O documento resume o estado atual e as tendências da pesquisa com pastagens na Nova Zelândia. A produção baseada em pasto responde por 50% das exportações do país e o setor lácteo é altamente dependente das pastagens. O melhoramento genético de pastagens tem o potencial de aumentar a produtividade de forma sustentável por meio de novas tecnologias como marcadores moleculares, engenharia genética e fungos endófitos.

1. Estado Atual e Tendências da Pesquisa
com Pastagens da NZ
Dr Alan Stewart
Grasslands Innovation Ltd

2. Agricultura da Nova Zelândia
• Produção a base de pasto é
responsável por 50% das
exportações da NZ
• Setor lácteo:
baseado em pastagem
exportações de US$15 bi
• A NZ possui condições
diferenciadas na agregação
de valor do melhoramento de
pastagens
- Melhoramento convencional
-Forrageiras GM

3. Pastagens utilizadas na Nova Zelândia para
produção de leite
• Azevém Perene (Lolium perenne)
• Azevém Italiano e AnuaI (Lolium multiflorum)
• Trevo Branco e Vermelho
– (Trifolium repens, T. pratense)
• Alfafa (Medicago sativa)
• Festuca (Festuca arundinacea)
• Dátilo (Dactylis glomerata)
• Brassicas e cereais forrageiros
• Milho para silagem
• Outras; Chicória, Plantago
– (Cichorium intybus, Plantago lanceolata)
• Pastagens naturalizadas de:
– Kikuyu (Pennisetum clandestinum)
– Paspalum dilatatum

4. Pastagens e Forragens
• Pastagens são normalmente mesclas de:
– Azevém Perene / Trevo Branco
• Normalmente, espécies diferentes são
utilizadas em lugares distintos da fazenda e
para estações do ano diferentes.
• É importante adequar as espécies ao
ambiente e sistema de pastagem
• Pastagens, Brassicas para o inverno, milho
para o verão, e cereais forrageiros para o
inverno
• Paspalum dilatatum e Kikuyu naturalizados
no norte
• Eficiência na conversão em produto animal
é muito dependente do manejo do pastejo

5. Zonas de Clima Homólogo
A maior parte das cultivares se adaptam bem em toda esta
ampla região

6. Melhoramento Genético
de Pastagens (Mundo)
• Melhoramento genético de forrageiras não dispõe de
recursos globalmente como as culturas de grãos
• Grandes empresas, como a Monsanto, não tem foco
em forrageiras
• O melhoramento é amplamente financiado por
empresas privadas na Europa, EUA e Nova Zelândia
• Financiamento governamental é limitado e concentrado
em biotecnologia
• Papel do setor Público: parcerias em melhoramento
com agentes privados

7. Melhoramento Genético de Pastagens
na NZ
• Historicamente financiado pelo Governo
• Hoje em dia, principalmente financiado
pela iniciativa privada
• Maior empresa de melhoramento de
pastagens é:
• Grasslands Innovation Ltd,
– Joint venture entre:
– AgResearch (Instituto do Governo da
Nova Zelândia)
– PGG Wrightson Seeds Ltd

8. Grasslands Innovation
• AgResearch
• Provedora de tecnologia científica (Endófitos,
e tecnologia de DNA)
• 10 melhoristas, além do corpo técnico na NZ New Zealand
• Parcerias com Institutos de pesquisas
internacionais
• PGG Wrightson Seeds Ltd
• Maior empresa de sementes para pastagem
do Hemisfério Sul
• 6 melhoristas de campo e seu corpo técnico
Australia
na NZ, Austrália e Uruguai
• Produção de sementes e comercialização
• Estações de pesquisa na NZ, Austrália e
Uruguai
Uruguay
Orçamento de US$ 7m para P&D
– financiado por royalties das sementes

9. Objetivo: Desenvolver e comercializar inovações genéticas
para sistemas de produção animal com base em pasto
• Melhoramento genético é realizado sob
pastejo no ambiente em que será utilizado
• Acesso à tecnologia através da
colaboração com Institutos de Tecnologia
(ex: Endófitos, GM)
• Busca ser o principal caminho ao
mercado de sementes e tecnologia,
através da parceria entre
empresas e cooperativas locais
• Trabalho com base no compartilhamento
de visões e interesses para aumentar
produção, rentabilidade e performance
nas fazendas
• Representado pela marca “Animal
Friendly”

