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“O estresse ambiental, especialmente, a salinidade, reduz de forma bastante significativa os rendimentos das lavouras, restringindo áreas de plantio, onde espécies comercialmente importantes poderiam ser cultivadas. As implicações disto são enormes, uma vez que toda sociedade é afetada direta ou indiretamente pelo aumento no preço dos alimentos, com instabilidade no mercado financeiro e desemprego. Uma solução para este problema é, sem dúvida alguma, o melhoramento genético de plantas para condições ambientais adversas, a exemplo da salinidade”.
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- UESB -
“MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL”
[- RESISTÊNCIA À “SALINIDADE” -] “CROP PLANT RESISTANCE TO SALINITY”
Prof. Dr. Cláudio Lúcio Fernandes Amaral
Vitória da Conquista - BA, Brasil.
(2013)
[Os geneticistas vegetais têm alcançado considerável progresso ao melhorarem as espécies cultivadas para crescerem, desenvolverem e produzirem sob condições ambientais estressantes, como salinidade (SALINIDADE). Assim, ganhos foram rapidamente conseguidos para umas e, lentamente, para outras.]
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Ficha Catolográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca da UESB
Jandira de Souza Leal Rangel, Bibliotecária CRB 5/1056
Amaral, Cláudio Lúcio Fernandes.
Melhoramento genético vegetal: resistência à salinidade /
Cláudio Lúcio Fernandes Amaral; Vitória da Conquista:
EDUCGEN-PLANTGEN, UESB, 2013.
109p.: il.
1.Genética 2.Fitomelhoramento 3. Plantas 4.Condições
ambientais I. Título
CDD - 576.5
- 3 -
“Todos os direitos reservados. Nenhuma parte
desta publicação pode ser reproduzida sem
autorização do Grupo PLANTGEN/UESB-CNPq. Seu
programa educacional, EDUCGEN, é destinado a
pessoas de todas as idades, sem distinção de nível
econômico, etnia, gênero, religião, deficiência ou
origem.”
“All rights reserved especially (also in
extracts) for translation, reprinting,
reproduction by copying or other technical means.
Educational programs (EDUCGEN) conducted
PLANTGEN/UESB-CNPq serve people of all ages
regardless of socioeconomic level, race, color,
sex, religion, handicap or origin.”
- 4 -
DEDICATÓRIA
A meus avós, Margarida (In Memorian) e José
(In Memorian) e Jovino e Marieta (In Memorian); A
meus pais, Mário e Ângela; A minha esposa, Mirela;
A meus filhos, Mário, Ângela, Cláudio e Maria; A
meus irmãos, Adilson e Sérgio (In Memorian); A meu
sobrinho Artur. Todos, sem exceção, meus eternos
amores.
Dedico !!!
- 5 -
“O estresse ambiental, especialmente, a
salinidade, reduz de forma bastante significativa
os rendimentos das lavouras, restringindo áreas de
plantio, onde espécies comercialmente importantes
poderiam ser cultivadas. As implicações disto são
enormes, uma vez que toda sociedade é afetada
direta ou indiretamente pelo aumento no preço dos
alimentos, com instabilidade no mercado financeiro
e desemprego. Uma solução para este problema é,
sem dúvida alguma, o melhoramento genético de
plantas para condições ambientais adversas, a
exemplo da salinidade”.
- 6 -
REDESIGNING CROPS FOR INCREASED TOLERANCE TO SALINITY STRESS
- 7 -
► MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL PARA RESISTÊNCIA A
FATORES ESTRESSANTES BIÓTICOS E ABIÓTICOS:
INTRODUÇÃO:
O QUE É?
O fitomelhoramento é a área da genética, de
base teórica, mas de natureza aplicada, que visa
modificar os caracteres hereditários das plantas,
objetivando alterá-los, tornando-os úteis aos
seres humanos. O melhoramento genético
fundamenta - se em combinar caracteres desejáveis
que são oriundos de indivíduos promissores, cujas
populações selecionadas são pertencentes a
espécies iguais ou diferentes, para desenvolver
organismos superiores face às necessidades
impostas por mercados exigentes, as quais
alteram-se no tempo e no espaço; o que reflete em
trabalho constante por parte do melhorista e de
toda a sua equipe.
- 8 -
COMO?
Envolve, basicamente, as seguintes etapas,
quais sejam: (a) escolher parentais que darão
origem à população - base, (b) fazer a hibridação
entre eles, (c) proceder com a seleção das
progênies superiores desta população e (d)
executar sua avaliação em um grande número de
ambientes.
- 9 -
ONDE?
Uma das principais dificuldades no
melhoramento genético vegetal para tolerância ou
resistência ao fator estressante pelas plantas é a
diversidade de ambientes, pois este componente
pode ser e é influenciado por outros, interagindo
ou não com eles, os quais muitas vezes são
incontroláveis, ficando difícil de isolá-lo,
contribuindo para a redução dos ganhos genéticos
esperados; sendo que isto afeta a precisão e,
sobretudo, a repetibilidade dos ensaios
experimentais. Assim, tem-se avaliado genótipos em
ambientes estressantes, selecionando aqueles com
rendimento superior aos cultivares de melhor
desempenho nestas condições.
Como alternativa a estratégia de melhoramento
no campo, pode-se praticar a seleção em meio
controlado, nas diferentes fases de crescimento e
desenvolvimento das plantas. Em ambiente sob
controle, há possibilidade de isolar o efeito do
estresse, além de manter constante a intensidade,
freqüência e duração do estresse ao longo das
sucessivas etapas de seleção, o inconveniente é a
impossibilidade da ação da seleção natural para
outros fatores que interagem com os mecanismos de
resistência ao estresse em condições de campo.
- 10 -
Alguns programas de melhoramento priorizam a
seleção em condições extremas de estresse com o
objetivo de melhorar a facilidade de distinção
entre os genótipos tolerantes ou resistentes e os
susceptíves. Entretanto, esta estratégia pode
reduzir a variabilidade genética a ser explorada.
Além disto, a seleção natural nestas condições
pode desfavorecer caracteres relevantes e
favorecer traços indesejáveis, em ambiente de
produção comercial. Alternativamente, pode-se
realizar avaliação dos genótipos em condições de
cultivo sem e com estresse, sendo ainda possível
neste último, a análise em ambientes com níveis
gradativos de estresse.
- 11 -
PARA QUE?
Tendo como objetivo adaptar as espécies às
condições de clima e solo no aproveitamento de
insumos agrícolas, acentuando o valor nutritivo
com a maior produtividade por unidade de área
frente à resistência e / ou tolerância a fatores
ambientais estressantes, principalmente a
salinidade, facilitando a colheita mecanizada, o
transporte, o armazenamento e a distribuição com
as melhores características para o setor
agropecuário e industrial.
