sexta-feira, 2 de julho de 2010

Revisão de Literatura do Melhoramento Genetico do Arroz (Oryza sativa L.)

Autor: Ranieri Martins Silva


1. INTRODUÇÃO

O arroz (Oriza sativa L.) é uma gramínea anual, classificada no grupo de plantas C-3, adaptada a ambientes aquáticos, esta adaptação é devido à presença de aerênquima no colmo e nas raízes das plantas, possibilitando a passagem de oxigênio do ar para a camada da rizosfera (SOSBAI, 2005). Cultivado e consumido em todos os continentes, o arroz destaca-se pela produção e área de cultivo, desempenhando papel estratégico tanto no aspecto econômico quanto social (Infobibos, 2010).
Cerca de 150 milhões de hectares de arroz são cultivados anualmente no mundo, produzindo 590 milhões de toneladas, sendo que mais de 75% desta produção é oriunda do sistema de cultivo irrigado. (Embrapa clima temperado)
O arroz é um dos mais importantes grãos em termos de valor econômico. É considerado o cultivo alimentar de maior importância em muitos países em desenvolvimento, principalmente na Ásia e Oceania, onde vivem 70% da população total dos países em desenvolvimento e cerca de dois terços da população subnutrida mundial. É alimento básico para cerca de 2,4 bilhões de pessoas e, segundo estimativas, até 2050, haverá uma demanda para atender ao dobro desta população (Embrapa clima temperado).
O arroz é um dos alimentos com melhor balanceamento nutricional, fornecendo 20% da energia e 15% da proteína per capita necessária ao homem, e sendo uma cultura extremamente versátil, que se adapta a diferentes condições de solo e clima, é considerado a espécie que apresenta maior potencial para o combate a fome no mundo (Embrapa clima temperado).
O objetivo deste trabalho é fazer uma revisão bibliográfica a respeito do melhoramento de genético da cultura do arroz levando em consideração uma série de aspectos discutidos a seguir.