10. Parcerias internacionais em
melhoramento
Nova Zelândia
AgResearch
Plant and Food Colaboração Internacional
Pastoral Genomics
EUA Melhoramento visando condições
Noble Institute
locais
University of Kentucky
University of Georgia
Texas A & M University Novas tecnologias
University of Wisconsin
Australia
University of Sydney Melhoramento genético de espécies
University of Queensland pouco utilizadas na NZ
NSW Depart Primary Industry • Cornichão (Lotus corniculatus)
Gramina
• Trevo subterrâneo (Trifolium
Uruguai – INIA subteranean)
Brazil – Epagri – Testes de Cultivares (VCU) • Alfafa (Medicago sativa)
Argentina
Testes de cultivares localmente

11. Parceria de Melhoramento de Gramíneas
com o INIA - Uruguai
Melhoramento no centro da
região
URUGUAY

12. INIA - Uruguai
• Joint venture com Grasslands Innovation
– La Estanzuela & Tacuarembo
• Para regiões mais quentes que a NZ
– Azevém anual
– Festuca
– Azevém perene
• Cultivares melhoradas, espécies temperadas e
subtropicais
• Pacotes de tecnologia com recomendação de
manejo

13. Azevém Anual
• Importante forrageira anual de inverno em
sistemas pastoris
• Melhoramento Genético para:
• Diversos tipos, anual, bianual, diplóide, tetraplóide
– Produção de inverno
– Resistência à ferrugem
– Produção de primavera
– Rendimento de sementes
– Adaptação para o Uruguai / Sul do Brasil / Argentina

14. Azevém Perene
• Pastagem importante em sistemas pastoris
de regiões com clima Temperado Úmido com
Verões Amenos (Nova Zelândia e similares)
• Melhoramento para
– Alta produtividade sob pastejo
– Qualidade e resitência à doenças (Ferrugem)
– Persistência
– Novos endófitos
– Rendimento de sementes
• Melhoramento para climas mais quentes

15. Estimativa do uso de sementes
6000
Festuca
5000
Annual ryegrass
4000
Perennial ryegrass
3000
2000
1000
0
South America Australia New Zealand

16. Adaptação e crescimento em condições de
invernos amenos
Europa
Nova Zelândia Invernos mais
Invernos amenos rigorosos

17. Festuca
• Gramínea importante para sistemas
pastoris em regiões temperadas
com verões mais quentes
• Objetivos do melhoramento
– Rendimento de forragem
– Folhas macias, qualidade e vigor
– Melhor crescimento estacional
– Resistência à doenças
– Novos Endófitos
– Produção de sementes
FERRUGEM

18. Trevo Branco
• Importante para qualidade e fixação
de Nitrogênio
• Melhoramento para
– Diferentes tipos
– Maior competitividade com gramíneas
– Resistência à pragas
– Doenças
– Heterose
• Vigor Híbrido
– Seleção assistida por marcadores
• Produtividade de sementes
• Persistência
• Produção de biomassa
– GM Taninos condensados

19. Mais Trevo melhora a performance animal
The effect of increased
clover in pasture on Animal O efeito do aumento
Production da pastagem de
250 trevo na produção
animal
200
150
100
50
0
0 10 20 30
% white clover
% Trevo Branco

20. Evolução do Rendimento de Trevo
Branco sob pastejo na NZ
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
Huia Kopu Sustain Tribute Kopu II
1953 2001

21. Avanço Genético Histórico
• Melhoramento tradicional – estudos mostram ganhos genéticos em
azevém e trevo , 5-10% por década
• Geralmente menos do que os cultivos anuais
• Por que é menos?
– Pastagens sao perenes e frequentemente consórcios complexos
– Rendimentos estacionais e totais (harvest index)
– Múltiplos aspectos a considerar
– Efeito de endófitos
– Pouco investimetno
• Com estas taxas podemos esperar em torno de 5-10% de ganho de
produção para a próxima década
• Podemos aumentar estas taxas de melhoramento?

