Melhoramento de plantas - Plant breeding

A cultivar de trigo Yecoro (direita) é sensível à salinidade, as plantas resultantes de um cruzamento híbrido com a cultivar W4910 (esquerda) apresentam maior tolerância à salinidade elevada

O melhoramento de plantas é a ciência de mudar as características das plantas para produzir as características desejadas. Tem sido usado para melhorar a qualidade da nutrição em produtos para humanos e animais. Os objetivos do melhoramento de plantas são produzir variedades de culturas que apresentem características únicas e superiores para uma variedade de aplicações agrícolas. As características mais frequentemente abordadas são aquelas relacionadas à tolerância ao estresse biótico e abiótico, rendimento de grãos ou biomassa, características de qualidade de uso final, como sabor ou as concentrações de moléculas biológicas específicas (proteínas, açúcares, lipídios, vitaminas, fibras) e facilidade de processamento (colheita, moagem, panificação, maltagem, mistura, etc.). O melhoramento vegetal pode ser através de muitas diferentes técnicas que vão desde simplesmente selecionar as plantas com características desejáveis para propagação, a métodos que fazem uso do conhecimento de genética e cromossomas, com técnicas moleculares mais complexas (ver cultigen e cultivar ). Os genes em uma planta são o que determinam que tipo de características qualitativas ou quantitativas ela terá. Os melhoristas de plantas se esforçam para criar um resultado específico de plantas e potencialmente novas variedades de plantas e, ao fazê-lo, restringem a diversidade genética dessa variedade a alguns biótipos específicos.

É praticado em todo o mundo por indivíduos, como jardineiros e fazendeiros, e por criadores de plantas profissionais empregados por organizações como instituições governamentais , universidades, associações industriais de culturas específicas ou centros de pesquisa.

As agências internacionais de desenvolvimento acreditam que o cultivo de novas safras é importante para garantir a segurança alimentar por meio do desenvolvimento de novas variedades de maior rendimento, resistentes a doenças, tolerantes à seca ou adaptadas regionalmente a diferentes ambientes e condições de cultivo.

História

O melhoramento de plantas começou com a agricultura sedentária e, particularmente, com a domesticação das primeiras plantas agrícolas , uma prática que se estima data de 9.000 a 11.000 anos. Inicialmente, os primeiros agricultores simplesmente selecionavam plantas alimentícias com características desejáveis ​​particulares e as empregavam como progenitoras para as gerações subsequentes, resultando em um acúmulo de características valiosas ao longo do tempo.

A tecnologia de enxerto era praticada na China antes de 2000 aC.

Por volta de 500 aC, o enxerto estava bem estabelecido e praticado.

Gregor Mendel (1822–84) é considerado o "pai da genética ". Seus experimentos com hibridização de plantas levaram ao estabelecimento de leis de herança . A genética estimulou a pesquisa para melhorar a produção agrícola por meio do melhoramento genético.

O melhoramento de plantas moderno é a genética aplicada, mas sua base científica é mais ampla, abrangendo biologia molecular , citologia , sistemática , fisiologia , patologia , entomologia , química e estatística ( biometria ). Também desenvolveu tecnologia própria.

Melhoramento de plantas clássico

A reprodução seletiva ampliou as características desejadas da planta de repolho selvagem ( Brassica oleracea ) ao longo de centenas de anos, resultando em dezenas das safras agrícolas atuais. Repolho , couve , brócolis e couve - flor são cultivares dessa planta.

Uma das principais técnicas de melhoramento de plantas é a seleção, o processo de propagação seletiva de plantas com características desejáveis ​​e eliminação ou "seleção" daquelas com características menos desejáveis.

Outra técnica é o cruzamento ( cruzamento ) deliberado de indivíduos próximos ou distantemente relacionados para produzir novas variedades de culturas ou linhagens com propriedades desejáveis. As plantas são cruzadas para introduzir características / genes de uma variedade ou linha em um novo fundo genético. Por exemplo, uma ervilha resistente ao mofo pode ser cruzada com uma ervilha de alto rendimento, mas suscetível, sendo o objetivo do cruzamento introduzir resistência ao mofo sem perder as características de alto rendimento. A progênie do cruzamento seria então cruzada com o progenitor de alta produção para garantir que a progênie fosse mais parecida com a do progenitor de alta produção ( retrocruzamento ). A progênie desse cruzamento seria então testada quanto ao rendimento (seleção, conforme descrito acima) e a resistência ao mofo e as plantas resistentes a alto rendimento seriam posteriormente desenvolvidas. As plantas também podem ser cruzadas com elas mesmas para produzir variedades consanguíneas para reprodução. Os polinizadores podem ser excluídos através do uso de bolsas de polinização .

