Resumo em Português:

Essa apresentação tem por objetivo discutir estratégias para aumentar a eficiência da seleção no melhoramento de plantas autógamas. Entre as estratégias está o emprego de modelos mistos visando o aproveitamento das informações de genealogia no método do pedigree e na análise seqüencial nos testes de avaliação de progênie em vários ambientes/geração. É discutido também o emprego de multilinhas como alternativa para aumentar a vida útil de uma cultivar.

Resumo em Inglês:

This presentation aims to discuss strategies to increase the efficiency of selection in self-pollinated plants. One of the strategies is the use of mixed models in order to appropriate genealogy information on the method of pedigree and through the sequential analysis in evaluation tests of progeny in several environments/generation. It is also discussed the use of multiline as an alternative to extend the life of a cultivar.

Resumo em Português:

Os objetivos desta revisão foram apresentar o estado da arte das tecnologias utilizadas para desenvolver cultivares em espécies alógamas, excluindo as espécies perenes e as propagadas assexuadamente. Foi revista a estrutura genética destas espécies e suas relações com o desenvolvimento de cultivares, as tecnologias utilizadas para desenvolver híbridos e variedades de polinização aberta melhoradas e seus F1´s, e o impacto da biotecnologia e dos modelos mistos no desenvolvimento de cultivares. Um sumário dos resultados das pesquisas desenvolvidas no projeto de melhoramento de milho do Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiróz" será apresentado.

Resumo em Inglês:

Objectives of this review were to present the state of the art of the technologies used to develop cultivars in allogamous species, excluding the perennial and asexually propagated species. It was reviewed the genetic structure of these species and its relationship with the development of cultivars, the technologies used to develop hybrids and improved open-pollinated varieties and their F1´s, and the impact of the biotechnology and the mixed models on the development of cultivars. A summary of results from the researches developed in the maize breeding project at the Department of Genetics of the Agriculture College "Luiz de Queiroz" will be presented.

Resumo em Português:

O artigo analisa o quebra-cabeças que se tornou a interação segurança alimentar x energética x ambiental, e os biocombustíveis são parte da solução. Apresenta e discute a contribuição do melhoramento genético para os biocombustíveis, com referência a produção de matérias-primas (espécies alcooleiras e oleaginosas) e projeta perspectivas, oportunidades, riscos e desafios, com ênfase no cenário brasileiro. O bioetanol é um biocombustível consolidado graças, em grande medida, ao programas de melhoramento da cana. Esses programas foram responsáveis pelo lançamento de 111 cultivares de cana e por um ganho de 20.8 % na produtividade de bioetanol (em m³ ha-1), no período 2000-2009. O programa brasileiro de produção de biodiesel, lançado em 2005, teve crescimento anual acentuado de 10 % e o País já é o quarto maior produtor mundial. Todavia, a contribuição do melhoramento para produção de biodiesel é ainda modesta, em razão da escassez de programas de melhoramento específicos para óleo.

Resumo em Inglês:

The paper analyses the puzzle of the food-energy-environmental security interaction, to which biofuels are part of the solution. It presents and discusses the contribution of genetic improvement to biofuels, with regard to the production of raw materials (oil and ethanol-producing plant species) and designs perspectives, opportunities, risks and challenges, with a special focus on the Brazilian scene. Bioethanol is a consolidated biofuel owing largely to the sugarcane breeding programs. These programs released 111 sugarcane cultivars and were responsible for a 20.8 % gain in productivity of bioethanol (in m³ ha-1) between 2000 and 2009. The program of Brazilian biodiesel production, initiated in 2005, had an annual growth rate of 10 % and the country is already the world's fourth largest producer. However, the contribution of breeding to biodiesel production is still modest, due to the lack of specific improvement programs for oil.