2. DESENVOLVIMENTO

2.1 RECURSOS GENÉTICOS

Os recursos genéticos abrangem espécies de plantas, animais e microrganismos de interesse socioeconômico atual ou potencial, podendo ser conservados in situ e ex situ. A conservação in situ refere-se à conservação da população original em seu meio ambiente natural, enquanto a ex situ, corresponde à manutenção do germoplasma sob condições controladas, fora do seu ambiente natural (Valois, 1995), é feita de forma organizada em coleções mantidas em bancos de germoplasma, geralmente na forma de sementes, como acontece para o arroz (Santos et al., 2006).
As coleções de germoplasma, apresentando variabilidade genética de interesse para programas de pesquisa, principalmente de melhoramento genéticos, são classificadas em coleções de Base, Ativa e Nuclear. Coleção de Base (ColBase) inclui um conjunto de acessos distintos na sua integridade, preservados a longo prazo em temperatura entre -18 e -20° C. É o repositório de germoplasma para suprimento das coleções ativas, sendo excepcionalmente usada pelos pesquisadores. A coleção Ativa (ColAtiva) destina a conservar amostras de germoplasma a médio prazo, 5 a 10 anos, em temperatura de zero a abaixo de 15° C. A estrutura física que conserva a ColAtiva é denominada de Banco Ativo de Germoplasma. A coleção Nuclear (também conhecida por “Core Collection”), concebida para estimular e facilitar a utilização do germoplasma, representa como estrutura 70 a 80% da variabilidade genética da ColBase, e em torno de 10% dos seus acessos (Brown, 1989; Freire et al ., 1995, 1999). Muitos bancos de germoplasma conservam também a coleção de trabalho, que possui estrutura restrita na sua variabilidade genética para as características exigidas, e esta sob a responsabilidade de pesquisadores ou das instituições onde são realizados os trabalhos (Engler & Chang, 1991). Na Embrapa Arroz e Feijão, a coleção de trabalho dos pesquisadores é mantida em uma câmera de conservação com temperatura de 12° C, sem controle da umidade relativa (Santos et al., 2006).
Diversos centros de pesquisa agronômica, na América e fora dela, possuem coleções valiosas de arroz. A maior coleção de Oryza sp. Existente pertence ao International Rice Research Institute (IRRI), nas Filipinas. Essa coleção, em 2004, já atingia mais de 90.0000 amostras de variedades cultivadas e espécies selvagens, sendo a maioria de variedades tradicionais da espécie Oryza sativa. A china possui uma coleção de 40.000 acessos e a Índia de 25.000 (Santos et al., 2006).
No Brasil a Embrapa mantém uma rede nacional de bancos de germoplasma que é coordenada pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (CENARGEM). O Banco Ativo de Germoplasma (BAGARROZ) da Embrapa Arroz e Feijão, fundado em 1975, faz parte dessa rede nacional de bancos e conserva, a médio prazo, a Colativa, em ambiente controlado de 12° e 25% de umidade relativa. No BAG, as espécies silvestres e variedades tradicionais são prioritamente preservadas por serem um repositório natural de genes de tolerância a doenças, insetos, sanidade, seca, dentre outras características, as quais podem ser transferidas para cultivares comerciais pelo programa de melhoramento genético do arroz (Santos et al., 2006).
As principais funções do BAG para conservação dos recursos genéticos de arroz consistem de: introdução de acessos, por meio da documentação e arquivamento; manutenção da coleção em condições viáveis, com multiplicação, em telado ou casa de vegetação e no campo, para obtenção de sementes de alta qualidade e em quantidade suficiente para atender a ColBase e a solicitação de pesquisadores; regeneração, quando o poder germinativo for inferior a 85%, para manutenção da integridade genética da amostra; intercambio com distribuição e troca de germoplasma dentro e fora do país; caracterização e avaliação, visando a individualização fenotípica da cada acesso; utilização e manutenção de banco de dados informatizado (Santos et al., 2006).
A ColAtiva de germoplasma da Embrapa Arroz e Feijão é também preservada no CENARGEN, conta com aproximadamente 10.469 acessos de arroz, 4.476 (ou 43%) do exterior e 5.992 (ou 57%), do Brasil. A coleção total é composta por: 2.518 linhagens brasileiras; e 3.475 variedades brasileiras; 3.475 variedades nacionais, das quais 2.702 são variedades tradicionais ou regionais, obtidas por expedição de coleta; 3.014 linhagens e 1.461 variedades, de outros paises (Silva et al., 2002). Também existem coleções de arroz mantidas por outras instituições, como por exemplo, no Instituto Agronômico de Campinas (IAC) que conta com um acervo de 2.087 amostras (Santos et al., 2006).
Vários trabalhos propõem a utilização de descritores botânicos agronômicos de arroz, objetivando a caracterização dos acessos nos BAGs (Chang & Bardenas, 1965 et al., 1972; Embrapa, 1977; IBPGR-IRRI, 1980; Fonseca & Bedendo, 1984; Basil, 1997). Hernandes (1988) destaca a importância do uso de descritores padronizados, o que, segundo o autor, facilita o uso de recursos genéticos, ajudando os pesquisadores na seleção de genótipos para o uso nos programas de melhoramento (Santos et al., 2006).
