Revisão literária do melhoramento na cultura do feijão

INSTITUTO FEDERAL GOIANO campus URUTAÍ
Curso de Bacharelado em Agronomia
Disciplina de Melhoramento de Plantas
Professor: Milton L. Paz Lima


Autor: Leonel Teixeira Júnior

Introdução

O feijão (Phaseolus vulgaris L.) é uma “leguminosa” da família fabaceae predominantemente autógama com mais de 95% de autofecundação, domesticada há mais de 7000 anos em dois centros de origem: a Mesoamérica (México e América Central) e a Região Andina, (ARAGÃO et al.,2005).

Não há consenso sobre essas origens. Mas, há, no entanto, o senso comum entre os pesquisadores, atualmente, de que realmente a origem do feijoeiro é o Continente Americano, mas em outros continentes como a Ásia, África e Europa, existem variedades consideradas secundárias,(CIFEIJÃO, 2011). Acredita-se que o feijão, assim como o milho e a abóbora, tenha se manifestado inicialmente como erva daninha em cultivos de mandioca e batata-doce, na América Central. Durante milênios, os agricultores cultivaram misturas complexas de tipos de feijão como cerca viva contra seca, doenças e ataques de pragas. Este processo produziu uma variabilidade genética muito grande, com uma variedade grande de cores, textura e tamanho de grãos, vindo ao encontro das condições de plantio e preferências de sabor, em diferentes regiões, (Aragão et al., 2005).

Existem diversidades genéticas tanto para as espécies silvestres como as cultivadas. Do gênero Phaseolus, existe aproximadamente 55 espécies, das quais só cinco são cultivadas: seria (Phaseolus Vulgaris) o feijão comum – (Phaseolus Lunatus) o feijão de Lima – (Phaseolus Coccineus) o feijão Ayocote – (Phaseolus Acutifolius) o feijão Tepari – e o (Phaseolus Polyanthus). O feijoeiro tem uma boa adaptação em diversos climas o que permite seu cultivo durante todo ano, (Sociedade Digital, 2011).

Grande parte da variabilidade genética das espécies de feijão no mundo, tem sido mantida e conservada em bancos de germoplasma e outras modalidades. O armazenamento da variabilidade em grandes coleções é fundamental para apoio e desenvolvimento dos programas de melhoramento, (Embrapa Cenargen, 2011).

O Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa de Feijão do CNPAF, desde 1975, introduz e conserva, germoplasma de feijão cultivado, mantendo uma Coleção Ativa com cerca de 14.350 registros, entre acessos nacionais e do exterior. Dentre os primeiros, 31% é representado por germoplasma tradicional, oriundo de coletas em diversas regiões produtoras do país, (Embrapa Cenargen, 2011).

O banco ativo tem como objetivo promover o enriquecimento do germoplasma de feijão e preservar, avaliar, organizar e disponibilizar para a pesquisa a variabilidade genética desta leguminosa e suas espécies afins, propiciando ganhos genéticos expressivos para a cultura e garantindo a sustentabilidade do agronegócio brasileiro, (Embrapa Cenargen, 2011).
O Programa de melhoramento de feijão realizou entre os anos de 1982 e 2009 uma média de 125 experimen tos por ano, que foram divididos em três épocas de semeadura: seca, inverno e águas (cerca de 33,33% para cada época), (Embrapa, 2011).

O feijão é uma cultura de grande importância econômica, social, nutricional e funcional. É cultivado por pequenos e grandes produtores. O consumo nas várias regiões do país orienta a pesquisa, direcionando a produção e comercialização do produto, (Embrapa trigo, 2011).
O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) assume um grande valor social uma vez que se constitui na base da alimentação da população brasileira, além de gerar empregos requerendo bastante mão-de-obra durante todo o ciclo da cultura, (CUTO et al.,2005).