- 12 -
PORQUE?
O estresse ambiental, seja ele de natureza
biótica e abiótica, é o principal fator
responsável, direta ou indiretamente, pela atual
distribuição das culturas nas várias regiões do
globo terrestre. O rápido aumento da população
mundial tem exercido enorme pressão pela expansão
das áreas de cultivo e / ou elevação das taxas de
produtividade das culturas agrícolas de forma a
suprir a crescente demanda por alimentos. Com isto
uma parte significativa das lavouras e pastagens é
manejada em condições edafo-climáticas
estressantes. Portanto, diante do que foi exposto,
tem-se que programas de melhoramento genético
vegetal vêm direcionando suas atividades para a
resistência a fatores estressantes bióticos e
abióticos, destacando-se entre eles, a salinidade.
- 13 -
► GENÉTICA BIOMÉTRICA DE PLANTAS: UTILIZAÇÃO DA ANÁLISE DE CRESCIMENTO NO MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL:
Pelo fato de novos cultivares serem lançados a
cada ano, torna-se, portanto, necessário
estudá-los quanto ao seu desempenho produtivo
quando submetidos a diferentes condições
agroclimáticas.
O crescimento vegetativo pode ser mensurado
através de diferentes métodos ou técnicas
fornecendo informações sobre as quantidades de
materiais alocadas nas suas diversas partes, tais
como raízes, caules, folhas, frutos e sementes e,
consequentemente, na planta como um todo.
Cada vez mais, têm-se buscado soluções para os
diversos problemas agronômicos relacionados à
redução de produtividade. Estes têm merecido a
atenção de geneticistas por meio do melhoramento
genético de plantas e, dos fitotecnistas, através
do manejo das práticas culturais, ambos, visando
direta ou indiretamente, o aumento da
produtividade agropecuária, estabilidade da
produção vegetal e qualidade do produto agrícola,
hortícola e silvícola.
- 14 -
A análise de crescimento tem sido usada por
pesquisadores, na tentativa de explicar diferenças
no crescimento de ordem genética ou resultantes de
variações do ambiente, constituindo-se em uma
ferramenta eficiente para a identificação de
materiais promissores.
As respostas fisiológicas das plantas estão
diretamente relacionadas à radiação solar e,
fundamentalmente, à intensidade luminosa, ambas
ligadas ao processo fotossintético, que absorvidas
pelas folhas e, transformadas em energia química,
irão mediar à incorporação e fixação do CO2,
responsável pelo acúmulo de matéria seca no
vegetal e que pode ser quantificada por meio da
análise do crescimento.
O fundamento desta análise baseia-se no fato
de que, praticamente toda a matéria orgânica
acumulada ao longo do crescimento e
desenvolvimento da planta, resulta da atividade
fotossintética. Desta forma, o acúmulo de matéria
seca dos órgãos vegetais pelo incremento em seu
tamanho (volume = largura, comprimento, altura),
quantificados em função do tempo e do espaço, são
utilizados na estimativa de índices fisiológicos
relacionados às diferenças de desempenho entre
cultivares.
- 15 -
Conclui-se que os níveis de tolerância ou
resistência de uma cultura agronômica em
particular podem ser expressos qualitativamente,
pela porcentagem de germinação das sementes, bem
como de sobrevivência das plântulas que cresceram
em meio estressante e, quantitativamente, pela
concentração de biomassa produzida pelas plantas
adultas, comparadas por suas populações, umas com
as outras, nas mesmas condições.
- 16 -
“IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR OS ÍNDICES DE PRODUÇÃO”
A vantagem do uso de índices é que podem ser
comparados dados de experimentos distintos com
ampla variação nas médias deles.
“GERAL”
Estes índices servem como uma ferramenta
eficaz de avaliação da adaptação inter
(Espécies Cultivadas) e intraespecífica
(Variedades) a diferentes condições de cultivo,
uma vez que possibilita identificar diferenças
entre os cultivares, permitindo estabelecer
relações entre as plantas e o ambiente, através da
correlação entre os parâmetros bioquímicos,
fisiológicos e morfológicos nas plantas e, as
propriedades edafo – climáticas, do meio.
- 17 -
“ESPECÍFICO”
O estudo dos índices de produção permite
identificar o componente específico, dentre, os
quais: número, peso e volume dos órgãos vegetais
de importância econômica que estão variando ou não
em função da exposição ao fator estressante, de
acordo com os objetivos do programa de
melhoramento, bem como gerar hipóteses que
permitam aumentar os ganhos em produtividade pelo
uso adequado do método de melhoramento genético
mais propício.
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“A TEORIA”
- 19 -
► DO CAMPO AO LABORATÓRIO: TRANSFERÊNCIA DE GENES
DE RESISTÊNCIA ENTRE ESPÉCIES CULTIVADAS, VIA
(A) - MELHORAMENTO CONVENCIONAL / TRADICIONAL
OU (B) - BIOTECNÓLOGICO:
O papel do melhoramento de plantas para
tolerância ou resistência ao fator estressante,
tanto de natureza biótica, quanto abiótica é
aumentar a produção agrícola à adversidade do
meio.
Se a tolerância é vista como a resistência a
mudança na produtividade com a intensificação do
estresse, a produção sob condições severas depende
não somente da tolerância, mas da máxima
produtividade.
Sendo assim, seleciona-se anteriormente
genótipos para alta produtividade em meio não
estressante e, posteriormente, dentre estes, para
elevada tolerância / resistência em meio
estressante.
Melhora-se para uso eficiente, quando os
fatores estressantes são estimulantes do
crescimento, desenvolvimento e reprodução das
plantas, como por exemplo água (Seca, Alagamento
ou Inundação) e nutrientes (Desequilíbrio
Nutricional: Deficiência ou Toxicidade Mineral).
- 20 -
O genótipo superior é aquele que produz
satisfatoriamente com o mínimo de recurso
disponibilizado (GENÓTIPO EFICIENTE). O genótipo
inferior é aquele que não produz satisfatoriamente
com o mínimo de recurso disponibilizado
(GENÓTIPO INEFICIENTE).
Por outro lado, se são limitantes, melhora-se
para tolerância ou resistência, como por exemplo
Calor, Frio, Salinidade, Metais Pesados, etc.
O genótipo superior é aquele que cresce,
desenvolve e produz em nível economicamente
aceitável, sob condições de alta intensidade do
fator estressante (GENÓTIPO TOLERANTE ou
RESISTENTE?). Resistência ou Tolerância?
A resistência diz respeito à diminuição da
quantidade de danos nas plantas mantidas sob
condições estressantes, enquanto a tolerância,
refere-se ao grau com que elas retomam o
crescimento e desenvolvimento após os danos
causados por fatores abióticos e bióticos. A
resistência reduz a adaptabilidade de
fitopatógenos e pragas, enquanto a tolerância, o
impacto da ação destes na adaptabilidade das
plantas.