Resumo em Português:

O Brasil tem o maior rebanho bovino comercial e é o principal exportador de carne do mundo. Pastagens cultivadas são a base para a produção de carne brasileira, e ocupam uma área de 101,4 milhões de hectares. Entretanto, poucas cultivares de forrageiras estão disponíveis comercialmente, e a maioria delas são de reprodução por apomixia, portanto, geneticamente homogêneas. O melhoramento de forrageiras tropicais ainda está na sua infância, porém muitos esforços e investimentos foram despendidos nas últimas três décadas e algumas novas cultivares foram lançadas. Neste trabalho são apresentados e discutidos a origem das diferentes espécies, o modo reprodutivo, os programas de melhoramento e as novas cultivares resultantes lançadas.

Resumo em Inglês:

Brazil has the largest commercial beef cattle herd and is the main beef exporter in the world. Cultivated pastures are the basis for the Brazilian beef production, and occupy an area of 101.4 million hectares. However, very few forage cultivars are commercially available, and the majority of these are of apomictic reproduction, thus genetically homogeneous. Tropical forage breeding is at its infancy, but much investment and efforts have been applied in the last three decades and some new cultivars have been released. In this paper, origin of different species, modes of reproduction, breeding programs and targets are discussed and the resulting new cultivars released are presented.

Resumo em Português:

A horticultura é uma importante área da agricultura, sendo que muitas espécies são propagadas via vegetativa. Os objetivos deste trabalho foram discutir algumas das características mais importantes das culturas de propagação vegetativa e as estratégias de melhoramento para desenvolver e multiplicar novas cultivares. A propagação vegetativa possibilita fixar imediatamente as combinações mais favoráveis de caracteres importantes, as composições químicas específicas, as interações genéticas superiores e o alto nível de heterozigose. O desenvolvimento de novas cultivares envolve poucas possibilidades de recombinação genética por hibridação e muitas gerações de seleção e propagação vegetativa. Seleção assistida por marcadores moleculares deverá ser aplicada para a identificação de genótipos complementares para cruzamento e de genótipos superiores nas primeiras gerações de seleção. A cultura de tecidos possibilita a produção de plantas matrizes livres de doenças e maximiza a taxa de multiplicação, tendo um papel fundamental para o aumento da produtividade e qualidade destas culturas.

Resumo em Inglês:

Horticulture is an important part of agriculture with many important crops being vegetatively propagated. The objectives of this work were to discuss some of the most important characteristics of vegetatively propagated crops and the breeding strategies to develop and propagate new cultivars. Vegetative propagation enables to fix favorable combinations of important traits, very specific chemical compositions, superior genetic variance interactions and high levels of heterozygosity. Breeding new cultivars involve few possibilities of genetic recombination by sexual reproduction and many generations of selection and vegetative propagation. Marker assisted selection should be useful for genotyping and selecting complementary parents for crossing and for identifying superior genotypes at early stages of selection. The tissue culture technique enables to get disease free stock plants and to maximize its multiplication rate, having an important role in yield and quality of these crops.

Resumo em Português:

O setor florestal brasileiro é considerado um dos mais desenvolvidos do mundo, sendo a base para importantes segmentos da produção industrial, que usa a madeira como fonte de matéria prima. O melhoramento florestal tem desempenhado papel importante no aumento da competitividade do setor de base florestal brasileiro, sobretudo por seus reflexos positivos no aumento da adaptação, da produtividade e da qualidade da madeira. Apesar da importância de outras espécies florestais, como Schizolobium, Araucaria, Populus e Hevea, os principais gêneros sob melhoramento no País são Eucalyptus, Pinus, Acacia e Tectona. São utilizados por indústrias como a de polpa e papel, siderurgia, tanino, madeira serrada, além da produção de cavacos para exportação, constituindo uma importante fonte de divisas para a economia do País, além de seus positivos efeitos sociais e ambientais. Este trabalho apresenta uma abordagem genérica de aspectos do melhoramento genético desses quatros gêneros para os quais se desenvolvem programas de melhoramento no Brasil.