O melhoramento clássico depende amplamente da recombinação homóloga entre os cromossomos para gerar diversidade genética . O melhorista clássico também pode fazer uso de uma série de técnicas in vitro , como fusão de protoplastos , resgate de embriões ou mutagênese (veja abaixo) para gerar diversidade e produzir plantas híbridas que não existiriam na natureza .

As características que os criadores tentaram incorporar nas plantas de cultivo incluem:

  1. Qualidade aprimorada , como nutrição aprimorada, sabor aprimorado ou maior beleza
  2. Maior rendimento da safra
  3. Maior tolerância às pressões ambientais ( salinidade , temperatura extrema , seca )
  4. Resistência a vírus , fungos e bactérias
  5. Maior tolerância a pragas de insetos
  6. Maior tolerância a herbicidas
  7. Período de armazenamento mais longo para a safra colhida

Antes da segunda guerra mundial

Catálogo da Garton de 1902

As empresas de cultivo comercial de plantas bem-sucedidas foram fundadas no final do século XIX. A Gartons Agricultural Plant Breeders na Inglaterra foi fundada na década de 1890 por John Garton, que foi um dos primeiros a comercializar novas variedades de safras agrícolas criadas por meio de polinização cruzada. A primeira introdução da empresa foi Abundance Oat , uma das primeiras variedades agrícolas de grãos cultivadas a partir de um cruzamento controlado , introduzida no comércio em 1892.

No início do século 20, os melhoristas de plantas perceberam que as descobertas de Mendel sobre a natureza não aleatória da herança poderiam ser aplicadas a populações de mudas produzidas por meio de polinizações deliberadas para prever as frequências de diferentes tipos. Os híbridos de trigo foram criados para aumentar a produção agrícola da Itália durante a chamada " Batalha pelos grãos " (1925-1940). A heterose foi explicada por George Harrison Shull . Ele descreve a tendência da progênie de um cruzamento específico de superar os pais. A detecção da utilidade da heterose para o melhoramento de plantas levou ao desenvolvimento de linhagens endogâmicas que revelam uma vantagem de rendimento heterótico quando são cruzadas. O milho foi a primeira espécie em que a heterose foi amplamente utilizada para produzir híbridos.

Métodos estatísticos também foram desenvolvidos para analisar a ação do gene e distinguir a variação hereditária da variação causada pelo ambiente. Em 1933, outra importante técnica de melhoramento, a esterilidade masculina citoplasmática (CMS), desenvolvida em milho, foi descrita por Marcus Morton Rhoades . CMS é uma característica herdada da mãe que faz com que a planta produza pólen estéril . Isso permite a produção de híbridos sem a necessidade de despendoamento intensivo de mão de obra .

Essas técnicas de criação precoce resultaram em um grande aumento na produção nos Estados Unidos no início do século XX. Aumentos de safra semelhantes não foram produzidos em outros lugares até depois da Segunda Guerra Mundial , a Revolução Verde aumentou a produção agrícola no mundo em desenvolvimento na década de 1960.

Depois da segunda guerra mundial

Cultura in vitro de Vitis (videira), Geisenheim Grape Breeding Institute

Após a Segunda Guerra Mundial, várias técnicas foram desenvolvidas que permitiram aos criadores de plantas hibridizar espécies aparentadas de maneira distante e induzir artificialmente a diversidade genética.