- 21 -
A primeira envolve mecanismos biológicos para
evitar, reduzir ou limitar o efeito do fator
estressante sob o crescimento e desenvolvimento
das plantas, bem como na produtividade. A segunda,
aqueles para aliviar os danos provocados pelo
fator estressante nas plantas, sem reduzi-lo,
limitá-lo ou evitá-lo.
O genótipo inferior é aquele que
não cresce, desenvolve e produz
em nível economicamente aceitável, sob condições
de alta intensidade do fator estressante
(GENÓTIPO SUSCEPTÍVEL).
- 22 -
Parte CLÁSSICA:
Melhoramento Convencional / Tradicional:
Screening de Germoplasma Resistente /
Tolerante. Experimento - Teste: Comparação -
Desempenho / Performance Variedades /
Cultivares / Condições Estressantes Meio de
Cultivo / Ambiente Controlado Ciclo de
Seleção Hibridação = Avalição (Campo):
Produtividade / Rendimento + Adaptabilidade e
Estabilidade.
- 23 -
► DURAÇÃO, INTENSIDADE E UNIFORMIDADE DO ESTRESSE:
Duração: Ser tal que coincida com os estádios
críticos de desenvolvimento das plantas,
envolvendo caracteres que possam ser modificados
por melhoramento.
Intensidade: Ser severa o bastante para afetar
os traços importantes de produtividade,
permitindo a diferenciação de germoplasma
resistente de susceptível.
Uniformidade: Ocorrer no tempo e espaço de forma
que a variância genética seja facilmente
observada e o ganho genético possível.
- 24 -
BASE!!!
Princípio da VARIABILIDADE: Os genótipos
respondem distintamente ao
serem expostos aos fatores
estressantes.
Princípio da HERDABILIDADE: As respostas
diferenciadas destes genótipos
são herdadas de uma geração
para outra, ao longo do tempo e
no espaço.
Princípio da SELETIVIDADE: Os genótipos
resistentes podem ser separados
dos susceptíveis por suas
características
diferenciadoras.
- 25 -
“MECANISMO DE RESISTÊNCIA À SALINIDADE”
As plantas desenvolveram diversos mecanismos
para maximizar sua sobrevivência em ambientes
salinos e evitar condições desfavoráveis. Estes
mecanismos são empregados na coordenação de
mudanças no crescimento e desenvolvimento,
resultando em plasticidade fenotípica, otimização
de recursos e capacidade para evitar ou tolerar
condições menos favoráveis.
A tolerância à salinidade, que permite às
plantas sobreviverem a condições adversas de
concentrações salinas, é um fenômeno complexo, com
diferentes mecanismos. Destacando-se:
Exposição: Plantas a Fatores Estressantes
(Estímulos Ambientais Adversos) Percepção
(Reconhecimento do Elicitor pelo Receptor Celular)
Conversão: “Sinais Externos em Internos”
Transdução de Sinais (Mensageiros Primários /
Secundários) Regulação da Expressão Genotípica
Ativação e / ou Inativação de Genes Geração
- 26 -
de Produtos Gênicos Alteração do Perfil
Metabólico Modificação Quali - Quantitativa -
Substâncias Reguladoras de Crescimento: a) -
Quantidade (Produção) + Qualidade (Sensibilidade
dos Pontos de Ação Hormonal) = Ativação /
Inativação Diferencial de Genes Proteínas e /
ou Enzimas Protetoras: a) Alteração
(GENÉTICO – BIOQUÍMICO – FISIOLÓGICAS): Parede e
Membrana Celular + Organelas (Espécies Reativas do
Oxigênio) Estresse Iônico + Osmótico +
Oxidativo Funcionamento da Bomba de Efluxo
(Permitir Transporte Extracelular) e Influxo
(Impedir Transporte Intracelular) de Substâncias
Nocivas Compartimentalização de Agentes Tóxicos
em Organelas / Vacúolos (Ligação a Compostos
Orgânicos = Imobilização) ou Exclusão (Absorção
Seletiva) Ação de Substâncias Neutralizadoras
(Componentes Detoxificantes) ou Reparadoras
(Antioxidantes Enzimáticos ou Não – Enzimáticos)
- 27 -
de Danos / Lesões Celulares (b) Modificação (MORFO
– ANATÔMICAS) Processos Degenerativos: Apoptose
Variação Fenotípica ( Taxa de Crescimento,
Biomassa) Campo - Avaliação do Novo Germoplasma
Seleção – Discriminação (Melhoramento
Convencional / Tradicional): Resistentes x
Susceptíveis e / ou Hibridação: Materiais
Superiores Laboratório - Identificação /
Caracterização (Biotecnologia): Produção de
Transgênicos: Genes de Tolerância
Desenvolvimento Varietal.
- 28 -
“ESTRATÉGIAS DE MELHORAMENTO GENÉTICO DE PLANTAS”
As principais estratégias de melhoramento são:
SELEÇÃO e a HIBRIDAÇÃO.
→ Realizar hibridações e / ou executar seleções
para máxima divergência genética,
HIBRIDAÇÃO: P1 x P2 = F1 (1, 2, 3,...n)
► P1 = Parental 1 (Genótipo “A”),
► P1 = Parental 2 (Genótipo “B”),
► F1 = Híbrido “AB”.
- 29 -
Obs.: Transferência de Genes:
1) - UM GENE OU POUCOS: Introgressão por
Retrocruzamento (Autógamas / Alógamas),
2) - MUITO GENES:
AUTÓGAMAS – (Método Pedigree / Bulk),
ALÓGAMAS - (Técnica Seleção Recorrente).
SELEÇÃO: Melhor Performance / Desempenho
Avaliação: (a) - Fator PRIMÁRIO:
Produtividade + Adaptabilidade +
Estabilidade. (b) - Fator SECUNDÁRIO:
Resistência / Tolerância - Estresse
Ambiental.
- 30 -
→ Expor as progênies a distintos ambientes e
locais de variação dos fatores estressantes
bióticos e abióticos. BASE: Valorizar a ação
da seleção natural sob a variabilidade
genética existente, reforçando-a de forma a
potencializá-la com a seleção artificial.
→ Trazer germoplasma silvestre, semi-domesticado
e /ou domesticado de sítios com condições
adversas pela ação de fatores estressantes
bióticos e abióticos para locais de cultivo.
BASE:
► Genótipos que crescem bem em condições ótimas de
cultivo reduzem drasticamente seu potencial
produtivo sob estresse.
► Genótipos que crescem bem sob estresse podem
maximizar sua produtividade em condições ótimas
de cultivo.