22. Melhoramento Genético
• Espectro de Tecnologias, “Caixa de Ferramentas dos
Melhoristas”
– Convencional
• Várias técnicas convencionais estão disponíveis: seleção,
hibridização, mutações, poliploidia, híbridos interespecíficos e inter
generos, cruzamentos, … (lista bastante longa)
– Biotecnologia
• Seleção assistida por marcadores moleculares
• Tecnologia de GM – altamente regulada
Pastagens GM têm futuro!!

23. Objetivos do melhoramento genético de
pastagens
• Rendimento – anual e estacional
• Persistência
– Agentes Bióticos – insetos, doenças, fungos endófitos
– Agentes Abióticos – seca, calor, fatores de solo
• Qualidade da pastagem, digestibilidade, tanino, frutano, fibra,
lipídeos
• Produção de sementes
• Questões ambientais – Lixiviação de N, metano, óxido nitroso,
CO2
• Manejo facilitado – resistência a herbicidas, controle de
invasoras
• Qualidade da carne e do leite – ex: a pastagem pode melhorar
a qualidade do leite e da carne?

24. Biotecnologia
• Forte pesquisa básica em Biotecnologia na Nova Zelândia
• Mapas molelulares, cromossômicos e de ligação bem desenvolvidos
para a maioria das espécies
• Pesquisa importante em marcadores genômicos SSR e SNP
• Maior entendimento das interações de germoplasmas
– Abertura de novas oportunidades para grupos heteróticos e híbridos
interespecíficos
• Pequena influência na geração de novos cultivares até agora
• Importante pesquisa básica em GM
• Cresce o desenvolvimento de novas ferramentas em biotecnologia
• Difícil aplicação
• Alianças com provedores de Biotecnologia:
– AgResearch, Pastoral Genomics, Gramina

26. Marcadores Moleculares para Acelerar
Ganhos
• Uso de marcadores genéticos deverá acelerar os
ganhos!
• Em alguns grãos, os ganhos foram obtidos através do
uso de tecnologia de marcadores genéticos
• Potencial ganho de 1-2% por ano
• Pesquisa em marcadores em pastagens está apenas
começando na NZ e pode levar anos
• Normalmente são tecnologias caras e requerem um
investimento significante
• Progresso irá depender do nível de investimento
• Desafio para obter resultados, mas estamos investindo!

27. Seleção Assistida por Marcadores
Moleculares em Trevo Branco
Impact of MAS on Plant Performance (Seed Yield)
80%
% Increase in Performance
60%
40%
20%
0%
1 2 3 4 5 6 7 8
Breeding Pool
Teste de DNA funcionou em 8 populações
Variação de 38% no rendimento médio de
sementes
Agora incorporando ao melhoramento

28. Objetivos de GM na NZ e Austrália (apliccável
na América do Sul)
• Redução de lignina
• Aumento de açucares
• Tanino
• Tolerância à seca
• Aumento de
produtividade
• Aumento de Lipídeos
• Resistência à virus

29. Taninos GM em Trevo Branco
Coloração por DMACA de cultivares deTrevo
branco GM expressando Taninos condensados:
• Redução de Timpanismo
• Aumento da utilização de proteína
• Aumento da performance animal
• Redução na emissão de gases de efeito estufa
Será muito importante em Alfafa

30. A Aliança Gramina
• Aumento do Conteúdo de Frutanos – Azevém, visa:
Aumento da concentração de EM e eficiência no uso de
Nitrogênio
– Aumento da ingestão de Matéria Seca
– Aumento de sólidos do leite em 0,75/vaca/dia
• Diminuição do teor de Lignina – Festuca, visa:
Aumentar a digestibilidade e conversão para Energia
Metabolizável (EM)
– Aumentar a eficiência da taxa de conversão da pastagem
• Diminuição do Teor de Lignina – Gramíneas C4
– (Brachiaria e Paspalum)
– Teor de lignina reduzido, Composição da Lignina alterada
– Aumento da digestibilidade de gramíneas C4 em 5 a 10%