Resumo em Inglês:

Brazilian forestry sector is considered one of the most developed in the world, being the base for important industrial segments which use wood as raw material. Tree breeding has played an important role on improving the competitiveness of Brazilian forestry-based companies, especially for its positive reflexes on increasing adaptation, forestry productivity and wood quality. In spite of the importance of other forest trees for the economy, such as Schizolobium, Araucaria, Populus and Hevea, the main genera under genetic improvement in the country are Eucalyptus, Pinus, Acacia and Tectona. They are used by industries like pulp and paper, siderurgy, tannin, chips for exportation and lumber, constituting an important source of revenues for the Brazilian's economy, besides their positive social and environmental impacts. This paper presents a generic approach to genetic improvement aspects of these four major genera currently undergoing breeding in Brazil.

Resumo em Português:

Embora milhares de artigos científicos tenham sido publicados com os temas de seleção assistida por marcadores (SAM) e quantitative trait loci (QTLs), a utilização de SAM para QTLs tem tido uso limitado nos programas de melhoramento genético. Entre as principais causas para este baixo uso, estão a baixa precisão com que os QTLs são mapeados, e o alto custo da genotipagem de milhares de indivíduos com dezenas ou centenas de marcadores moleculares, nas rotinas dos programas de melhoramento. Recentemente, novas tecnologias de genotipagem em larga escala têm permitido a redução do custo de genotipagem. Ainda assim, atualmente a SAM para QTLs tem sido limitada à seleção em programas que utilizem diversas gerações por ano, onde a seleção fenotípica não pode ser realizada em todas as gerações, especialmente em programas de seleção recorrente. Métodos para SAM para QTLs em programas que utilizem autofecundação têm sido desenvolvidos.

Resumo em Inglês:

Although thousands of scientific articles have been published on the subject of marker-assisted selection (MAS) and quantitative trait loci (QTL), the application of MAS for QTL in plant breeding has been restricted. Among the main causes for this limited use are the low accuracy of QTL mapping and the high costs of genotyping thousands of plants with tens or hundreds of molecular markers in routine breeding programs. Recently, new large-scale genotyping technologies have resulted in a cost reduction. Nevertheless, the MAS for QTL has so far been limited to selection programs using several generations per year, where phenotypic selection cannot be performed in all generations, mainly in recurrent selection programs. Methods of MAS for QTL in breeding programs using self-pollination have been developed.

Resumo em Português:

Bilhões em dólares e em cultivos estão sendo desperdiçados, seja durante a secagem de grãos ou ainda devido à suscetibilidade à seca, ao frio, à condições salinas de cultivo e ao processamento de grãos de baixa qualidade. O milho é um modelo de cultivo para adaptação a mudanças no clima. O melhoramento para adaptação é mais eficiente quando é conduzido em condições de desafios ambientais nas quais os genótipos mais adaptados são prontamente identificados e os mais estáveis são selecionados. O programa de melhoramento de milho da Universidade Estadual de Dakota do Norte (NSDU), nos Estados Unidos, está estrategicamente localizado para desenvolver produtos sob condições de clima extremo. Esse programa atualmente aproveita os ambientes do norte dos Estados Unidos que permitem avaliar germoplasma para caracteres de adaptação importantes como produção. O programa dá ênfase em adaptação de germoplasma e sua integração com o desenvolvimento de cultivar, particularmente aquelas que possuem alelos singulares que não estejam presentes nos genomas B73 e NAM. Projetos que enfoquem as demandas presentes e futuras por genótipos superiores que sejam tolerantes a mudanças climáticas nos Estados Unidos e em várias parte do mundo são vitais para a pesquisa agrícola.

Resumo em Inglês:

Billions of dollars and crops are being lost to drying high moisture grain; drought, cold, and salt susceptibility; and to processing poor quality grain. Maize is a model crop for adaptation to climate changes. Breeding for adaptation is best done under challenging environmental conditions where strengths and weaknesses are quickly identified and most stable genotypes are selected. The North Dakota State University (NDSU) maize breeding program is strategically located to develop products under extreme weather. It currently exploits northern U.S. environments that allow screening for adaptation traits that are as important as yield. The program focuses on germplasm adaptation and its integration into cultivar development, particularly those carrying unique alleles not present in the B73 and NAM genomes. There is a need for projects that are vital to agricultural research and will meet present and future demands of superior genotypes tolerant to climate changes in the U.S. and abroad.