De acordo com IBPGR-IRRI (1980), os descritores de arroz são divididos em três categorias: dados de passaporte ou identificação dos acessos; caracterização; e avaliação preliminar. A caracterização corresponde aos atributos ou caracteres botânicos de fácil visualização, enquanto a avaliação preliminar compreende um número limitado e consensual de atributos agronômicos que são propostos por especialistas na cultura (Santos et al., 2006).
Na Embrapa Arroz e Feijão, a caracterização e avaliação de germoplasma de arroz iniciaram no ano de 1978, em genótipos brasileiros de terras altas introduzidos no BAG e utilizaram, inicialmente, os descritores contidos no “Manual de métodos de Pesquisa em Arroz” (Embrapa, 1977). Posteriormente passou-se a utilizar os descritores morfológicos propostos pelo International Board for plant Genetic Resources (IBPGR) e pelo IRRI, o que gerou algumas publicações sobre características morfo-agronomicas encontradas em variedades de arroz (Santos et al., 2006).
A partir de 1982, foram instalados os Campos de Avaliação Multidisciplinar de Germoplasma de Arroz (CAM), onde eram plantados, anualmente, as introduções brasileiras, oriundas de expedição de coleta de germoplasma, e introduções estrangeiras, de varias origens; ensaios Internacionais do IRRI e do Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT); Institut de Recherches Agronomiques Tropicales (IRAT); International Institute of Tropical Agriculture (IITA); e outros (Fonseca & Freire. 1985). Os CAM foram implantados ate fins de 1989, ressaltando que nos anos agrícolas de 85/86, 86/87, 87/88, não houve caracterizações das entradas e, sim apenas atividades de seleção dos melhores genótipos com características desejáveis pelo programa de melhoramento da unidade. Nesse período foram utilizados 28 descritores proposto pelo IBPGR-IRRI (1980).
A partir de 1994, tm sido utilizados os seguintes descritores: ângulo, comprimento e largura da folha bandeira; pubescência da folha; presença e cor do apículo e arista; tipo e exerção da panícula; porte da planta; cor e pubscência das glumelas; classe do grão; e ciclo cultural. De 1982 a 1999, foram caracterizadas 7.150 entradas, sendo selecionadas 701 (Santos et al., 2006).
As informações referentes ao germoplasma de arroz introduzidos no BAG, dados de passaporte, e os dados dos descritores em cada ano de caracterização dos CAM, foram armazenados usando um programa SAS-WS. Atualmente, esta em fase de implantação o Banco de Dados SIBAG (Sistema de Informatização de Banco de Germoplasma), com os objetivos de: armazenar e disponibilizar os dados à comunidade cientifica; estabelecer uma gerencia efetiva e eficiente do germoplasma; disponibilizar de forma instantânea via Internet os dados de interesse; contribuir para intensificar o intercâmbio de informações; e fortalecer a integração da rede de germoplasma do Serviço Nacional de Pesquisa Agropecuária. Do total das instruções na ColAtiva foram caracterizados e/ou avaliados ate 2001, 81% do Germoplasma de arroz (Santos et al., 2006).
Com base no Decreto n.° 2366, de 5 de novembro de 1997, que trata da proteção de cultivares, a na portaria n.° 527, de 31 de dezembro de 1997, que referencia o registro de cultivares, iniciou-se na Embrapa Arroz e Feijão, no período agrícola 1997/1998, um trabalho de caracterização e avaliação de cultivares comerciais e linhagens promissoras de arroz a serem lançadas pela Embrapa e seus parceiros. Para tais atividades, que se fundamentam em assegurar a identidade dos materiais, resguardar os direitos de seus criadores, e solucionar problemas nos campos de produção de sementes, no registro e na comercialização, tem sido utilizado 27 descritores mínimos de arroz exigido pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), através do serviço Nacional Proteção de Cultivares (SNPC) (Brasil,1997). São eles: cor e pubescêcia do limbo foliar; cor da aurícula e da lígula; ângulo dos perfilhos; cor do internódio; coloração de antocianina nos nós do colmo; comprimento, tipo e exerção da panícula; cor do estigma; cor e pubescência das glumelas; cor do apículo na floração e maturação; cor das glumas estéreis; ciclo cultural; massa de 1.000 graos; comprimento, forma e cor dos grãos, aom e sem casca. Alem dessas características, informações adicionais de reação a doenças e pragas também são requeridos. De 1997 a 2001, foram caracterizadas 53 linhagens e cultivares de arroz de terras altas e irrigado lançadas comercialmente (Santos et al., 2006).
A Embrapa Arroz e Feijão tem se preocupado com a preservação e conservação dos recursos genéticos de arroz em relação as suas espécies e forma silvestres o gênero Oryza sp. (Santos et al., 2006).
A conservação dos recursos genéticos constitui uma atividade de preocupação e importância mundial e seu uso adequado constitui a segurança de um futuro melhor para as gerações vindouras. Um indicador importante do uso do germoplasma conservado é o somatório de mais de 12.000 amostras de arroz distribuídas de 1975 a 2002, pelo BAGArroz, à comunidade cientifica (Santos et al., 2006).