- 31 -
Interação: Genótipo (G) x Ambiente (E).
Obs.: O genótipo ideal seria então aquele com
níveis mínimos de interação G x E, alta
média de produção e desempenho superior na
maioria/em todas as situações.
► Estratégia “X” - Seleção para adaptação a
determinado tipo de
estresse, seguida de
avaliação em múltiplos
ambientes como forma de
identificar genótipos
superiores.
► Estratégia “Y” - Tolerância a múltiplos
estresses: avaliação em
múltiplos ambientes.
- 32 -
→ Não menosprezar o escape como mecanismo de
defesa pela redução da probabilidade de contato
entre as plantas e os fatores estressantes, de
uma ou outra destas formas:
a) - Ao se utilizar materiais adaptados a locais e
épocas de semeadura desfavoráveis a expressão
do estresse biótico ou abiótico
b) - Pela adoção de germoplasma com germinação
acelerada de suas sementes e rápida emissão
de plântulas, evitando períodos mais
prolongados ao estresse e seus efeitos
danosos em fase tão crítica ao crescimento e
desenvolvimento vegetal.
- 33 -
Aumentar - Produtividade do Germoplasma
(Resistente / Tolerante: Fator Estressante):
Aproveitar - Variabilidade Genética do
Material Vegetal.
Deve-se definir a hipótese de nulidade,
selecionar o teste estatístico, escolher o nível
de significância, determinar o tamanho da amostra,
estabelecer a distribuição amostral, inferir a
região de rejeição, realizar o experimento em
campo e/ou laboratório, obter dados, tomar
decisões e extrair conclusões.
Fazer Seleção Simultânea:
Ambiente FAVORÁVEL (Não - Estressante):
► Produtividade,
Ambiente DESFAVORÁVEL (Estressante):
► Resistência / Tolerância.
- 34 -
Nota - A seleção para produtividade em meio
estressante é menos eficiente do que no
não estressante (*PORQUE?), assim deve
selecionar para características
secundárias associadas às primárias sob
condições favoráveis.
*O fator ambiental estressante reduz a variância
genética e herdabilidade para produção devido aos
altos valores do erro experimental encontrados
nestes ambientes, limitando o progresso genético
alcançado via seleção neste meio, fazendo ainda
com que, em geral, genótipos mais adaptados a
condições adversas tenham baixa produtividade
média na ausência do estresse. Esta redução será
tanto maior quanto mais intenso for o estresse,
indicando a importância da escolha de níveis
adequados do fator estressante de forma a permitir
obter erros experimentais dentro de limites
aceitáveis. Assim, deve-se buscar meios de reduzir
o erro experimental como por exemplo aumentando o
tamanho da parcela e o número de repetições.
- 35 -
Parte MODERNA:
Biotecnologia:
Clonagem Gênica - Identificar / Caracterizar:
Gene - Estrutural e Funcional,
Engenharia Genética - Fundir Gene ao Vetor,
Transformação Genética - Transferir Gene para o
DNA / Alvo,
Cultura de Tecidos - Regenerar o Transformante,
Marcadores Genéticos - Separar Transformados de
Não - Transformados.
- 36 -
Transgênicos: A tecnologia transgênica permite a
manipulação genética do
metabolismo vegetal, de modo que
pode - se inibir/bloquear uma
rota metabólica indesejada
(Tecnologia Anti – Senso) ou
estimular/criar outra desejada
(Tecnologia Senso).
a) - Anti – Senso Bloquear, Diminuir,
Restringir: Ação de Genes p / Carreadores
de Elementos Nocivos,
b) - Senso: Estimular, Promover, Incentivar
Genes p / Substâncias Protetoras ou
Fatores Transcripcionais de Componentes
Anti - Estressantes (Ex.: Osmorreguladores
e Antioxidantes).
Seleção: Avaliação: = Melhor Performance /
Desempenho.
- 37 -
Fator Primário: Produtividade + Adaptabilidade +
Estabilidade.
Fator Secundário - Resistência / Tolerância:
Estresse Ambiental.
Mapeamento Genético: QTLs (Buscar: Genes
Candidatos) + Seleção Assistida por Marcadores
Moleculares.
- 38 -
“LANÇAMENTO DE NOVOS CULTIVARES”
a) – Via Melhoramento Tradicional: Seleção C/ ou
S/ Hibridação Avaliação Ensaios
Regionais: TESTE DE DISTINGÜIBILIDADE,
UNIFORMIDADE E ESTABILIDADE + VALOR DE
CULTIVO E USO) / Produção de Sementes.
- 39 -
b) – Via Melhoramento Não – Tradicional:
“Ações”
1 - Extração do Material Genético,
2 - Identificação e Caracterização dos Genes,
3 - Obtenção dos Vetores,
4 - Manipulação dos DNAs,
5 - Inserção do DNA Recombinante nas Células - Alvo,
6 - Regeneração dos Transformantes,
7 - Seleção dos Organismos Geneticamente Modificados,
8 - Análise de Biossegurança dos Produtos
Transgênicos,
9 – Formalização do Novo OGM para a Comissão de
tecnologia Nacional de Biossegurança (CTNBio)
para Autorização de experimentos de Campo,
- 40 -
10 – Realização de Estudos de Impacto Ambiental e de
Segurança Alimentar,
11 – Requerimento de Liberação às Instituições
Oficiais para a Nova Cultivar Transgênica
com a Produção e Comercialização de
Sementes ou Mudas Fiscalizadas pelo
Ministério da Agricultura, Pecuária e
Abastecimento (MAPA).
- 41 -
“TIPOS DE CARACTERES POR MÉTODO DE MELHORAMENTO”
a) - Características MONO / OLIGOGÊNICAS:
Retrocruzamento: Auto e Alógamas.
Para caracteres com alta herdabilidade e com
controle genético aditivo, faz-se seleção com
base no desempenho “per se” de linhagens.
Nota.: Em linhagens, em se tratando de genes
aditivos faz-se seleção em gerações
precoces e, genes não – aditivos, em
gerações avançadas; pois são altamente
homozigotas.
- 42 -
b) - Características POLIGÊNICAS:
Método Genealógico (“Pedigree”) e População
(“Bulk”): Autógamas,
Seleção Recorrente: Alógamas.
Para caracteres com baixa herdabilidade e com
controle genético não - aditivo, faz-se seleção
recorrente ou com base na performance do
híbrido.
► Nota.: Estes são os métodos de melhoramento mais
utilizados, porém há outros também.
- 43 -
“A PRÁTICA”
- 44 -
► MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL PARA RESISTÊNCIA À SALINIDADE:
O estresse ambiental é um dos principais
responsáveis pela redução da produtividade das
culturas agrícolas (Figura 1). Este pode ser de
natureza abiótica ou biótica.