As fontes de proteína de origem vegetal têm sido amplamente utilizadas para a alimentação humana, em razão do baixo custo e ao menor teor de gordura, quando comparados aos alimentos de origem animal. O feijão (Phaseolus vulgaris L.) apresenta cerca da metade do teor de proteína em relação à soja, porém é de maior digestibilidade protéica (78,70%), (Pires et al., 2006).
A importância do feijão na alimentação humana é comprovada em relatos que remontam aos primeiros registros históricos de que se tem notícia. O feijoeiro era cultivado no Antigo Egito e na Grécia, onde recebiam cultos em sua homenagem, por serem considerados símbolo da vida. Já os antigos romanos usavam o feijão em suas festas e até mesmo como forma de pagamento para apostas, (CIFEIJAO, 2011).

Apesar do pequeno volume de produção mundial de feijão, 15% são produzidos para exportação. Em 2003, cinco países foram responsáveis por 76,1% dessa exportação: China, 33,9%; Myanmar, 11,9%; Estados Unidos, 11,5%; Canadá, 11,1%; e Argentina, 7,8%; movimentando-se 841 milhões de dólares com a transação deste produto, (Embrapa, 2011).
Este trabalho tem como objetivo destacar a importância e os resultados obtidos pelo melhoramento genético do feijão.

Desenvolvimento

A sistematização dos métodos de obter plantas com melhor rendimento, resultou na ciência do melhoramento genético de plantas. Problemas como a ausência da característica de interesse dentro da espécie e a incompatibilidade sexual sempre foram empecilhos para obter plantas ou organismos com as combinações genéticas desejadas pelos pesquisadores para satisfazer as crescentes demandas da sociedade; em outras palavras, a variabilidade genética existente na natureza não poderia ser explorada em seu potencial. Esta, talvez, foi a chamada velha biotecnologia. Gradativamente, os pesquisadores foram selecionando as melhores raças de plantas e microorganismos. Portanto, a ação do homem foi a de retirar da natureza os organismos que tinham um melhor conjunto de genes capaz de produzir, eficientemente, produtos para alimentação, saúde humana e uso industrial, (ARAGÃO et al.,2005).

Com a tecnologia do DNA recombinante, o homem pode manipular os genes de interesse, e utilizando-se de várias tecnologias, transferi-los para a espécie desejada, sem ter que passar pela fecundação. Aguarda-se uma nova revolução na agricultura que, ao mesmo tempo, obtenha incremento na produtividade, mínimo impacto ambiental e que esteja acessível aos pequenos produtores. A biotecnologia, se suficientemente apoiada e aplicada com cautela e segurança, pode cumprir com estes objetivos, representando um imenso potencial de ação para o bem estar da humanidade, (ARAGÃO et al.,2005).

Cultivares vem sendo melhoradas visando principalmente resistência a doenças, características físicas como o porte da planta, melhorias culinárias e nutricionais.
Algumas empresas como, IAC, Embrapa, Du Pont e EPAMIG trabalham com melhoramento genético do feijão buscando melhores produtividades.

A Embrapa Arroz e Feijão coordena o programa nacional de melhoramento genético do feijoeiro, gerando populações e linhagens com características de interesse agronômico, como produtividade, arquitetura de planta, precocidade, tolerância a estresses bióticos e abióticos e qualidade nutricional e funcional do grão, (Embrapa trigo, 2011).

A seleção é ferramenta de extrema importância, porém, deve ser precedida da hibridação, eficiente alternativa para produzir a variabilidade essencial para a seleção. No feijoeiro-comum há dificuldades para a hibridação artificial. Mesmo assim as hibridações dirigidas têm sido um dos recursos mais utilizados pelos programas de melhoramento para produzir variabilidade. São comuns as hibridações intra-específicas. A maioria das variedades atualmente no mercado são resultantes desse caminho, (GRUPO CULTIVAR, 2011).

As hibridações interespecíficas seriam outra alternativa importante para aproveitar as outras espécies cultivadas do gênero Phaseolus [P. acutifolius, P. coccineus, P. lunatus e P. polyanthus]. No entanto, os resultados são pobres e, além disso, não há relatos de poliploidia bem sucedida no feijoeiro-comum, (Grupo Cultivar, 2011).