Resumo em Português:

Marcadores moleculares são ferramentas auxiliares nas análises da diversidade genômica dentro de uma espécie e para avaliar os relacionamentos entre indivíduos e populações. Dentre eles, os microssatélites (SSRs) é uma das classes de marcadores mais importante que pode ser usada com eficiência para distinguir acessos provenientes de um banco de germoplasma. Estes marcadores apresentam elevado grau de informação devido a sua herança co-dominante, multialelismo, padrão mendeliano e boa cobertura do genoma. A metodologia de enriquecimento para o desenvolvimento de microssatélites apresenta uma eficiência superior em plantas, especialmente quando se utiliza sondas marcadas com biotina e esferas magnéticas revestidas com estreptavidina. O desenvolvimento de EST-SSRs tem se tornado uma forma rápida para obtenção de marcadores moleculares, porém limitada a espécies para as quais existam bancos de sequências. Dado o elevado nível de polimorfismo dos microssatélites quando comparados com outros marcadores, estes têm sido utilizados em estudos da estrutura genética de populações, em análises de diversidade genética, em mapeamento genético e em seleção assistida por marcadores.

Resumo em Inglês:

Molecular markers are powerful tools for analyzing genome diversity within a species, and to evaluate genetic relationships between individuals and populations. Among them, microsatellites (SSRs) are one of the most important polymorphic markers that can be used effectively to distinguish germplasm accessions. These markers present high informative content due to their codominant inheritance, multiallelism, mendelian pattern and good genome coverage. The enrichment methodology for microsatellite development has a superior efficiency in plants, especially when performed using biotin-labeled microsatellite oligoprobes and streptavidin-coated magnetic beads. The development of EST-SSR markers has become a fast and relatively inexpensive way but it is limited to species for which this type of database exists. Given the high polymorphism level of microsatellites when compared to other markers, SSRs have been used to study population structure, for genetic diversity analysis, genetic mapping and marker assisted selection.

Resumo em Português:

Cacau foi introduzido na Bahia em 1756, tornando-se posteriormente o estado maior produtor no país. Visando dar suporte ao plantio de cacau na região, um programa de melhoramento foi estabelecido pelo CEPEC no início dos anos 1970. Por longo tempo, o programa consistiu em testar novos híbridos (irmãos completos) e distribuir uma mistura dos melhores para os produtores. Posteriormente, particularmente após a chegada da vassoura-de-bruxa à região, em 1989, estratégias de melhoramento recorrente foram implementadas visando principalmente o desenvolvimento de clones. De 1993 a 2010, mais de 500 progênies, acumulando mais de 30 mil árvores, foram desenvolvidas por cruzamento de muitos progenitores com resistência à vassoura-de-bruxa, alta produção e outros caracteres. Neste período, mais de 500 clones foram colocados em ensaios e 39 deles e três híbridos foram recomendados para os produtores. Neste artigo as estratégias e os resultados obtidos pelo programa são revistos. De modo geral o programa tem boa interface com os programas de fitopatologia e genômica.

Resumo em Inglês:

Cacao was introduced in Bahia in 1756, becoming later the largest producer state in the country. In order to support the planting of cacao in the region, a breeding program was established by CEPEC at the beginning of the 1970s. For a long time, the program consisted in testing new hybrids (full-sibs) and releasing a mixture of the best ones to farmers. Lately, particularly after the witches´ broom arrival in the region, in 1989, recurrent breeding strategies were implemented, aiming mainly the development of clones. From 1993 to 2010, more than 500 progenies, accumulating 30 thousand trees, were developed by crossing many parents with resistance to witches´ broom, high yield and other traits. In this period, more than 500 clones were put in trials and 39 clones and 3 hybrids were released to farmers. In this paper the strategies and results achieved by the program are reviewed. Overall the program has good interface with pathology and genomic programs.