2.2 CENTRO DE ORIGEM

Estima-se que o gênero Oryza surgiu no mínimo 130 milhões de anos e disseminou-se como uma gramínea silvestre no supercontinente de Gondwna, que posteriormente separou-se e deu origem aos continentes Asiático, Africano, Americano, Australiano e Antártico. Hoje, as espécies do gênero Oryza estão distribuídas em todos esses continentes à exeção Antártica (Khush, 1997). Os recursos genéticos do gênero Oryza incluem, portanto, espécies silvestres, híbridos naturais entre o arroz cultivado e espécies silvestres, cultivares comerciais, variedades tradicionais, híbridos, mutantes e linhagens de programas de melhoramento genético, totalizando mais de 100.000 genótipos (Santos et al., 2006).
A domesticação das espécies silvestres de Oryza, começou provavelmente há 9.000 anos. Na Ásia, a domesticação pode ter ocorrido independentemente na Índia, Myanmar, Tailândia, Laos, Vietnã e China. Inicialmente, o arroz foi cultivado em solo sem inundação. Foi na China que o processo de alagamento do solo e transplantio de plântulas foi aperfeiçoando o que tornou o arroz plenamente domesticado. Descobertas arqueológicas identificaram grãos de arroz datados de 4.000 a.C. na Tailândia, 6.750 a.C. na Índia e 7.040 a.C. na China. A partir da Ásia, o arroz foi introduzido na Grécia em 324 a.C. e posteriormente, na Europa, onde somente no século XV passou a ser cultivado em maior escala (Santos et al., 2006).

2.3 INTRODUÇÃO NO BRASIL

Os portugueses introduziram no Brasil o arroz Japonica tropical, durante o período Colonial. No Brasil, a maioria das variedades de arroz de terras altas pertence ao grupo Japonica tropical e de arroz irrigado, ao grupo Indica (Santos et al., 2006).
Populações Indígenas já utilizavam o arroz para sua alimentação quando da chegada dos portugueses no descobrimento do Brasil. Sabe-se hoje que esse arroz não era da espécie Oryza sativa, e sim populações silvestres da espécie O. glumaepatula. Não existem informações precisas quanto ao ano e local de introdução do arroz cultivado (O. sativa) no Brasil. Contudo, existem evidencias de que o arroz teria sido introduzido pelos portugueses a partir de 1550. O arroz vermelho, também Oryza sativa, conhecido como arroz da terra ou arroz de Veneza, teria sido introduzido para cultivo a partir do século XVII por portugueses açoreanos, no Estado do Maranhão e Grão-Pará. Ele é denominado arroz vermelho devido à coloração do pericarpo, em contraposição a coloração branca do arroz comum (Pereira, 2002). No inicio do século XX, existia um grande numero de variedades de arroz sendo cultivadas no Brasil, algumas introduzidas e outras locais, oriundas de um processo continuo de seleção e adaptação. Recebiam denominações normalmente relacionadas com a localidade onde eram cultivadas ou com alguma característica morfológica marcante. Em muitos casos as, mesmas variedades eram conhecidas com nomes diferentes. Em outros, casos os nomes iam sofrendo corruptela, ganhando ou perdendo silabas, conforme a tradição oral (Santos et al., 2006).

2.4 CLASSIFICAÇÃO BOTÂNICA

O gênero Oryza esta classificado na tribo Oryzeae, subfamília Oryzodeae, família Poacea (Graminae). Este gênero possui duas espécies cultivadas, O. sativa, cultivada no mundo todo, e O. glaberrima, cultivada em alguns paises da África do Ocidental, e mais 20 especies silvestres, distribuídas às regiões Tropical e subtropical. O arroz cultivado é classificado em duas subespécies, Indica e Japonica (Santos et al., 2006).