A produção de feijoeiros transgênicos talvez não seja, no momento, a parte mais importante da engenharia genética que esteja sendo aproveitada. As dificuldades são acima da média nos procedimentos de transferência de genes nessa cultura. Seja qual for o caminho os resultados são lentos e pouco promissores, (GRUPO CULTIVAR, 2011).

O melhoramento genético vem desenvolvendo linhagens que possibilitam reduzir o ciclo do feijoeiro em até 20 dias, o que seria uma opção vantajosa para os agricultores, (Barbosa et al.,2005).

A precocidade é uma característica bastante estudada e que vale o investimento. Feijoeiros com ciclo menor que noventa dias, algo próximo de 65 ou setenta dias seria uma grande alternativa para ser aproveitada em períodos que o solo fica ocioso por falta de uma cultura de ciclo curto e rentável. Obter variedades com essa característica é um desafio em razão da escassez de genótipos com esse perfil para servirem como genitores, (GRUPO CULTIVAR, 2011).

A arquitetura da planta tem sido o conjunto de características mais trabalhado nos últimos anos, em razão da necessidade de variedades para a colheita mecanizada. Variedades com hábito de crescimento ereto, haste mais resistente ao acamamento e maior altura na inserção da primeira vagem são o tipo de planta ideal para essa necessidade da mecanização que se associa aos avanços da irrigação e da semeadura direta, (GRUPO CULTIVAR, 2011).

Barbosa et al., 2005 obtiveram 16 linhagens de feijoeiro que associaram precocidade, resistência a patógenos e melhor tipo e produtividade de grãos.

Alguns pontos importantes tratando-se de melhoramento genético do feijoeiro estão relacionados com cultivares como, por exemplo, suscetíveis ou resistentes ao vírus do mosaico dourado, resistentes a murcha de fusarium, a antracnose e a mancha angular, cultivares tolerantes a seca e alta temperatura e melhor capacidade de cozimento do feijão.

A cultura do feijoeiro no Brasil é submetida a vários estresses bióticos devido a patógenos. Esses, causam redução expressiva na produtividade e afetam a qualidade do produto. Entre as alternativas de controle, o uso de cultivares mais resistentes tem sido procurada. Os programas de melhoramento genético no Brasil têm dado ênfase na obtenção de linhagens mais resistentes às doenças devido aos vírus, fungos e bactérias. Entre as fúngicas a antracnose, incitada pelo Colletotrichum lindemuthianum (Sacc & Magnus) e a mancha angular (Phaeoisariopis griseola) (Sacc & Ferraris) tem recebido maior atenção, (INFOBIBOS, 2011).

Com o aumento de cultivos sucessivos de feijoeiro no Brasil, sobretudo em áreas irrigadas, alguns problemas fitossanitários têm-se acentuado. Entre eles vem ganhando importância, a murcha-de-fusário – causada pelo fungo Fusarium oxysporum Schlecht. f.sp. phaseoli Kendrick e Snyder.
Ainda persistem algumas dúvidas sobre o melhor método de avaliação da resistência a essa doença e, que, uma vez solucionadas, podem otimizar a eficiência das avaliações em grande escala nos programas de melhoramento.

Em quase todo o programa de melhoramento, há a necessidade de se avaliar o comportamento de linhagens ou progênies com relação à reação à resistência à doença, (Zavaglia et al., 2007).
O vírus-do-mosaico-dourado (VMDF) é uma doença causada por um geminivírus transmitido pela mosca-branca (Bemisia tabaci) e é um dos principais problemas na cultura do feijão na América Latina (Galvez & Morales, 1989).

Provoca perdas econômicas que podem variar de 30% a 100%, dependendo da cultivar, estádio da planta, população do vetor, presença de hospedeiros alternativos e condições ambientais (Faria et al., 1996).

