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July 27, 2004
Distâncias de Isolamento em ArrozDispersão de Pólen
Apresentação à CTNBio Reunião Ordinária das Comissões Setoriais19 de Maio de 2010
André AbreuEng. AgrônomoGerente de Tecnologia – Bayer CropScience
Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010
Agenda
Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos
Implicações agronômicas
Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010
Distribuição de Arroz Silvestre na América do Sul
O. glumaepatula
O. grandiglumis
O. alta
O. latifolia
Arroz CultivadoOliveira, 1994;
Brondani et al., 2005
Santos, 2010
O. subulata
compatibilidade
SIM
NÃO
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Ampla rede de estudos sobre cruzamento nesta década
Brasil– EMBRAPA, EPAGRI, IRGA, UFSM
Colômbia– CIAT
EUA– LSU, USDA, UCD
Europa– CIRAD, IRTA
China– CNRRI
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Delineamento experimental clássico
Parcela Central de plantas polinizadoras (marcador herbicida)
Amostras de panículas radiando a fonte de pólen 1 2 3 4 5 6
306 bp (LLRice62)
166 bp (wild type)
800 bp
400 bp
OSR-LL62-ZY01Lane 1: Homozygous LLRice62. Lane 2: Hemizygous LLRice62.Lane 3: O.sativa var. Bengal, wild type. Lane 4: O.sativa var. M202,wild type. Lane 5: water (No Template Control). Lane 6: MW marker(Pharmacia 100 bp ladder)
Teste com HerbicidaValidação molecular
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Estudo a campo gene bar marcador, com cultivar de mesmo ciclo e linhas de arroz Vermelho e Preto.
42m parcela central. Área circundante de 60 x 60 m
Inspeções em floração
Estudo aprovado pela CTNBio - Rio Grande - RS - 2000
Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010
Avaliação por pesquisadores diversos para confirmar taxas de cruzamento
Plântulas potencialmente resistentes transplantadas para confirmação em bioensaio
Germinação em meio herbicida(método Embrapa publicado)
validação 1 (GM)
Estudo aprovado pela CTNBio - Rio Grande - RS - 2000
validação 2 (NM)
250000 sementes avaliadas
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Resultados: <0,1% até 3 metros
y = -0,0091x + 0,0453R2 = 0,9986
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0 2 4 6
Distância (m)
Cruzamento
(%)
Magalhães e Andres, EMBRAPA-CPACT Pelotas, Rio Grande do Sul, Brasil
Cruzamento variou entre 0.04 to 0.1% na distancia de 1 a 3 m , sob condições favoráveis à abundância de pólen e coincidência floral de 6 a 10 dias
Não foi observado cruzamento com as plantas de Arroz Vermelho ou Preto.
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Estudo IRGA usando mutação ALS como marcadorCachoeirinha - 2001
Distância entre doador e receptor (m)0 1 2 3 4 5 8 10
Plan
tas
híbr
idas
(%)
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
FONTE: RAMIREZ et. al., 2001
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Influencia do Vento na polinização
Citação: Messeguer, J., C. Fogher, E. Guiderdoni, V. Marifà, M.M. Català, G. Baldi, and E. Melé. 2001. Field assessments of gene flow from transgenic to cultivated rice (Oryza sativa L.) using a herbicide resistance gene as tracer marker. Theoretical and Applied Genetics 103:1151-1159.
Circulo central (gene bar marcador) com dois
círculos
Cruzamentos a 1 (0.08%) e 5 m (0,01%),
observados na direção do vento
1m10m
vento
5m
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Dados consistentes indicando baixo cruzamento
país do estudo taxa de cruzamento (%) autores/ano
Brasil 0,14% a 0,26% Noldin et al. (EPAGRI), 2002
Brasil 0,01% a 0,04% Ramirez et al. (IRGA), 2001
Brasil 0,0065% Villa et al. (UFSM), 2006
Brasil 0,01 a 0,04% Magalhães Jr et al (EMBRAPA -CPACT), 2001
China < 1% Rong et al. 2004
Colombia 0,03% a 0,3% Lentini & Espinoza 2005
Coreia 0,01% a 0,05% Chen et al. 2004
Costa Rica 0,1% a 0,4% Lentini & Espinoza 2005
Espanha e Italia 0,01% a 0,1% Messeguer et al., 2004
EUA 0,08% Linscombe et al, (LSU) 2005
EUA 0,40% Cheetham e Fischer (Univ. California Davis), 2005.