Quando espécies distantemente relacionadas são cruzadas, os melhoristas de plantas fazem uso de uma série de técnicas de cultura de tecidos de plantas para produzir progênie de acasalamentos infrutíferos. Os híbridos interespecíficos e intergenéricos são produzidos a partir de um cruzamento de espécies ou gêneros relacionados que normalmente não se reproduzem sexualmente . Essas cruzes são chamadas de cruzes largas . Por exemplo, o cereal triticale é um híbrido de trigo e centeio . As células nas plantas derivadas da primeira geração criada a partir do cruzamento continham um número ímpar de cromossomos e, como resultado, eram estéreis. O inibidor da divisão celular colchicina foi usado para dobrar o número de cromossomos na célula e, assim, permitir a produção de uma linha fértil.

A falha em produzir um híbrido pode ser devido à incompatibilidade pré ou pós- fertilização . Se a fertilização for possível entre duas espécies ou gêneros, o embrião híbrido pode abortar antes da maturação. Se isso ocorrer, o embrião resultante de um cruzamento interespecífico ou intergenérico pode às vezes ser resgatado e cultivado para produzir uma planta inteira. Esse método é conhecido como Resgate de Embriões . Essa técnica tem sido usada para produzir novo arroz para a África , um cruzamento interespecífico de arroz asiático (Oryza sativa) e arroz africano (Oryza glaberrima) .

Os híbridos também podem ser produzidos por uma técnica chamada fusão de protoplastos . Nesse caso, os protoplastos são fundidos, geralmente em um campo elétrico. Recombinantes viáveis ​​podem ser regenerados em cultura.

Mutagênicos químicos como EMS e DMS , radiação e transposons são usados ​​para gerar mutantes com características desejáveis ​​para serem cruzados com outras cultivares - um processo conhecido como Mutation Breeding . Os melhoristas de plantas clássicos também geram diversidade genética dentro de uma espécie, explorando um processo denominado variação somaclonal , que ocorre em plantas produzidas a partir de cultura de tecidos, particularmente plantas derivadas de calos . A poliploidia induzida e a adição ou remoção de cromossomos usando uma técnica chamada engenharia de cromossomos também podem ser usadas.

Pesquisa agrícola em plantas de batata

Quando um traço desejável foi criado em uma espécie, vários cruzamentos com o progenitor preferido são feitos para tornar a nova planta o mais semelhante possível ao progenitor preferido. Voltando ao exemplo da ervilha resistente ao mofo sendo cruzada com uma ervilha de alto rendimento, mas suscetível, para tornar a progênie resistente ao mofo do cruzamento mais parecida com o progenitor de alto rendimento, a progênie será cruzada de volta para aquele progenitor por várias gerações ( Veja retrocruzamento ). Este processo remove a maior parte da contribuição genética do pai resistente ao mofo. A criação clássica é, portanto, um processo cíclico.

Com as técnicas clássicas de melhoramento, o criador não sabe exatamente quais genes foram introduzidos nas novas cultivares. Alguns cientistas, portanto, argumentam que as plantas produzidas por métodos clássicos de melhoramento deveriam passar pelo mesmo regime de testes de segurança que as plantas geneticamente modificadas . Houve casos em que as plantas cultivadas usando técnicas clássicas foram inadequadas para o consumo humano, por exemplo, o veneno solanina foi acidentalmente aumentado para níveis inaceitáveis ​​em certas variedades de batata através do melhoramento de plantas. As novas variedades de batata são frequentemente analisadas quanto aos níveis de solanina antes de chegar ao mercado.

Mesmo com o que há de mais moderno em melhoramento convencional assistido por biotecnologia , a incorporação de uma característica leva em média sete gerações para culturas propagadas clonalmente , nove para autofertilização e dezessete para polinização cruzada .

Melhoramento de plantas moderno

O melhoramento de plantas moderno pode usar técnicas de biologia molecular para selecionar, ou no caso de modificação genética, para inserir características desejáveis ​​nas plantas. A aplicação da biotecnologia ou biologia molecular também é conhecida como melhoramento molecular .

Instalações modernas em biologia molecular agora são usadas no melhoramento de plantas.