O principal sintoma celular é a mudança da morfologia dos cloroplastos, especialmente no sistema lamelar, mas podem ocorrer sintomas também nos tecidos do floema e células adjacentes ao parênquima. Ocorre aumento de tamanho do nucléolo que se condensa em regiões granulares fibrilares, e mais tarde toma a forma de anéis, de tamanho e número variados por núcleo. Finalmente, quando partículas virais aparecem no núcleo, a capacidade de translocação de solutos na planta é dificultada, afetando a produtividade do feijoeiro (Faria et al., 1996).
Nenhuma medida de controle, quando utilizada isoladamente, demonstra efeito positivo no controle do mosaico dourado, (LEMOS et al., 2003).

As variedades de feijoeiro resistentes ao mosaico dourado estão sendo avaliadas quanto à segurança alimentar e ambiental, (ARAGÃO et al.,2005).

A alternativa mais viável para o agricultor controlar as doenças, como a antracnose e mancha angular, é a obtenção de cultivares resistentes, (CUTO et al.,2005).

Com o auxílio de marcadores moleculares, foi possível selecionar plantas com quatro ou três diferentes genes de resistência piramidados. As famílias RC3F3 avaliadas quanto à resistência para as três doenças e aquelas selecionadas como resistentes serão autofecundadas para a obtenção de linhagens. As famílias foram também avaliadas quanto à resistência ao crestamento bacteriano-comum e ao mosaico comum, características presentes na Diamante Negro, (Costa et al., 2005).

Segundo CHIORATO et al., 2005 os marcadores moleculares foram introduzidos na década de 90 como alternativa de estudos de diversidade genética de plantas, por serem mais informativos e estáveis que os descritores morfoagronômicos, pois além do elevado custo é de difícil operacionalização devido ao número reduzido ou insuficiente de descritores necessários para a diferenciação dos materiais, muitas vezes influenciados pelo ambiente naqueles casos em que são governados por muitos genes.

A análise genômica por meio de marcadores moleculares é uma poderosa ferramenta de auxílio a vários programas de melhoramento, permitindo inicialmente uma caracterização detalhada da variabilidade genética dos genótipos tolerantes a seca, e posteriormente, serem utilizados na obtenção de mapas moleculares para identificação de locos relacionados a tolerância a seca,( Pinheiro et al., 2005).

Para que seja possível o desenvolvimento de cultivares de feijão com teores elevados de aminoácidos, é necessário o conhecimento da composição de aminoácidos dos grãos das cultivares brasileiras e dos efeitos da interação genótipos x ambientes sobre essas características, (Ribeiro et al.)

O tempo de cozimento é um fator fundamental para a aceitação de uma cultivar de feijão pelos consumidores, pois a disponibilidade de tempo para o preparo das refeições é, muitas vezes, restrita (Costa et al., 2001).

Um dos maiores problemas na condução de trabalhos que envolvem a avaliação do tempo de cocção está relacionado com a metodologia, a qual utiliza cozedores experimentais para avaliar o caráter em questão. Essa metodologia embora eficiente, é muito demorada, o que inviabiliza a sua utilização na rotina de programas de melhoramento, haja vista que se avaliam centenas de genótipos concomitantemente. Sendo assim, o desenvolvimento de metodologias empregando marcadores de DNA, tornam-se necessárias, permitindo desta forma a avaliação rápida e eficiente de genótipos quanto ao tempo de cocção, (Silva e Santos, 2005).

A seca e as altas temperaturas são alguns dos principais problemas para o cultivo do feijão, sobretudo nos estados do Nordeste do Brasil. O déficit hídrico pode resultar na perda total da cultura, prejudicando principalmente o pequeno agricultor, que geralmente não conta com sistema de irrigação, (Pinheiro et al., 2005).

As áreas onde se cultiva feijão irrigado devem ser extensivamente utilizadas durante todo o ano para que sejam economicamente viáveis, havendo assim, necessidade de um programa bem elaborado de rotação de culturas, para possibilitar, não só a redução da ocorrência de patógenos, como também para aproveitar as oportunidades de comercialização em épocas que há menor oferta do produto no mercado, (Barbosa et al., 2005).

Considerações Finais

Os programas de melhoramento genético na cultura do feijão visam maiores produtividades, resistência a doença, melhor porte físico para facilitar a colheita mecanizada, e melhorias culinárias como, menor tempo de cozimento e maior valor nutricional.

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