31. Testes de Campo da Gramina - 2009
Hamilton, Australia

32. Tecnologia de fungo Endófito
• Lolium perenne e Festuca frequentemente
contém fungo endofítico no Uruguai e Brasil
• Endófitos produzem substâncias que geram
resistência à insetos, mas algumas substâncias
podem causar sérios problemas de saúde aos
animais
• Com a introdução de endófitos “seguros”, é
possível ter resistência à insetos e, ao mesmo
tempo produção animal “segura”
• Endófito é veiculado pela semente e as plantas
não apresentam sintomas

33. Endófitos
Hifas do Fungo
desenvolvem-se
entre as
células, mas não
infectam as células

34. Cepas de endófitos em laboratório

35. Aumento da resistência a insetos
Endófito Seguro Sem Endófito
Tecnologia Desruptiva de pastagem em Azevém
Perene e Festuca

36. Efeito de Endófitos seguros no
crescimento animal
Azevém com Azevém Azevém sem
endófito natural com AR37 endófito
tóxico endófito
44 g/dia 129 g/ dia 131 g/dia
Muitas vezes, a produção animal com endófitos
“seguros” pode ser 3 vezes maior do que utilizando
“natural tóxico”(em Festuca e Azevém Perene)

37. Novos Endófitos “Seguros”
• AR1 e AR37 em Azevém
• MaxQ e MaxP em festuca
70
AR1 uptake in New Zealand
60
50
40
30
20
10
0
2001 2002 2003 2004 2005

38. Desenvolvimento de Gramíneas Tropicais
para Austrália e América do Sul
Espécies Nome comum
Chloris gayana Capim-de-Rhodes
Digitaria eriantha Digitária
Urochloa mosambicensis Capim Urocloa
Panicum coloratum Panicum coloratum
Paspalum notatum Pensacola
Paspalaum dilatatum Paspalum dilatatum
Paspalum guenoarum Capim ramirez
Paspalum atratum Capim Pojuca
Paspalum nicorae Paspalum nicorae
Setaria anceps Capim Setaria
• Seleção para produção de sementes e
multiplicação para avaliação em pastejo

39. Brássicas Forrageiras
• Permitem pastejo quando a
produtividade de gramíneas é baixa
• Produção antes da necessidade e
utilizada no inverno ou seca
• Pastejadas uma vez, ou várias vezes
• Altíssima qualidade e produtividade
• Também permite renovação de
pastagens mais econômicas
• Kale, Nabo Forrageiro, Colza
Alguns tipos tolerantes a herbicidas

40. Nabo forrageiro (Brassica
napus) pastoreado em período
seco
Turnips também podem ser utilizados em
períodos de seca (Brassica campetris)

41. Kale (Brassica oleracea)
– pastoreio no inverno

42. Turnip Kale

43. Conclusão
• Grasslands Innovation
• Maior empresa de melhoramento de pastagem no Hemisfério Sul
– Joint venture entre AgResearch e PGG Wrightson Seeds
• Melhoramento na NZ, Austrália, América do Sul, EUA, Europa
– Coordenação globoal, mas com foco regional
• Melhoramento para forrageiras sob pastejo
• Ampla gama de gramíneas forrageiras e trevos
• Clima temperado e subtropical
• Tecnologia de novos endófitos (Novel endophyte)
• Investindo em um futuro Biotecnológico para pastagens

44. Conclusão
• Melhoramento convencional
– Aumento de 5-10% de produtividade por década
• Tecnologia de Endófito
– Potencial de substituir os endófitos tóxicos em Festuca e Lolium para
promover ganhos em resistência a insetos e performance animal
• Marcadores Moleculares
– Marcadores genéticos devem aumentar os ganhos em melhoramento
pelos próximos 10 anos
• Modificação Genética
– Programa de GM em andamento com açúcares, fibras, tanino, seca
– Forrageiras tem boas possibilidade de usufruir dos benfícios de GM, em
seu desenvolvimento nos próximos 10-15 anos
• Brássicas – Nabo Forrageiro, Kale, Turnips
– Para alimentação de qualidade e renovação econômica de pastagens
• Gramíneas e leguminosas tropicais

45. Obrigado!
Bred for Grazing