2.5 CARACTERÍSTICAS GERAIS DO ARROZ

De origem subtropical, o arroz é cultivado no mundo entre os paralelos 55° N, na China, ate 36° S, no Chile. A seleção por agricultores durante séculos sob varias condições de cultivo tem resultado em uma grande quantidade de variedades. Durante o processo de cultivo e domesticação de O. sativa, um grande numero de mudanças morfológicas e fisiológicas ocorreu. Folhas mais largas e longas, colmos mais grossos, e panículas mais longa resultaram em plantas de tamanho maior. Também houve um aumento no numero de folhas e na sua taxa de desenvolvimento, massa de grãos, vigor de plântula e capacidade de emitir perfilhos. A taxa fotossintética de folhas individuais aumentou levemente, assim como o período de enchimento de grãos. Em contrapartida, houve diminuição ou perda de algumas características, como dormência da semente, degrana da panícula, aristas, resposta ao fotoperíodo e sensibilidade a baixas temperaturas. A freqüência de polinização cruzada também diminuiu, fazendo com que o arroz tivesse aumentada sua taxa de autogamia em relação às espécies silvestres (Chang, 1976). Forças combinadas de seleção natural e humana, diversidade climática, de solos e práticas culturais levaram a um aumento da diversidade ecológica encontrada, sobretudo em variedades tradicionais de arroz (Santos et al., 2006).
Variedades de arroz diferem em diversos aspectos. O ciclo da cultura varia de 80 a 280 dias, algumas são sensíveis ao fotoperiodo, outras não. O endosperma também apresenta variação, sendo que a grande maioria das variedades são não-glutinosas, característica que confere aspecto de grão solto após o cozimento. A variação também se da com relação a tolerância a estresses abióticos, como seca e frio, a resistência a estresses bióticos, como doenças e insetos (Khush, 1997). Programas de melhoramento genético de diversos países, incluindo o Brasil, desenvolvem cultivares melhoradas, adaptadas as condições ambientais especificas. Outro grande avanço no desenvolvimento do germoplasma melhorado foi a obtenção de arroz hibrido, o qual ocupa grande parte da área de cultivo da China, principal pais produtor e consumidor deste cereal. Devido ao uso de genitores geneticamente muito semelhantes em programas de melhoramento, as cultivares modernas são potencialmente mais suscetíveis a insetos e doenças e, neste particular, variedades tradicionais podem ser utilizadas para transferir genes de tolerância mediante cruzamentos com cultivares comerciais (Santos et al., 2006).

2.6 PRINCIPAIS CULTIVARES

Atualmente 167 cultivares registradas junto ao SNPC, cujas sementes poderiam ser produzidas oficialmente e comercializadas no país. Entretanto, em função da indisponibilidade de sementes, muitas delas não se encontram habilitadas para inclusão no zoneamento Agrícola divulgado anualmente pela Secretaria da Comissão Especial de Recursos do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Santos et al., 2006).
As cultivares são divididas em dois grupos: Cultivares de arroz irrigado, e estas se dividem quanto ao ciclo de desenvolvimento, as cultivares de arroz irrigado do clima subtropical do Sul do Brasil, variam, no Rio Grande do Sul, entre super-precoce (<100>130dias). Em Santa Catarina e no Mato Grosso do Sul e nos demais estados produtores, o ciclo é definido como precoce (<> 150 dias). Já as cultivares de arroz de terras altas as principais características: ciclo, altura de planta, resistência às doenças, qualidade do produto e produtividade (Embrapa, 2010).