Os fatores estressantes abióticos são: seca,
calor, alagamento/inundação, frio, salinidade,
desequilíbrio nutricional por excassez ou excesso
de nutrientes, metais pesados, etc e, os bióticos,
são: fitopatógenos, pragas e ervas daninhas.
A sobrevivência das plantas sob condições
ambientais estressantes, bem como seu crescimento
e desenvolvimento dependem de mecanismos
adaptativos que as permitem evitar ou tolerar os
efeitos adversos.
Em programas de melhoramento vegetal
procura - se, via seleção, discriminar genótipos
resistentes dos susceptíveis e, por hibridação,
criar novos genótipos desejáveis, ao cruzar
parentais com traços superiores complementares.
Atualmente, considerável progresso tem sido
feito para melhorar plantas para crescerem,
desenvolverem e produzirem sob condições de
- 45 -
salinidade. Ganhos têm sido rapidamente
conseguidos para umas espécies e, lentamente para
outras.
- 46 -
- 47 -
- 48 -
Salinidade: (“SALINITY STRESS”)
Na extensa área geográfica utilizada para o
cultivo, a salinidade pode ocorrer em um ou outro
estádio das plantas ao longo do crescimento e
desenvolvimento vegetal. A redução do rendimento
de diversas culturas, face à ocorrência do déficit
hídrico, tem contribuído para o desequilíbrio da
demanda e da oferta de alimentos em todo o
planeta. A salinidade é um fator de natureza
abiótica e imprevisível e, por isto, os efeitos
negativos de sua ocorrência sobre as espécies
agrícolas são de difícil controle em nível de
manejo, o que torna a tolerância genética das
cultivares extremamente importante para
estabilizar a produtividade de grãos, frutas,
verduras e legumes nas áreas sujeitas pouca
precipitação.
- 49 -
CARACTERÍSTICAS DE INTERESSE AGRONÔMICO DE
SEMENTES GERMINADAS EM LABORATÓRIO E PLÂNTULAS
EMERGIDAS EM CASA DE VEGETAÇÃO.
► Germinação das Sementes com Plântulas Emergidas:
É a retomada do crescimento do embrião, com o
subseqüente rompimento do tegumento pela radícula,
conduzindo a plântulas sadias e vigorosas, sob
condições ambientais favoráveis.
Considerando-se que a germinação representa
uma etapa fundamental e crítica para a
sobrevivência da maioria das plantas, o cientista
busca entender este processo para melhor
controlá-lo, seja interferindo diretamente na sua
ocorrência, seja prevendo o comportamento
germinativo de populações. Esta capacidade de
previsão de um determinado fenômeno biológico
passa pela elaboração de modelos que possibilitem
uma quantificação da resposta do sistema vivo a
flutuações do meio.
O principal problema neste tipo de estudo
decorre exatamente da contínua flutuação de
fatores como a temperatura e água no ambiente
natural, expondo assim as sementes a um amplo
- 50 -
espectro de condições do micro-ambiente. Na busca
de modelos de caráter mais ou menos geral que
tentem explicar a resposta do sistema a tais
flutuações, o pesquisador recorre a ensaios em
condições controladas, mais facilmente tratáveis
do ponto de vista matemático e, portanto,
interpretáveis.
O padrão de distribuição da germinação de
sementes tanto em nível espacial, quanto temporal,
tem um significado adaptativo, mostrando uma
compensação das condições desfavoráveis do meio,
como por exemplo: temperatura, umidade,
luminosidade, etc. O atraso na germinação pode
aumentar a probabilidade das plântulas encontrarem
condições favoráveis em ambiente mutável. O
adianto pode permitir o escape ao ataque de
fitopatógenos e pragas, evitando assim doenças por
bactérias, vírus, fungos ou nematóides e predações
por insetos; o que é bastante interessante ao
melhorista vegetal.
A suspensão ou a reativação do crescimento, em
sincronia com as estações climáticas sugere que
existem sinais do meio que podem ser interpretados
e usados para controlar o metabolismo, tanto no
crescimento, quanto no desenvolvimento vegetal.
Portanto, há uma tendência de que em ambientes
- 51 -
homogêneos, as sementes germinem de forma uniforme
e, nos heterogêneos, de modo desuniforme.
Além da quantidade de sementes que germina ao
longo do tempo, há uma preocupação em expressar
quando a germinação começa, quando termina, quanto
tempo isto dura e quando alcança seu máximo valor
ou seu valor médio, se é uniforme ou sincronizada.
Estas informações podem ser obtidas por meio de
fórmulas que são traduzidas em índices que
expressam a capacidade do vegetal de germinar,
crescer e se desenvolver em plantas sadias e
vigorosas.
- 52 -
Taxa de Germinação:
(“GERMINATION RATE”)
Este índice é um bom parâmetro para avaliar-se
a rapidez de ocupação de uma espécie em um
determinado nicho ou território.
TG (%) = n/N) x 100
● G = Taxa de Germinação,
● N = Número Total* de Sementes,
● n = Número Sementes Germinadas.
* Sementes Germinadas + Não – Germinadas.
Se as taxas de germinação são iguais
pode-se pesquisar: TEMPO E VELOCIDADE DE
GERMINAÇÃO / EMERGÊNCIA.
- 53 -
Velocidade de Germinação das Sementes:
(“GERMINATION VELOCITY INDEX”)
Este índice é um bom parâmetro para avaliar-se
a rapidez de ocupação de uma espécie em um
determinado nicho ou território. Ele é empregado
em trabalhos de pesquisa em laboratório.
IVG = / (MAGUIRE, 1962)
= (N1G1+N2G2+N3G3+ +NnGn) / (G1+G2+G3+...+Gn)]
● IVG = Índice de Velocidade de Germinação
(sementes x dias-1),
● Gi = Número de sementes germinadas no dia de
observação.
● Ni = Número de dias contados da semeadura ao dia
de observação.
IVG VG; IVG VG
Se as velocidades de germinação são iguais
pode-se pesquisar: Velocidade de Emergência.
- 54 -
Velocidade de Emergência:
(“EMERGENCE VELOCITY INDEX”)
Este índice é um bom parâmetro para avaliar-se
a rapidez de ocupação de uma espécie em um
determinado nicho ou território. Ele é utilizado
em trabalhos de pesquisa em casa de vegetação.
IVE = / (MAGUIRE, 1962)
= (N1E1+N2E2+N3E3+ +NnEn) / (E1+E2+E3+...+En)]
● IVE = Índice de Velocidade de Emergência
(plântulas x dias-1),
● Ei = Número de plântulas normais emergidas no
dia de observação.
● Ni = Número de dias contados da semeadura ao dia
de observação.
IVE VG; IVE VG
- 55 -
Correlações
Se IVG for e o T for , IVE será,
independente se TG for ou .