Resumo em Português:

Nesse trabalho a influência do porta-enxerto sobre o enxerto nas amostras de látex (Hevea brasiliensis) foi verificada através da análise de RMN de ¹H e análise multivariada dos dados. Através da análise de RMN de ¹H foi possível caracterizar 16 metabólitos presentes no citosol do látex. A análise de PCA mostrou que as amostras de látex dos grupos RR e GG podem ser diferenciadas. As amostras do grupo GR possuem perfil metabólico semelhante às amostras do grupo RR, enquanto o grupo RG situa-se em posição intermediária entre os grupos RR e GG. A sacarose e o formiato contribuíram em grande parte pela separação obtida por PCA e apresentaram boa correlação com os resultados obtidos. A RMN de ¹H provou ser uma técnica eficiente na diferenciação entre amostras provenientes de diferentes tipos de porta-enxerto e enxerto e pode futuramente ser utilizada para prever a produção de borracha através da análise do látex.

Resumo em Inglês:

In this study, the effect of rootstock on grafting through metabolomic analysis of latex (Hevea brasiliensis) samples was verified by ¹H nuclear magnetic resonance (NMR) and multivariate data analysis. Sixteen metabolites present in the latex cytosol were characterized by NMR. PCA analysis showed that the latex samples of the RR and GR groups can be differentiated. The GR group samples present a metabolic profile similar to the RR group samples, while the RG group is in an intermediate position between RR and GG groups. Sucrose and formate contributed greatly to the separation obtained by PCA, presenting a good correlation between the results. ¹H NMR was an efficient technique to differentiate latex samples from different types of rootstocks and grafting and in the future could be used to predict rubber production by latex analysis.

Resumo em Português:

A Associação Brasileira de Melhoramento de Plantas (SBMP) e o Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE), com o apoio do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), conduziram uma pesquisa com objetivo de prospectar e disponibilizar informações sobre a competência brasileira em melhoramento genético de plantas. O resultado foi organizado em um banco de dados sob a coordenação da SBMP e o CGEE. Um condensado das informações coletadas está disponível na publicação "Competências em Melhoramento genético de plantas no Brasil", recentemente editado pela Associação Brasileira de Melhoramento de Plantas. Nesta apresentação é feita uma abordagem dos principais aspectos desta pesquisa.

Resumo em Inglês:

The Plant Breeding Brazilian Association (SBMP, in Portuguese) and the Center for Strategic Studies and Management in Science, Technology and Innovation (CGEE, in Portuguese), with the support of the Ministry of Agriculture, conducted a survey aiming to collect and to make available, the Brazilian competence in plant breeding. Such survey is organized in a databank held by the SBMP and the CGEE. Also, a summary of the collected information is available in the publication "Competences in Genetic Plant Breeding in Brazil" recently edited by the Brazilian Association of Plant Breeding. The main aspects of such survey are presented here.

Resumo em Português:

Atualmente a demanda por software de código aberto, chamados software livre, para a análise dos dados, é grande. Um software de domínio público que se tornou muito conhecido, com o crescente número de fãs e até mesmo colegas de trabalho, é o ambiente R, ou simplesmente R. R é extremamente útil para manipulação e análise de dados, tendo em conta uma série de ferramentas já implementadas. Além disso, R não é simplesmente um programa estatístico, porque, pela sua facilidade em usar as funções internas e também criar outras novas, procedimentos estatísticos aplicados a dados também podem ser criados, manipulados, avaliados e interpretados. R contém numerosas bibliotecas (ou pacotes), alguns já incluídos na configuração padrão. Este curso abordará sobre a aplicação de R em análises estatísticas no melhoramento de plantas. Explicações sobre o uso de vários comandos e funções serão ilustrados com exemplos, para facilitar a interpretação e adaptação a outros problemas semelhantes.