2.7 MANEJO DE GERMOPLASMA

O manejo de germoplasma envolve diversas atividades, tais como: coleta, intercâmbio, registro, quarentena, estabelecimento das coleções, conservação, caracterização, avaliação, documentação e indicações de uso. (EMBRAPA, 2010).
Existe uma preocupação internacional na conservação não só da natureza, mas também dos recursos genéticos ameaçados de imediata destruição. Esta destruição deve-se, principalmente, à expansão da agricultura, que substitui materiais primitivos e tradicionais por outros melhorados e economicamente mais vantajosos. A Embrapa mantém uma rede nacional de bancos de germoplasma que é coordenada pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (CENARGEN). O Banco Ativo de Germoplasma de Arroz (BAG-Arroz), da Embrapa Arroz e Feijão, faz parte dessa rede nacional de bancos e está composto de aproximadamente 11.400 acessos, onde, aproximadamente 6.600 são nacionais e 4.500 do exterior; dentre os nacionais 43% é representado por germoplasma tradicional, oriundo de Expedições de coletas. A coleção é constituída de variedades, linhagens e variedades regionais. As principais atividades desenvolvidas no BAG-Arroz são: Introdução, que tem por finalidade o enriquecimento da variabilidade genética. Expedições de coleta com objetivo de ampliar a coleção nacional, preservar e utilizar o germoplasma nos programas de melhoramento. Armazenamento, através de uma câmara de conservação com capacidade para preservar, a médio prazo, 300m³ de sementes e que foi projetada para funcionar a 12ºC e 25%UR. Controle de Qualidade, realizado rotineiramente através de análises de germinação, objetivando verificar se o germoplasma necessita ser regenerado ou não. Multiplicação e Regeneração, onde a Multiplicação visa obter sementes de alta qualidade para atender às solicitações e em quantidades suficientes para repor o estoque. A Regeneração, para manutenção da integridade genética do germoplasma, refere-se à reprodução em campo ou casa de vegetação quando o poder germinativo estiver menor que 80%. Caracterização e Avaliação, feita em condições de campo onde os acessos introduzidos no BAG-Arroz são avaliados em seus caracteres botânicos-agronômicos (descritores), visando auxiliar os melhoristas na escolha dos genótipos com boas características. Intercâmbio, onde atende-se a solicitações de genótipos de arroz dentro do país e também a pedidos feitos pelo exterior, este último sempre coordenado pelo CENARGEN. Documentação e Arquivamento, feitas nas amostras de arroz que chegam ao BAG, registrando os dados de passaporte como origem e procedência. Para amostras de germoplasma oriundos de Expedições de coleta, utiliza-se a sigla CA, já as provenientes de Introdução, do país ou do exterior, recebem o código CNA, ambos seguido de seu número de registro. Também envolve a documentação dos dados de caracterização, onde futuramente serão disponibilizados para pesquisadores da Embrapa Arroz e Feijão e usuários em geral. A doação de germoplasma feita pelo BAG-Arroz tem contribuído com a comunidade científica, disponibilizando o acervo tanto para melhoristas, como para produtores, técnicos e estudantes para uso em atividades acadêmicas (Embrapa, 2010).
O arroz (Oryza sativa) é uma cultura de grande importância para a segurança alimentar brasileira. O cultivo do arroz no Brasil iniciou há quase 500 anos, por meio de introduções de variedades oriundas de diversos países, inicialmente da Europa, e posteriormente da Ásia, que é o centro de origem da espécie. O longo período em que o arroz é cultivado no Brasil fez com que a cultura desenvolvesse ampla adaptação ambiental às condições de solo e clima brasileiros, os quais são bastante diversos dos encontrados no continente asiático. Este processo adaptativo deu origem a variedades tradicionais possuidoras de um conjunto gênico de valor inestimável para o futuro do cultivo da espécie, sobretudo em um cenário que pressupõe restrição ao uso de água e aquecimento global. A Embrapa Arroz e Feijão tem resgatado este patrimônio genético desde meados da década de 1970, através de expedições de coletas de germoplasma. O surgimento de programas de melhoramento genético do arroz na década de 1930 pelo IAC e IRGA iniciaram uma trajetória de sucesso no desenvolvimento de cultivares com maior potencial produtivo, contribuindo para a sustentabilidade da cadeia produtiva do arroz. Grande parte de todo este patrimônio genético brasileiro de arroz encontra-se armazenado na Embrapa, e representa a garantia de que a variabilidade genética dos acessos será preservada e utilizada para o incremento contínuo da produtividade. (Embrapa, 2010).
Contudo, para uma utilização mais eficiente do patrimônio genético em programas de melhoramento, é necessário conhecer os atributos agronômicos dos genótipos, e determinar com precisão a extensão da variabilidade genética e grau de relacionamento genético entre os acessos, através da caracterização molecular. Este foi o principal motivo para que em 2001 fosse iniciada a elaboração da Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa (CNAE), a qual foi concluída após 18 meses de estudos, quando foram definidos os 550 genótipos componentes. (Embrapa, 2010).

