRI - International Rice Research Institute. Localizado nas Filipinas,
dedica-se ao melhoramento de arroz.
- IITA - International Institute of Tropical Agriculture. Sediado em Ibadan,
Nigéria, trabalha com alguns produtos agrícolas consumidos pelos
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Banco de Germoplasma
africanos de modo geral. Dedica-se a pesquisas com mandioca, milho,
arroz, batata, inhame e leguminosas comestíveis.
- IICA - Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura, em
Turrialba, Costa Rica.
- NATIONAL INSTITUTE OF AGRICULTURAL SCIENCES - Universidade
de Kyoto - Japão.
- INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES AGRICOLAS - México.
- AGRICULTURAL RESEARCH SERVICE - Departamento de Agricultura
dos Estados Unidos.
- VIR - Vavilov All - Union Institute of Plant Industry -Rússia.
Em Wageningen, Holanda, há um programa de recursos genéticos mantido
pelos órgãos Foundation for Agricultural Plant Breeding e Governement
Institute for Research on Varieties of Cultivated Plants . Na Suécia encontra-se
um banco de genes escandinavo coordenado pela Swedish Seed Testing and
Certification Station .
No Brasil, várias instituições se responsabilizam pela manutenção de
coleções de germoplasma de diferentes espécies. A EMBRAPA e empresas de
pesquisas estaduais mantêm coleções específicas. Por exemplo, no caso do
milho, o Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo (CNPMS/EMBRAPA),
em Sete Lagoas-MG, e o Instituto de Genética da ESALQ, em Piracicaba-SP;
para a soja, o Centro Nacional de Pesquisa de Soja (CNPSo/EMBRAPA), em
Londrina-PR; para o cacau, a Comissão Executiva do Plano da Lavoura
Cacaueira CEPLAC, mantém na Bahia o maior banco ativo de germoplama
da espécie no mundo, com 21000 acessos; para arroz e feijão, o Centro Nacional
de Pesquisa de Arroz e Feijão (CNPAF/EMBRAPA), em Goiânia-GO e outros. O
Instituto Agronômico de Campinas (IAC) mantém bancos de germoplasma de
café, mandioca, arroz e outras culturas. Pesquisadores desse Instituto também
estiveram na Etiópia, realizando coleta de formas selvagens de café. Vários
outros órgãos, públicos principalmente, inclusive Instituições de ensino, cuidam
também da manutenção de germoplasmas de diferentes espécies, como por
exemplo, a Universidade Federal de Viçosa, com as culturas de feijão, soja e
diversas hortaliças.
Existem centros que desenvolvem trabalhos a nível nacional, como os
centros de pesquisas da EMBRAPA, no Brasil e o ICA (Instituto Colombiano
Agropecuário).
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Melhoramento Genético de Plantas: Princípios e Procedimentos
4.3. FONTES DE GERMOPLASMA
Na Figura 4.1. são apresentados os diferentes tipos de fontes ou formas
de germoplasma de uma cultura, de acordo com a classificação de Sneep e
Hendriksen (1979): 
1. Cultivares modernas elites ou cultivares altamente produtivas.
 2. Principais cultivares comerciais. 
3. Tipos específicos para determinados propósitos. 
4. Tipos obsoletos. 
5. Estoques ( stocks ) para melhoramento (germoplasma elite). 
6. Mutantes, testadores genéticos, poliplóides e aneuplóides. 
7. Raças regionais ( land races ) - tipos primitivos ou não testados. 
8. Fontes usuais de variabilidade citoplasmática. 
9. Weed races (formas selvagens daninhas ou competidoras).
10. Espécies selvagens.
11. Híbridos artificiais interespecíficos ou intergenéricos.
12. Gêneros relacionados.
CENTRO DE DIVERSIDADE
Cultivares primitivas de "cultigens"(*)
Híbridos naturais entre "cultigens" e
espécies selvagens relacionadas
Espécies selvagens e raças 
Gêneros relacionados
PROGRAMAS DE MELHORAMENTO
Linhas puras de cultivares de agricultores 
Cultivares híbridas elites ou híbridos F1
Linhagens
Material estoque ("stock")
Poliplóides
Aneuplóides
Híbridos interespecíficos e intergenéticos
Compostos ou sintéticos
CENTRO DE CULTIVO
Tipos comerciais
Cultivares obsoletas
Cultivares inferiores
Tipos para determinados 
propósitos.
RESERVATÓRIO DE GENES 
(*) Cultigen - Termo da língua inglesa para designar um organismo cultivado de uma
variedade ou espécie para a qual não se conhece um ancestral
selvagem (segundo Webster s Thirdy New Internacional Dictionary).
FIGURA 4.1. Espectro total de germoplasma em espécies cultivadas ( cultigens ) e
suas fontes (Sneep e Hendriksen, 1979).
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