Distâncias de Isolamento em Arroz Dispersão de Pólen

1. Distâncias de Isolamento em ArrozDispersão de Pólen Apresentação à CTNBio Reunião Ordinária das Comissões Setoriais 19 de Maio de 2010 André Abreu Eng. Agrônomo Gerente de Tecnologia – Bayer CropScience

2. 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

3. Distribuição de Arroz Silvestre na América do Sul compatibilidade O. glumaepatula SIM O. grandiglumis O. alta NÃO O. latifolia O. subulata Oliveira, 1994; Brondani et al., 2005 Santos, 2010 Arroz Cultivado Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

4. Ampla rede de estudos sobre cruzamento nesta década • Brasil • EMBRAPA, EPAGRI, IRGA, UFSM • Colômbia • CIAT • EUA • LSU, USDA, UCD • Europa • CIRAD, IRTA • China • CNRRI Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

5. Delineamento experimental clássico Parcela Central de plantas polinizadoras (marcador herbicida) Amostras de panículas radiando a fonte de pólen Validação molecular Teste com Herbicida Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

6. Estudo aprovado pela CTNBio - Rio Grande - RS - 2000 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 Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

7. Estudo aprovado pela CTNBio - Rio Grande - RS - 2000 Germinação em meio herbicida (método Embrapa publicado) Plântulas potencialmente resistentes transplantadas para confirmação em bioensaio validação 1 (GM) validação 2 (NM) Avaliação por pesquisadores diversos para confirmar taxas de cruzamento 250000 sementes avaliadas Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

8. Cruzamento (%) Distância (m) Resultados: <0,1% até 3 metros • 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. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

9. Estudo IRGA usando mutação ALS como marcadorCachoeirinha - 2001 FONTE: RAMIREZ et. al., 2001 Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

10. Influencia do Vento na polinização • Circulo central (gene bar marcador) com dois círculos • Cruzamentos a 1 (0.08%) e 5 m (0,01%), observados na direção do vento vento 1m 5m 10m 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. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

11. Dados consistentes indicando baixo cruzamento Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

12. 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

13. 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. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

14. Baixo cruzamento sob máximas proximidade e sincronia floral Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

15. Estudo com outros biótipos nos EUA corroboram dados do Brasil 12 biótipos de Arroz Vermelho submetidos ao cruzamento com Arroz mutagênico (marcador resistência herbicida) Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

16. 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

17. 80 70 60 50 % 40 30 15 20 13 10 0 11 9 7 AV AV AP AP LL LL Hibridos LL x AV Hibridos LL x AV genótipos genótipos 5 Persistência do Evento no meio • Segurança do Evento • Adaptação dos híbridos • Pressão de seleção Esterilidade das Espiguetas Número de Perfilhos No. perfilhos Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

18. Qualidade de Semente Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

19. Echinochloa (Capim Arroz) resistente a herbicidas inibidores de ALS Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

20. Modo de ação herbicida e variabilidade genética tem mais influência que a taxa de cruzamento Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

21. Grupo total de espécies resistentes Modo de Ação Exemplo de herbicida descritas HRAC Inibição da AcetoLactato Sintase (ALS) B pyrazosulfuron-ethyl, Imazaphir 101 Inibição da fotossíntese (PSII) C1 Atrazine, Chlorotoluron 68 Inibição da AcetilCoA Carboxilase (ACCase) A Fenoxaprop 36 Auxina sintética - similar ac. indolacético O 2,4D 28 Inibição da fotossíntese (PSII) C2 Propanil 21 (Glicina) Inibição da EPSPS G Glyphosate 16 inibição da formação das tubulinas K1 Oryzalin 10 outros - 9 Inibição da síntese de lipídeos N Thiocarbamatos 8 Inibição da biosíntese de carotenóides F3 Ureas 4 Inibidor de PPO E Oxyfluorfen 3 Inibidor de ácidos graxos de cadeia longa K3 Butachlor 3 Inibição da divisão celular L Quinclorac 2 (Ácido Fosfinico) Inibição Glutamina Sintetase H Glufosinato 0 Inexiste comprovação de variabilidade para tolerância ao Glufosinato Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

22. 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 Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

23. Obrigado Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010