2.8 MELHORAMENTO DO ARROZ NO BRASIL

Os programas de melhoramento genético de arroz no mundo são baseados na utilização de um numero reduzido de genitores com arquitetura moderna e atributos agronomicamente desejáveis, o que tem conduzido a um estreitamento da base genética. Com a redução da variabilidade genética, reduz-se também o ganho genético por ciclo de seleção. A escolha de acessos geneticamente divergentes em relação aos genitores elites, armazenados em bancos de germoplasma, para integrarem o programa de melhoramento genético, é uma alternativa viável para ampliação da base genética de arroz cultivado (Santos et al., 2006).
Para uma escolha precisa dos acessos mais divergentes é necessário que os acessos sejam caracterizados com os descritores mínimos. Alem disto uma avaliação a nível de genoma (DNA estrutural) de cada acesso, por meio de marcadores moleculares, oferece como vantagem a determinação precisa da variabilidade existente tanto entre diferentes acessos, quanto entre os indivíduos de um mesmo acesso. Devido ao grande numero de acessos de um banco de germoplasma torna-se impraticável a obtenção conjunta de dados fenotípicos e genotípicos em toda coleção. Mas o estudo detalhado pode ser feito em um numero reduzido de genótipos, como por exemplo, nos acessos pertencentes à coleções Nucleares, as quais consistem de um subgrupo de acessos de qualquer coleção de germoplasma que incorporam, com o mínimo de redundância, a diversidade genética de uma cultura e seus parentes silvestres, segundo o conceito original de Frankel (1984). Coleções Nucleares não visam substituir os bancos de germoplasma, que continuam então a preservar o restante dos genótipos (Santos et al., 2006).
A formação da coleção Nuclear Brasileira do Arroz (Abadie et al., 2002), resultante de um projeto colaborativo entre a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (Cenargem) e a Embrapa Arroz e Feijão, consiste de um grupo de 550 acessos, selecionados a partir de 10.000 acessos do banco de germoplasma. A coleção Nuclear possuí 3 estratos: a) variedades tradicionais, 308 acessos; b) material melhorado do Brasil, 94 acessos; c) introduções de outros países, 148 acessos. A escolha dos acessos melhorados do Brasil e introduzidos foi baseada nas informações fornecidas pela equipe de melhoramento do arroz. A s variedades tradicionais, formando o estrato considerado o mais importante por possuir grande variabilidade genética foram classificados segundo o ecossistema, terras altas e várzeas. Esses acessos foram alocados, para cada ecossistema, proporcionalmente ao produto logaritmo do numero de variedades tradicionais pelo índice de Shannon (medida de diversidade) de cada um deles, alem da utilização do Sistema de Informação Geográfica (SIG). A caracterização detalhada de 550 acessos da Coleção Nuclear Brasileira do Arroz inclui, alem dos descritores fenotípicos já obtidos, o padrão molecular com marcadores SSR (Simple Sequence Repeats), e desempenho para caracteres agronômicos obtidos em experimentos de campo, como produtividade, número de perfilhos e panículas por área, numero de dias ate o florescimento, determinação do teor de amilose e proteínas nos grãos. Esta caracterização possibilitara identificar os acessos com maior chance de contribuir para a ampliação da base genética das linhagens do programa de melhoramento, e os acessos que estejam em duplicata na Coleção Nuclear sendo substituído por outros ou retirados (Santos et al., 2006).
A analise molecular de espécie autógama como o arroz, frequentemente baseia-se na suposição de que um acesso ou variedade é uma amostra homogênea de sementes geneticamente puras. Quando a identidade genética era unicamente baseada na avaliação fenotípica, esta suposição era aceita como uma aproximação da realidade. Contudo com a utilização de marcadores moleculares para espécies silvestres e variedades tradicionais estão disponíveis a identificação da extensão da variabilidade genética fundamental para decidir qual acesso contem o maior numero de novos alelos, quais podem ser duplicadas, e quais possuem características de interesse agronômico. Para o caso de cultivares comerciais de arroz o conceito de pureza genética é critico, pois elas são registradas como linhas puras, e em contrapartida, a heterogeneidade genética pode ser um diagnostico de mistura de sementes indesejada, polinização cruzada, ou em casos raros, mutação. Em ultima analise, marcadores moleculares podem ser úteis no estabelecimento da identidade genética, diagnostico de heterogeneidade e para prevenir a propagação desta variação (Santos et al., 2006).
Marcadores moleculares podem auxiliar na preservação dos altos níveis de variabilidade alelica em variedades tradicionais por meio da determinação do numero mínimo de indivíduos requeridos para representar adequadamente a diversidade alelica destas variedades heterogêneas. Essa informação é crucial durante a etapa de multiplicação dos acessos do banco de germoplasma, por servir de parâmetro para definir o tamanho de sementes da amostra de sementes que deve ser colhida para preservar a identidade genética de cada acesso. Com o aumento do numero de marcadores avaliados nos bancos de germoplasma é possível determinar não só a constituição genética de cada acesso, mas também as relações genéticas entre eles. Em uma segunda etapa, pode-se começar a relacionar o desempenho para características agronômicas de interesse, com a presença ou ausência de alelos específicos de determinado marcador molecular (Santos et al., 2006).