Seleção assistida por marcador

Às vezes, muitos genes diferentes podem influenciar uma característica desejável no melhoramento de plantas. O uso de ferramentas como marcadores moleculares ou impressões digitais de DNA pode mapear milhares de genes. Isso permite que os melhoristas de plantas selecionem grandes populações de plantas para aquelas que possuem a característica de interesse. A triagem é baseada na presença ou ausência de um determinado gene, conforme determinado por procedimentos de laboratório, ao invés da identificação visual da característica expressa na planta. O objetivo da seleção assistida por marcador, ou análise do genoma da planta, é identificar a localização e a função ( fenótipo ) de vários genes dentro do genoma. Se todos os genes forem identificados, isso leva à sequência do genoma . Todas as plantas têm tamanhos e comprimentos variados de genomas com genes que codificam proteínas diferentes, mas muitos também são os mesmos. Se a localização e a função de um gene são identificadas em uma espécie de planta, um gene muito semelhante provavelmente também pode ser encontrado em uma localização semelhante no genoma de outra espécie relacionada.

Reprodução reversa e haplóides duplicados (DH)

As plantas homozigotas com características desejáveis ​​podem ser produzidas a partir de plantas iniciais heterozigotas , se uma célula haplóide com os alelos para essas características puder ser produzida, e então usada para fazer um haplóide duplo . O haplóide duplicado será homozigoto para as características desejadas. Além disso, duas plantas homozigóticas diferentes criadas dessa forma podem ser usadas para produzir uma geração de plantas híbridas F1 que têm as vantagens da heterozigosidade e uma maior variedade de características possíveis. Assim, uma planta heterozigótica individual escolhida por suas características desejáveis ​​pode ser convertida em uma variedade heterozigótica (híbrido F1) sem a necessidade de reprodução vegetativa, mas como resultado do cruzamento de duas linhagens haplóides homozigotas / duplas derivadas da planta originalmente selecionada. A cultura de tecido vegetal pode produzir linhagens e gerações de plantas haplóides ou haplóides duplas. Isso reduz a diversidade genética obtida dessa espécie de planta a fim de selecionar as características desejáveis ​​que aumentarão a aptidão dos indivíduos. O uso desse método diminui a necessidade de criar várias gerações de plantas para obter uma geração homogênea para as características desejadas, economizando muito tempo em relação à versão natural do mesmo processo. Existem muitas técnicas de cultivo de tecido vegetal que podem ser usadas para obter plantas haplóides, mas o cultivo de micrósporos é atualmente o mais promissor para a produção do maior número deles.

Modificação genética

A modificação genética de plantas é alcançada adicionando um gene ou genes específicos a uma planta, ou derrubando um gene com RNAi , para produzir um fenótipo desejável . As plantas resultantes da adição de um gene são freqüentemente chamadas de plantas transgênicas . Se, para a modificação genética, genes da espécie ou de uma planta cruzável são usados ​​sob o controle de seu promotor nativo, então eles são chamados de plantas cisgênicas . Às vezes, a modificação genética pode produzir uma planta com a (s) característica (s) desejada (s) mais rapidamente do que a reprodução clássica, porque a maior parte do genoma da planta não é alterada.

Para modificar geneticamente uma planta, uma construção genética deve ser projetada de forma que o gene a ser adicionado ou removido seja expresso pela planta. Para fazer isso, um promotor para conduzir a transcrição e uma sequência de terminação para parar a transcrição do novo gene, e o gene ou genes de interesse devem ser introduzidos na planta. Um marcador para a seleção de plantas transformadas também está incluído. No laboratório , a resistência a antibióticos é um marcador comumente usado: as plantas que foram transformadas com sucesso crescerão em meio contendo antibióticos; as plantas que não foram transformadas morrerão. Em alguns casos, os marcadores para seleção são removidos por retrocruzamento com a planta-mãe antes do lançamento comercial.

A construção pode ser inserida no genoma da planta por recombinação genética usando a bactéria Agrobacterium tumefaciens ou A. rhizogenes , ou por métodos diretos como o gene gun ou microinjeção . Usar vírus de plantas para inserir construções genéticas em plantas também é uma possibilidade, mas a técnica é limitada pela gama de hospedeiros do vírus. Por exemplo, o vírus do mosaico da couve-flor (CaMV) infecta apenas a couve - flor e espécies relacionadas. Outra limitação dos vetores virais é que o vírus geralmente não é transmitido para a progênie, de modo que todas as plantas precisam ser inoculadas.