Se IVG for e o T for , IVE será ,
independente se TG for ou .
Se TG =s, IVG =s e T =s, tem que: IVE será ,
se CUG for .
Se TG =s, IVG =s e T =s, tem que: IVE será ,
se CUG for .
Nota: A percentagem de plântulas normais obtidas
nos testes de germinação representa o
máximo que a amostra pode oferecer, uma
vez que o teste é conduzido em condições
ótimas, artificiais e padronizadas para
cada espécie avaliada.
- 56 -
Tempo de Germinação:
(“AVERAGE GERMINATION TIME”)
Este índice é um bom parâmetro para avaliar-se
a rapidez de ocupação de uma espécie em um
determinado nicho ou território.
T = / (EDMOND & DRAPALA, 1958)
= (N1T1+N2T2+N3T3+ +NnTn) / (T1+T2+T3+...+Tn)]
● T = Tempo de Germinação (dias),
● Ti = Número de dias contados da semeadura ao dia
de observação.
● Ni = Número de sementes germinadas no dia de
observação.
TG 5 dias – Sementes de Germinação Rápida,
5 TG 10 – Sementes de Germinação
Intermediária,
TG 10 dias - Sementes de Germinação Lentas.
- 57 -
Se os tempos de germinação são iguais
pode-se pesquisar: COEFICIENTE DE UNIFORMIDADE DE
GERMINAÇÃO.
Coeficiente de Uniformidade de Germinação:
(“COEFFICIENT OF THE UNIFORMITY OF GERMINATION”)
CUG = / 2 Ni (HEYDECKER, 1973)
● CUG = Coeficiente de Uniformidade de Germinação
(sementes x dia-2),
● Ni = Número de sementes germinadas no dia de
observação.
● D = Tempo de germinação (dias).
● Di = Número de dias contados da semeadura ao dia
de observação.
- 58 -
a) - Germinabilidade concentrada no Tempo: ↑ CUG
Uniformidade de Germinação das Sementes.
b) - Germinabilidade espalhada no Tempo: ↓ CUG
Uniformidade de Germinação das Sementes.
- 59 -
Freqüência de Germinação:
(“RELATIVE FREQUENCY OF GERMINATION”)
Fi = Ni / (LABOURIAU & VALADARES, 1976)
● Fi = Freqüência de germinação (%),
● Ni = Número de sementes germinadas em cada dia
de observação.
- 60 -
Índice de Sincronização:
(“SYNCHRONIZATION INDEX”)
Este índice é um bom parâmetro para avaliar-se
a rapidez de ocupação de uma espécie em um
determinado nicho ou território.
E = .log2fi (LABOURIAU & PACHECO, 1978)
● E = Índice de Sincronização (bits),
● Fi = Freqüência de germinação.
Obs.:
↑ E Sincronização (bits),
↓ E Sincronização (bits).
- 61 -
Energia para Germinação:
EG = NPE / NSCG
EG = Energia para germinação,
NPE = Número de plântulas emergentes,
NSCG = Número de sementes colocadas para
germinação.
- 62 -
Umidade das Sementes:
Grau de Umidade em BASE SECA:
Ubs(%) = [(MU / MS)] x 100
Ubs = [(MU – MS / MS)]
● MU = Massa Úmida,
● MS = Massa Seca.
Grau de Umidade em BASE ÚMIDA:
Ubu(%) = [MU / (MT*)] x 100
*Obs.: MT = MS + MU
Ubu = [MU - MS] / MU
● MT = Massa Total,
● MU = Massa Úmida,
● MS = Massa Seca.
PP (%) = [100 (GUI – GUF) /100 – GUF]
PP = Perda de Peso,
GUI = Grau de Umidade Inicial,
GUF = Grau de Umidade Final.
- 63 -
Nota.: Relação = UbsUbu;UbsUbu
“Conversão”
a)- De base ÚMIDA para SECA:
Ubs(%) = [Ubu / (100 – Ubu)] x 100
b)- De base SECA para ÚMIDA:
Ubu(%) = [Ubs / (100 + Ubs)] x 100
- 64 -
Obtenção de Sementes com Diferentes Graus de
Umidade:
1°)- Determinar: Teor de Água das Sementes (TA)
TA = (Pi – Pf)/ Pi x 100
2°)- Se o TA estiver:
→ Estiver ACIMA do Grau de Umidade Desejado:
Fazer Secagem do Material. Monitoramento:
Verificar: Tempo em Tempo. Como?
Pf = Pi (100 – TAi) / (100 - TAf)
→ Estiver BAIXO do Grau de Umidade Desejado:
Fazer Hidratação do Material. Monitoramento:
Verificar: Tempo em Tempo. Como?
Pf = Pi (100 – TAi) / (100 - TAf)
- 65 -
► CARACTERÍSTICAS RELACIONADAS AO DESEMPENHO DE
PLANTAS ADULTAS NO CAMPO*:
* Também em Casa de Vegetação.
“Índices Gerais”
Índice de Resistência ao Fator Estressante:
( - STRESS RESISTANCE INDEX - )
RFE = PSFE – PCFE]
RFE = Resistência ao Fator Estressante,
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes,
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes.
- 66 -
Índice de Tolerância ao Fator Estressante:
( - STRESS TOLERANCE INDEX - )
ITE = [PSFE x PCFE / (PMSFE)2]
ITE = Índice de Tolerância ao Fator
Estressante,
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes,
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes,
PMSFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Não – Estressantes.
- 67 -
Índice de Susceptibilidade ao Fator Estressante:
( - STRESS SUSCEPTIBILITY INDEX - )
ISE = [1 – (PCFE / PSFE) / 1 – (PMCFE / PMSFE)]
ISE = Índice de Susceptibilidade ao Fator
Estressante,
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes,
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes,
PMCFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Estressantes,
PMSFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Não – Estressantes.
- 68 -
Produtividade Média (“MEAN PRODUCTIVITY”):
“NON - GEOMETRIC MEAN PRODUCTIVITY”
PMNG = (PSFE + PCFE) / 2] (Não – Geométrica),
Obs.: Há correlação Alta MP e Baixa TFE, isto é
acentuado se a diferença entre produtividade
em meio não estressante e estressante é
significativa.
“GEOMETRIC MEAN PRODUCTIVITY”
PMG = PSFE x PCFE] (Geométrica).
Obs.: Não há correlação Alta MP, Baixa TFE.
- 69 -
“HARMONIC MEAN”
MH = 2(PSFE x PCFE)] / (PSFE x PCFE)
PM = Produtividade Média,
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes,
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes.
- 70 -
Índice de Produção:
( - YIELD INDEX - )
IP = PCFE / PMCFE]
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes,
PMCFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Estressantes.