EUA 1% Langevin et al. 1990
EUA 0,01% a 0,14% Burgos et al. 2005, Estorninos et al. 2003a, 2003b
EUA 0,10% a 0,23% Estorninos et al. 2003b
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Agenda
Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos
Implicações agronômicas
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Estudo de sincronia floral extrema (aprovado pela CTNBio)
José Alberto Noldin e Satoru Yokoyama - EPAGRI - Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A.
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Baixo cruzamento sob máximas proximidade e sincronia floral
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Estudo com outros biótipos nos EUA corroboram dados do Brasil
12 biótipos de Arroz Vermelho submetidos ao cruzamento com Arroz mutagênico (marcador resistência herbicida)
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Agenda
Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos
Implicações agronômicas
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Persistência do Evento no meio
Segurança do Evento
Adaptação dos híbridos
Pressão de seleção
5
7
9
11
13
15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
%AV AP Hibridos LL x AV LL
genótipos
No.
per
filho
s Número de Perfilhos Esterilidade das Espiguetas
AV AP Hibridos LL x AV LLgenótipos
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Qualidade de Semente
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Echinochloa (Capim Arroz) resistente a herbicidas inibidores de ALS
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Modo de ação herbicida e variabilidade genética tem mais influência que a taxa de cruzamento
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Inexiste comprovação de variabilidade para tolerância ao Glufosinato
GrupoGrupo
HRACHRAC
Inibição da AcetoLactato Sintase (ALS)Inibição da AcetoLactato Sintase (ALS) BB pyrazosulfuron-ethyl, Imazaphirpyrazosulfuron-ethyl, Imazaphir 101101
Inibição da fotossíntese (PSII)Inibição da fotossíntese (PSII) C1C1 Atrazine, ChlorotoluronAtrazine, Chlorotoluron 6868
Inibição da AcetilCoA Carboxilase (ACCase)Inibição da AcetilCoA Carboxilase (ACCase) AA FenoxapropFenoxaprop 3636
Auxina sintética - similar ac. indolacéticoAuxina sintética - similar ac. indolacético OO 2,4D2,4D 2828
Inibição da fotossíntese (PSII)Inibição da fotossíntese (PSII) C2C2 PropanilPropanil 2121
(Glicina) Inibição da EPSPS (Glicina) Inibição da EPSPS GG GlyphosateGlyphosate 1616
inibição da formação das tubulinasinibição da formação das tubulinas K1K1 OryzalinOryzalin 1010
outrosoutros -- 99
Inibição da síntese de lipídeosInibição da síntese de lipídeos NN ThiocarbamatosThiocarbamatos 88
Inibição da biosíntese de carotenóidesInibição da biosíntese de carotenóides F3F3 UreasUreas 44
Inibidor de PPOInibidor de PPO EE OxyfluorfenOxyfluorfen 33
Inibidor de ácidos graxos de cadeia longaInibidor de ácidos graxos de cadeia longa K3K3 ButachlorButachlor 33
Inibição da divisão celularInibição da divisão celular LL QuincloracQuinclorac 22
(Ácido Fosfinico) Inibição Glutamina Sintetase (Ácido Fosfinico) Inibição Glutamina Sintetase HH GlufosinatoGlufosinato 00
Modo de AçãoModo de Ação Exemplo de herbicidaExemplo de herbicida total de espécies resistentes total de espécies resistentes descritasdescritas
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Conclusões
Norma do MAPA de 3 metros para < 1% é mais que suficiente Taxa média de < 0,1% de cruzamento até 1 metro de distância. Distância: a partir de 5 metros tende a zero Sincronia floral: < 15 dias para o cruzamento Perda de eficácia de herbicidas resultando de
– Modalidade de atividade química vs variabilidade genética – Manejo de pureza de sementes– Manejo de lavoura– Favorecimento ao cruzamento
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Obrigado