2.9 AGRONEGÓCIO DO ARROZ NO BRASIL

A boa comercialização no primeiro semestre do ano e a qualidade do arroz brasileiro falando mais alto na reta final do ano safra, mantendo-o atrativo mesmo com uma perda significativa de competitividade em razão da valorização do Real frente ao dólar, deram números finais recordes às exportações de arroz do Brasil no ano safra 2009/10. Segundo dados da Secex/Mdic, o Brasil alcançou, entre março de 2009 e fevereiro de 2010 a venda externa de 894,41 mil toneladas, um crescimento de 13,2% sobre o desempenho de 2008/09, quando houve um momento atípico pela alta do mercado em razão da especulação e também pela crise de alimentos. Naquele ciclo, o Brasil exportou 789,87 mil toneladas (Portal do Agronegócio).
Do total exportado, 54,4% do grão foi beneficiado, quase a totalidade parboilizado, segundo o analista de mercados do Irga, Tiago Sarmento Barata. Arroz quebrado, farinha e farelo representaram 32,8%, com um mercado cativo na África. Descascado representou 9,7% e produto em casca 3,4. Ainda assim, o Brasil não conseguiu fechar a balança comercial com superávit, como ocorreu no período 2008/09. Uma enxurrada de arroz do Mercosul no último quadrimestre inverteu a tendência de o Brasil exportar mais do que importa, e as internações (99% de Uruguai e Argentina) somaram 908 mil toneladas (Portal do Agronegócio).
A valorização do Real, a oscilação cambial, preços atrativos do Mercosul com arroz de boa qualidade e entrando sem impostos no Brasil, bem como subsídios na origem, além da expectativa de quebra de safra e baixos estoques governamentais geraram um aumento de 69,2% no volume de cereal importado. Passou de 590 mil toneladas em 2008/09 para as 908 mil. Tiago Barata, do Irga, informa que 64% do arroz que entrou no Brasil, principalmente a partir do Mercosul, foi na forma de beneficiado. Outros 26,7% foi descascado e 9,1% em casca. Quebrados, farinha e farelo representaram apenas 0,3% (Portal do Agronegócio).


3. CONCLUSÕES

O objetivo da domesticação de plantas silvestres eliminou diversas características que impediam a utilização dessas espécies na agricultura. Entretanto, esse processo também tornou os vegetais cultivados mais susceptíveis às pragas e às doenças. O melhoramento genético clássico foi o responsável pelo aumento espetacular da produtividade das espécies cultivadas. A evolução, aliada à implementação de práticas agrícolas eficientes, permitiu que a produção mundial de arroz (Oryza sativa) triplicasse nas três ultimas décadas. Entretanto, o melhoramento clássico não consegue mais responder sozinho a essa demanda crescente de produtividade. Felizmente, os avanços da genética, permitiram o desenvolvimento de técnicas de manipulação e de introdução de genes exógenos ao genoma vegetal, produzindo as plantas transgênicas. Essas plantas representam hoje um caminho promissor para o melhoramento vegetal. A biotecnologia é uma aliada dos programas de melhoramento clássico, capaz de introduzir novas características às plantas selecionadas e aceitas comercialmente, de uma maneira rápida e precisa. Além disso, o recente avanço no seqüenciamento do genoma do arroz ampliou as possibilidades do desenvolvimento de novas estratégias de manipulação genética em cereais em geral.


4. LITERATURA CITADA.

SANTOS, A.B.; STONE, L.S.; VIEIRA, N.R.A.; A cultura do arroz no Brasil, 2º Ed. Santo Antonio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2006.

VIEIRA, N. R. A.; SANTOS, A. B.; SANT`ANA, E.P.; A cultura do arroz no Brasil, Santo Antonio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 1999.

MACHADO, R.C.M.: Importância econômica e principais pragas no Rio Grande do Sul Disponível em , acessado em 13 de abril de 2010.

Embrapa recursos genéticos disponível em: acessado em 02 de abril de 2010.

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Embrapa Arroz e feijão disponível em:
acessado em 14 de abril de 2010.

Embrapa Arroz e Feijão disponível em:
acessado em 15 de abril de 2010.

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acessado em 15 de abril de 2010.

Embrapa Arroz e Feijão disponível em:
acessado em 16 de abril de 2010.

Portal do Agronegócio disponível em:
acessado em 21 de junho de 2010.

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