- 71 -
Redução da Produtividade:
(- % Reduction -)
RP (%) = [(PSFE – PCFE) / PSFE] x 100
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes,
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes.
Tabela 01 - Classificação dos genótipos de certa
espécie quanto à tolerância a
determinado fator estressante com
base na redução da produtividade.
Redução da Produção (%)
Classificação
0 – 20 Tolerante (T)
20 – 40 Moderadamente Tolerante (MT)
40 – 60 Moderadamente Sensível (MS)
> 60 Sensível (S)
- 72 -
Intensidade do Estresse:
IE = 1 – (MPCFE / MPSFE)
IE = Intensidade do Estresse.
STRESS INTENSITY
PMCFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Estressantes.
MEAN YIELDS OF ALL GENOTYPES UNDER STRESS
PMSFE = Produtividade Média de Todos Genótipos
em Condições Não - Estressantes.
MEAN YIELDS OF ALL GENOTYPES UNDER NON-STRESS
- 73 -
Índice de Estabilidade de Produção:
( - YIELD STABILITY INDEX - )
EP = PCFE / PSFE]
PCFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Estressantes,
PSFE = Produção do Genótipo Específico em
Condições Não – Estressantes.
- 74 -
Índice de Qualidade de Mudas:
IQM = MST / [(H / DC) + (MSPA / MSR)]
IQM = Índice de Qualidade de Mudas,
MST = Massa da Matéria Seca Total,
H = Altura,
DC = Diâmetro do Colo,
MSPA = Massa Seca da Parte Área,
MSR = Massa Seca das Raízes.
- 75 -
“Índices Específicos”
Taxa de Vazamento de Eletrólitos:
TVE = (CEI / CEF)x 100]
TVE = Taxa de Vazamento de Eletrólitos,
(dSm-1 / mmhoscm-1)
*CEI Condutividade Elétrica Inicial,
(dSm-1 / mmhoscm-1)
**CEF = Condutividade Elétrica Inicial.
(dSm-1 / mmhoscm-1)
*Padrão / Controle, ** Tratamento.
Nota.:
CEH2O (dSm-1 / mmhoscm-1) = mgL-1 de sal na H2O x 640
- 76 -
Nível de Injúria:
NI* = CEF - CEI]
*Obs.: Quantidade de Eletrólitos Liberados.
NI = Nível de Injúria,
(dSm-1 / mmhoscm-1)
**CEI Condutividade Elétrica Inicial,
(dSm-1 / mmhoscm-1)
**CEF = Condutividade Elétrica Inicial.
(dSm-1 / mmhoscm-1)
**Padrão / Controle, *** Tratamento.
Nota.:
CEH2O (dSm-1 / mmhoscm-1) = mgL-1 de sal na H2O x 640
- 77 -
Índice de Tolerância:
IT DL50%Festr = (CEF - CEI) / (100 - CEI) x 100
ITDL50%Festr = Índice de Tolerância Baseado na
Dose Letal do Fator Estressante,
*CEI Condutividade Elétrica Inicial,
(dSm-1 / mmhoscm-1)
**CEF = Condutividade Elétrica final.
(dSm-1 / mmhoscm-1)
*Padrão / Controle, ** Tratamento.
► Obs.:
DL50% Resistência, Susceptibilidade,
DL50% Resistência, Susceptibilidade.
- 78 -
Tabela 02 - Repostas das Culturas Agrícolas à
Condutividade Elétrica do Solo, Água
e/ou Tecido Vegetal.
Níveis
de Condutividade Elétrica
(dSm-1)
Respostas
das Culturas
0 a 2
EFEITO DA SALINIDADE NAS CULTURAS É PRATICAMENTE ZERO.
2 a 4
APENAS EM CULTURAS MUITO SENSÍVEIS.
4 a 8
REDUÇÃO DA PRODUTIVIDADE EM MUITAS CULTURAS.
8 a 16
PRODUÇÃO SATISFATÓRIA SOMENTE EM CULTURAS TOLERANTES.
> 16
PRODUÇÃO SATISFATÓRIA EM CULTURAS ALTAMENTE RESISTENTES.
- 79 -
Eficiência do Uso de Água:
EUA = BTP / QAU
EUA = Eficiência do Uso de Água,
BTP = Biomassa Total Produzida*,
QAU = Quantidade de água Utilizada.
*Obs.: Órgão de Interesse Agronômico.
- 80 -
Uso Eficaz de Água:
UEA = [BTP / (QAU x IC)]
UEA = Uso Eficiente de Água,
BTP = Biomassa Total Produzida*,
QAU = Quantidade de água Utilizada,
IC = Índice de Colheita.
* Obs.: Órgão de Interesse Agronômico.
Nota.: Índice de Colheita = IC = MSO / MST
MSO = Massa Seca do Órgão de Interesse
Agronômico*,
* Rendimento do Produto Comercial.
MST = Massa Seca Total**,
** Rendimento Total de Biomassa.
- 81 -
Índice de Suculência (%):
Reflete o armazenamento de água na planta.
IS = (MFFT / AFT) x 100
IS = MFFT / MSFT x 100
IS = (MMFFT – MSFT) / AFT x 100
MFFT = Massa Fresca Total das Folhas,
MSFT = Massa Seca Total das Folhas,
MMFFT = Máxima Massa Fresca Total das Folhas,
AFT = Área Foliar Total.
IS + Água na Planta.
IS - Água na Planta.
IS AF Transpiração Perda de Água.
IS AF Transpiração Perda de Água.
Espessura Foliar = IS,
Espessura Foliar = IS.
- 82 -
Razão Superfície Foliar / Volume Foliar =
+ Água Armazenada / Transpiração,
- Água Armazenada / Transpiração.
- 83 -
Redução Relativa do Crescimento da Parte Área ou
da Subterrânea:
RC = [(1 – CPMP / CAMP) x 100]
CPMP = Incremento* do Crescimento na PRESENÇA
do Fator Estressante,
CAMP = Incremento* do Crescimento na AUSÊNCIA
do Fator Estressante.
*Obs.: Massa da Matéria Seca.
- 84 -
Redução Relativa da Elongação Radicular:
REDREL = [(1 – IPMP / IAMP) x 100]
IPMP = Incremento* do Crescimento na PRESENÇA
do Fator Estressante,
IAMP = Incremento* do Crescimento na AUSÊNCIA
do Fator Estressante.
*Obs.: Comprimento das Raízes.
Nota.: Análise no período de exposição ao agente
estressor.
- 85 -
Capacidade de Regeneração das Raízes:
O potencial de regeneração das raízes sob
condições de estresse ambiental reflete a
sobrevivência das plântulas no campo.
CRR = CR / NER
CRR = Capacidade de Regeneração das Raízes,
CR = Comprimento das Raízes,
NER = Número de Emissão de Novas Raízes.