Resumo em Inglês:

Nowadays the demand for so-called free, or open source software for data analysis as well as the appeal to use it is great. An public domain software that has become extremely well-known, with ever-increasing numbers of fans and even co-workers, is Environment R, or simply R. R is extremely useful for data analysis and manipulation in view of a range of tools already implemented. Also, R is not simply a statistical program, because, by its easy on using internal functions and also creating new ones, statistical procedures applied to data can also be created, manipulated, evaluated and interpreted. R contains numerous libraries (or packages), some already included in the default setting. This course will focus on the application of R in statistical analyses in plant breeding. Explanations on the use of various commands and functions will be illustrated with examples, to facilitate the interpretation and adaptation to other similar problems.

Resumo em Português:

O valor do mercado de sementes de hortaliças no Brasil, em 2007, foi estimado em R$ 300 milhões a nível de produtor. Sementes de cultivares de polinização aberta das diversas espécies de hortaliças cultivadas representaram apenas 18 %. Este dado indica claramente a mudança ocorrida nas últimas décadas nos principais segmentos do mercado de hortaliças do Brasil com a substituição de sementes de polinização aberta por sementes híbridas. Esta palestra irá traçar uma retrospectiva histórica das atividades pioneiras de melhoramento genético de hortaliças visando cultivares de polinização aberta, em programas de melhoramento conduzidos por universidades públicas e institutos de pesquisa e seus impactos sobre o desenvolvimento da olericultura brasileira. A situação atual, desafios e perspectivas de futuro também serão discutidas.

Resumo em Inglês:

The estimated market value for vegetable seeds in Brazil, based on prices paid by producers, reached around R$ 300 million in 2007. Seeds from open-pollinated cultivars accounted for only 18 %. This data clearly indicates the changeover from open-pollinated to hybrid seeds in recent decades in the main varietal segments of the Brazilian vegetable market. This lecture will outline a historical retrospective of the pioneer activities of genetic improvement of vegetable crops targeting open-pollinated cultivars in breeding programs conducted by the public universities and research institutes and their impact on the development of the Brazilian horticulture. The current situation, challenges and future prospects will also be discussed.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta informações sobre a estrutura organizacional e o acervo dos bancos de germoplasma vegetal do Sistema Embrapa. São apresentados os 14 projetos que compõem a Rede de Recursos Genéticos Vegetais que abriga cerca de 200 mil acessos e correspondem a um acervo de 300 generos, 787 espécies (90 % de exóticas) e tem como principal objetivo ser fonte de variabilidade para o trabalho de melhoristas de instituições de pesquisa nacionais e internacionais. Em seguida, são apresentadas as diferentes formas de conhecer o acervo e acessar os recursos genéticos vegetais mantidos na Embrapa. Destaque especial é apresentado à maneira como se dá os processos de importação e exportação de germoplasma vegetal, inclusive com apresentação de uma série histórica dos acessos intercambiados nos últimos 35 anos. O artigo também traz os documentos necessários bem como especifica o passo-a-passo do intercambio e quarentena de germoplasma realizado pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia.

Resumo em Inglês:

This paper presents information about the organizational structure of Embrapa's banks and collections of plant germplasm and lists the 14 projects that comprise the Plant Genetic Resources Network which houses about 200 000 access and correspond to a collection of 300 genera, 787 species (90 % exotic). The main goal of the Plant Genetic Resources Network is being a source of variability for breeders of nationally and internationally research institutions. The paper also presents the different ways of knowing and accessing the collection of plant genetic resources maintained at Embrapa. Special emphasis is given to the way of the researchers can import and export plant germplasm, including presentation of a series of accessions exchanged in the last 35 years by Embrapa Genetic Resources and Biotechnology. The paper also provides the necessary documents and specifies the step-by-step to exchange and quarantine of germplasm held by Embrapa Genetic Resources and Biotechnology.