A maioria das plantas transgênicas liberadas comercialmente está atualmente limitada a plantas que introduziram resistência a pragas de insetos e herbicidas . A resistência a insetos é obtida por meio da incorporação de um gene do Bacillus thuringiensis (Bt) que codifica uma proteína tóxica para alguns insetos. Por exemplo, a lagarta do algodão , uma praga comum do algodão, se alimenta de algodão Bt, ela ingerirá a toxina e morrerá. Os herbicidas geralmente atuam ligando-se a certas enzimas vegetais e inibindo sua ação. As enzimas que o herbicida inibe são conhecidas como o local-alvo dos herbicidas . A resistência a herbicidas pode ser desenvolvida em plantações expressando uma versão da proteína do local alvo que não é inibida pelo herbicida. Este é o método usado para produzir plantas de cultivo resistentes ao glifosato (" Roundup Ready ").

A modificação genética pode aumentar ainda mais os rendimentos, aumentando a tolerância ao estresse a um determinado ambiente. Estresses, como variação de temperatura, são sinalizados para a planta por meio de uma cascata de moléculas de sinalização que ativarão um fator de transcrição para regular a expressão gênica . A superexpressão de genes específicos envolvidos na aclimatação ao frio demonstrou produzir mais resistência ao congelamento, que é uma causa comum de perda de rendimento

A modificação genética de plantas que podem produzir produtos farmacêuticos (e produtos químicos industriais), às vezes chamada de pharming , é uma nova área bastante radical do melhoramento de plantas.

Problemas e preocupações

O melhoramento de plantas moderno, seja clássico ou por meio da engenharia genética, vem com questões que preocupam, principalmente no que diz respeito às culturas alimentares. A questão de saber se a reprodução pode ter um efeito negativo sobre o valor nutricional é central a esse respeito. Embora relativamente pouca pesquisa direta nessa área tenha sido feita, há indícios científicos de que, ao favorecer certos aspectos do desenvolvimento de uma planta, outros aspectos podem ser retardados. Um estudo publicado no Journal of the American College of Nutrition em 2004, intitulado Alterações nos dados de composição de alimentos do USDA para 43 culturas de jardim, 1950 a 1999 , comparou a análise nutricional de vegetais feita em 1950 e em 1999, e encontrou reduções substanciais em seis dos 13 nutrientes medidos, incluindo 6% de proteína e 38% de riboflavina . Reduções de cálcio , fósforo , ferro e ácido ascórbico também foram encontradas. O estudo, conduzido no Biochemical Institute da Universidade do Texas em Austin , concluiu em resumo: "Sugerimos que qualquer declínio real é geralmente mais facilmente explicado por mudanças nas variedades cultivadas entre 1950 e 1999, nas quais pode haver compensações entre rendimento e conteúdo de nutrientes. "

O debate em torno dos alimentos geneticamente modificados durante a década de 1990 atingiu o pico em 1999 em termos de cobertura da mídia e percepção de risco, e continua até hoje - por exemplo, "A Alemanha jogou seu peso por trás de um crescente motim europeu sobre plantações geneticamente modificadas ao proibir o plantio de uma ampla cultivado variedade de milho resistente a pragas. ”O debate envolve o impacto ecológico das plantas geneticamente modificadas , a segurança dos alimentos geneticamente modificados e os conceitos usados ​​para avaliação de segurança como equivalência substancial . Essas preocupações não são novas no melhoramento de plantas. A maioria dos países tem processos regulatórios em vigor para ajudar a garantir que as novas variedades de safras que entram no mercado sejam seguras e atendam às necessidades dos agricultores. Os exemplos incluem registro de variedade, esquemas de sementes, autorizações regulatórias para plantas GM, etc.

Os direitos dos melhoristas de plantas também são uma questão importante e controversa. Hoje, a produção de novas variedades é dominada por melhoristas comerciais de plantas, que buscam proteger seu trabalho e cobrar royalties por meio de acordos nacionais e internacionais baseados em direitos de propriedade intelectual . A gama de questões relacionadas é complexa. Em termos mais simples, os críticos das regulamentações cada vez mais restritivas argumentam que, por meio de uma combinação de pressões técnicas e econômicas, os criadores comerciais estão reduzindo a biodiversidade e restringindo significativamente os indivíduos (como os agricultores) de desenvolver e comercializar sementes em nível regional. Esforços para fortalecer os direitos dos criadores, por exemplo, alongando os períodos de proteção de variedades, estão em andamento.

Quando novas raças ou cultivares de plantas são criadas, elas devem ser mantidas e propagadas. Algumas plantas são propagadas por meios assexuados, enquanto outras são propagadas por sementes. Os cultivares propagados por sementes requerem controle específico sobre a origem das sementes e os procedimentos de produção para manter a integridade dos resultados das raças de plantas. O isolamento é necessário para evitar a contaminação cruzada com plantas relacionadas ou a mistura de sementes após a colheita. O isolamento é normalmente realizado pela distância de plantio, mas em certas culturas, as plantas são colocadas em estufas ou gaiolas (mais comumente usadas na produção de híbridos F1).

A reprodução também não é um processo rápido. Isso é especialmente importante durante a reprodução para atenuar uma doença: o tempo médio desde o reconhecimento humano de uma nova ameaça de doença fúngica até a liberação de uma cultura resistente a esse patógeno é de pelo menos doze anos.

Papel do melhoramento de plantas na agricultura orgânica

Os críticos da agricultura orgânica afirmam que ela tem rendimento muito baixo para ser uma alternativa viável à agricultura convencional. No entanto, parte desse fraco desempenho pode ser o resultado do cultivo de variedades mal adaptadas. Estima-se que mais de 95% da agricultura orgânica é baseada em variedades convencionalmente adaptadas, embora os ambientes de produção encontrados em sistemas de cultivo orgânico vs. convencionais sejam muito diferentes devido às suas práticas de manejo distintas. Mais notavelmente, os agricultores orgânicos têm menos insumos disponíveis do que os produtores convencionais para controlar seus ambientes de produção. O cultivo de variedades especificamente adaptadas às condições únicas da agricultura orgânica é fundamental para que este setor alcance todo o seu potencial. Isso requer a seleção de características como:

  • Eficiência do uso de água
  • Eficiência de uso de nutrientes (particularmente nitrogênio e fósforo )
  • Competitividade da erva daninha
  • Tolerância de controle mecânico de ervas daninhas
  • Resistência a pragas / doenças
  • Maturidade antecipada (como um mecanismo para evitar tensões específicas)
  • Tolerância ao estresse abiótico (ou seja, seca, salinidade, etc ...)

Atualmente, poucos programas de melhoramento são direcionados à agricultura orgânica e, até recentemente, aqueles que abordavam esse setor geralmente dependiam da seleção indireta (isto é, seleção em ambientes convencionais para características consideradas importantes para a agricultura orgânica). No entanto, como a diferença entre os ambientes orgânico e convencional é grande, um determinado genótipo pode ter um desempenho muito diferente em cada ambiente devido a uma interação entre os genes e o ambiente (ver interação gene-ambiente ). Se essa interação for suficientemente severa, uma característica importante necessária ao ambiente orgânico pode não ser revelada no ambiente convencional, o que pode resultar na seleção de indivíduos mal adaptados. Para garantir que as variedades mais adaptadas sejam identificadas, os defensores do melhoramento orgânico agora promovem o uso da seleção direta (isto é, seleção no ambiente alvo) para muitas características agronômicas.

Existem muitas técnicas clássicas e modernas de melhoramento que podem ser utilizadas para o melhoramento de safras na agricultura orgânica, apesar da proibição dos organismos geneticamente modificados . Por exemplo, cruzamentos controlados entre indivíduos permitem que a variação genética desejável seja recombinada e transferida para a progênie de sementes por meio de processos naturais. A seleção assistida por marcador também pode ser empregada como uma ferramenta de diagnóstico para facilitar a seleção da progênie que possui as características desejadas, acelerando bastante o processo de reprodução. Esta técnica tem se mostrado particularmente útil para a introgressão de genes de resistência em novas origens, bem como a seleção eficiente de muitos genes de resistência piramidados em um único indivíduo. Infelizmente, marcadores moleculares não estão disponíveis atualmente para muitas características importantes, especialmente aquelas complexas controladas por muitos genes.

Reprodução e segurança alimentar

Para que a agricultura prospere no futuro, mudanças devem ser feitas para resolver os problemas globais que surgem. Essas questões são a falta de terras cultiváveis, as condições de cultivo cada vez mais adversas e a necessidade de manter a segurança alimentar, o que envolve ser capaz de fornecer nutrição suficiente à população mundial. As safras precisam ser capazes de amadurecer em vários ambientes para permitir o acesso em todo o mundo, o que envolve a resolução de problemas, incluindo a tolerância à seca. Foi sugerido que as soluções globais são alcançáveis ​​por meio do processo de melhoramento de plantas, com sua capacidade de selecionar genes específicos, permitindo que as safras tenham um desempenho que produza os resultados desejados.

Produção

Com o aumento da população, a produção de alimentos precisa aumentar com ela. Estima-se que um aumento de 70% na produção de alimentos seja necessário até 2050 para cumprir a Declaração da Cúpula Mundial sobre Segurança Alimentar. Mas com a degradação das terras agrícolas, simplesmente plantar mais safras não é mais uma opção viável. Em alguns casos, novas variedades de plantas podem ser desenvolvidas por meio do melhoramento genético que geram um aumento de produtividade sem depender de um aumento na área de terra. Um exemplo disso pode ser visto na Ásia, onde a produção de alimentos per capita dobrou. Isso foi conseguido não apenas com o uso de fertilizantes, mas também com o uso de melhores safras especificamente projetadas para a região.

Valor nutricional

O melhoramento de plantas pode contribuir para a segurança alimentar global, pois é uma ferramenta econômica para aumentar o valor nutricional de forragens e plantações. Melhorias no valor nutricional para plantações de forragem com o uso de química analítica e tecnologia de fermentação ruminal foram registradas desde 1960; esta ciência e tecnologia deram aos criadores a capacidade de examinar milhares de amostras em um pequeno período de tempo, o que significa que os criadores poderiam identificar um híbrido de alto desempenho mais rápido. O melhoramento genético foi principalmente a digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS), resultando em aumento de 0,7-2,5%, com apenas 1% de aumento na DIVMS, um único Bos Taurus também conhecido como gado de corte relatou aumento de 3,2% nos ganhos diários. Essa melhoria indica que o melhoramento de plantas é uma ferramenta essencial para que a futura agricultura atue em um nível mais avançado.

Estressores ambientais

O melhoramento de plantas de safras híbridas tornou-se extremamente popular em todo o mundo em um esforço para combater o ambiente hostil. Com longos períodos de seca e falta de água ou tolerância ao estresse de nitrogênio tornou-se uma parte significativa da agricultura. Os melhoristas de plantas têm se concentrado na identificação de safras que garantam o desempenho das safras sob essas condições; uma maneira de conseguir isso é encontrar linhagens da cultura que sejam resistentes às condições de seca com baixo teor de nitrogênio. É evidente a partir disso que o melhoramento de plantas é vital para a sobrevivência da agricultura futura, pois permite que os agricultores produzam safras resistentes ao estresse, melhorando assim a segurança alimentar. Em países com invernos rigorosos, como Islândia , Alemanha e mais a leste da Europa, os criadores de plantas estão envolvidos na reprodução para tolerância à geada, cobertura contínua de neve, geada e seca (dessecação do vento e radiação solar sob geada) e altos níveis de umidade no solo no inverno.

Melhoramento participativo de plantas

O melhoramento genético participativo (PPB) é quando os agricultores estão envolvidos em um programa de melhoramento de culturas com oportunidades de tomar decisões e contribuir com o processo de pesquisa em diferentes estágios. Abordagens participativas para o melhoramento das lavouras também podem ser aplicadas quando as biotecnologias vegetais estão sendo usadas para o melhoramento das lavouras. Os sistemas agrícolas locais e a diversidade genética são desenvolvidos e fortalecidos pelo melhoramento das culturas, cujo melhoramento participativo das culturas (PCI) desempenha um grande papel. O PPB é aprimorado pelo conhecimento dos agricultores sobre a qualidade exigida e pela avaliação do ambiente alvo que afeta a eficácia do PPB.

Lista de criadores de plantas notáveis

Veja também

Referências

Em geral

links externos