Nota.: Análise após o período de exposição ao
agente estressor.
- 86 -
Área Foliar:
a) – Por Massa de Discos:
AFDF = MSF x ADF / MSDF
AFDF = Área do Disco Foliar,
MSF = Massa Seca das Folhas
ADF = Área dos Discos Foliares.
- 87 -
b) – Por Massa de Retângulos em Folha das Plantas:
AFR = MSF x AR / MSR
AFR = Área Foliar,
MSF = Massa Seca das Folhas,
MSR = Massa Seca dos Retângulos Foliares,
AR = Área dos Retângulos Foliares.
- 88 -
c) – Por Massa da Figura em Folha de Papel:
AF = MSF x AF / MSF
MSF = Massa da Folha em Contorno de Papel,
AF = Área da Figura,
MSF = Massa Seca da Figura.
- 89 -
d) – Por Medida do Comprimento do Limbo Foliar:
Y = 0,4322X2,3002
Y = Área Foliar/Folha,
X = Comprimento da Nervura Foliar Principal.
AFP = AFF x N
AFP = Área Foliar/Planta.
AFF = Área Foliar/Folha,
N = Número de Folhas de Cada Planta.
- 90 -
Dano: Redução na qualidade e / ou quantidade da
produção.
[ D% x NF ]
ND =
[ P ]
ND = Nível de Danos p / Adoção de Medidas de
Controle.
D % = Porcentagem de Danos Equivalente ao Custo
de Controle.
NF = Nível do Fator Estressante Causador de
Danos / Prejuízos Econômicos.
P = Perda (prejuízo) Causada à Produção pelo
Fator Estressante.
- 91 -
Ct x 100
D % =
V
D % = Porcentagem de Danos Equivalente ao Custo
de Controle.
Ct = Custo do Tratamento ou Controle por Unidade
de Área de Plantio (R$).
Obs.: Ct = NC = Nível de Controle.
V = Valor Estimado da Produção por Unidade de
Área de Cultivo (R$ por t/ha).
Obs.: Pode-se tolerar até a % de dano obtida para
adotar a medida de controle para tratamento.
- 92 -
Perda (= Prejuízo): Diminuição em retorno
financeiro por unidade
de área causada por
fatores nocivos às
culturas agrícolas.
P = (X – Y)Np
P = Perda de Produção
X = Massa dos Órgãos Não – Atacados,
Y = Massa dos Órgãos Atacados,
N = Número de Órgãos Amostrados,
p = Porcentagem de Órgãos Atacados.
- 93 -
Efeito do Estresse Ambiental Sobre a
Produtividade:
TFatEst = Psemfatest – Pcomfatest
TFatEst = Tolerância Fator Estressante,
Psemfatest = Produção Meio S / Estresse,
Pcomfatest = Produção Meio C / Estresse.
- 94 -
(Y) = Yp( 1 - S x D )
Y = Produtividade.
↑ ou = Produtividade - S / Estresse = Resistência,
↓ Produtividade - S / Estresse = Susceptibilidade.
Yp = Potencial* de Produção
*Obs.: “Produção sob Condições Ótimas”.
S = Sensibilidade ao Fator Estressante:
S = 1 ( 1 – Y / Yp ) / D
[(↓ S ↑Y ↑ R) ou (↑ S↓ Y ↓ R)]
D = Extensão do Estresse:
D = ( 1 – X / Xp )
X = Média de Produção (Meio Estressante).
Xp = Média de Produção (Meio Não - Estressante).
- 95 -
Efeito do Fator Estressante na Produtividade das
Culturas Agrícolas:
Avaliação de Danos por Fatores Ambientais
Estressantes Acometidos às Culturas Agrícolas:
REDPROD (%)= [ (S – C) / S] x 100
REDPROD (%)= Redução da Produtividade,
S = Produção Sem o Fator Estressante
(CONTROLE),
C = Produção Com o Fator Estressante
(TRATAMENTO).
- 96 -
Valor Cultural:
VC (%) = P(%) x TG (%)
► P(%) = Grau de Pureza,
► TG(%) = Taxa de Germinação.
Nota.:
P(%) = MASP / MAI x
a) - MASP = Massa das Amostras com Sementes Puras,
b) - MAI = Massa da Amostra Inicial.
TG (%) = n/N) x 100
● G = Taxa de Germinação,
● N = Número Total* de Sementes,
● n = Número Sementes Germinadas.
* Sementes Germinadas + Não – Germinadas.
- 97 -
O Ganho pelo Melhoramento Genético Vegetal por
Seleção e/ou Hibridação na Produtividade das
Culturas Agrícolas:
Gp* = [(PVM – PNM)]
Gp = Ganho em Produtividade,
PVM = Produtividade da Variedade Melhorada
(t/ha),
PVNM = Produtividade Variedade Não – Melhorada
(t/ha).
*Obs.: Produtividade Adicional.
- 98 -
O Impacto Econômico da Adoção da Variedade
Melhorada em Substituição à Variedade
Não – Melhorada:
IE = [(Gp x A x V)]
IE = Impacto econômico,
Gp = Ganho em Produtividade (t/ha),
*Obs.: Produtividade Adicional.
A = Área de Cultivo Varietal (ha),
V = Valor da Produção (US$).
- 99 -
Classificação das Cultivares – Parte “A”
► Base: Desempenho em meio estressante e não
estressante.
Grupo “A” – Genótipos com boa performance em
ambos ambientes.
Grupo “B” – Genótipos com boa performance em
ambientes não - estressantes.
Grupo “C” – Genótipos com boa performance em
ambientes estressantes.
Grupo “D” – Genótipos com má performance em
ambos ambientes.
- 100 -
Classificação das Cultivares – Parte “B”
► Base: Eficiência e resposta à redução do agente
causador do estresse.
1) - Eficientes:
a) Não - Responsivas: Alta produtividade em
condição de estresse, não respondendo ao
fornecimento de água.
b) Responsivas: Alta produtividade em condição de
estresse ou não, respondendo positivamente ao
fornecimento de água.
2) - Ineficientes:
a) Não - Responsivas: Baixa produtividade em
condição de estresse ou não.
b) Responsivas: Em condição de estresse, a
produção é abaixo da média e, de não –
estresse, ela é acima da média.
- 101 -
► Eficiência = Produção (Alto de Nível de Água)
Média (Meio C / Fator
Estressante).
► Resposta à Água = Produção em Ambiente com Alta
Disponibilidade de Água -
Produção em Ambiente com
Baixa Disponibilidade de Água
/ Nível Alto de Água - Nível
Baixo de Água.
- 102 -
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APOIO:
● ► UESB – DCB / LABGENEX e PPGAgro:
UESB
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AGRADECIMENTOS: