O documento discute bancos de germoplasma vegetal, incluindo sua importância para a conservação da diversidade genética de plantas, tipos de bancos e técnicas de preservação como bancos de sementes, bancos in vitro e criopreservação. Também aborda bancos de germoplasma internacionais e no Brasil.

1. Banco de Germoplasma
Vegetal
Prof. Sandro Barbosa
Alunos: Diogo B. Provete
Fabrício J. Pereira
Júlio C. N. Silva
Mario Sacramento

2. Introdução
 destruição dos hábitats e comunidades naturais.
 práticas agrícolas e extrativistas não
sustentáveis.

3. Germoplasma
 elemento dos recursos genéticos;
 variabilidade genética;
 conservação e utilização pesquisa em geral;
 melhoramento genético;
 material genético dos orgs vivos;
 atual ou potencial;
 agricultura e recuperação de áreas degradadas;
 anos 70  erosão genética e melhoramento da
produtividade agrícola;

4. Banco de germoplasma
 local físico;
 ~ banco de genes;
 resistência a doenças ou a condições adversas de clima e
solo;
 globalização da agricultura e pecuária e o salvaguardo de
espécies silvestres em risco de extinção;
 variabilidade genética mínima (tamanho efetivo e
freqüência de alelos);
 conservação nos centros (ex situ);
 conservação a campo nos locais de origem (in situ).

5. Conservação In Situ
Manutenção das spp, selecionadas no seu habitat
natural, em parques, reservas biológicas ou
reservas ecológicas.
Conservação Ex Situ
Conservação de spp fora do seu ambiente
natural, através de coleções de plantas no campo,
de sementes em bancos de sementes, ou de
coleções de plântulas em bancos in vitro.

6. Banco de germoplasma vegetal
 instituições públicas ou privadas;
 Coleções: sementes, órgãos, embriões
encapsulados ou plantas a campo;
 formas silvestres ou variedades híbridas;
 jardins botânicos, herbários, arboretos, bancos de
sementes e bancos in vitro;
 5,4 milhões de amostras preservadas no mundo, 2
milhões não possuem cópias;

7. Classificação
Bancos de base:
- Locais onde é conservado o germoplasma ex situ
- longos prazos;
- longe do local de trabalho do melhorista genético;
Bancos ativos:
- próximos ao pesquisador;
- intercâmbio de material;
- plantios freqüentes para caracterização, o que proporciona
a conservação apenas a curto e médio prazos;

8. Intercâmbio de material preservado
 diversidade global: de 300 a 500 mil mais de 250 mil
descritas  30 mil comestíveis e 7 mil cultivadas ou
coletadas para alimentação;
 dependência dos países por espécies exóticas;
 normas internacionais de segurança (FAO-ONU).
Jardins botânicos
 bancos de representação;
 coleções vivas (produção de plantas e coleção de
sementes);
 conservação de espécies raras, de sítios relictuais ou de
táxons ameaçados de extinção;

9. Herbários
 local básico para correta identificação de partes ou do todo
da planta;
 repositórios de materiais testemunhos de estudos
 testemunhos de materiais vivos  amostras para pesquisa
básica e/ou para conservação ex situ.
Arboretos
 mata ou bosque plantado para o cultivo de spp arbóreas
nativas ou não;
 fins de conservação, produção de mudas, produção de
sementes ou bancos de germoplasma.

10. Bancos de sementes
 forma mais comum de conservação ex situ;
 unidade de propagação natural para a maioria das spp;
 meio eficaz de preservar a variabilidade genética;
 retiradas do ambiente natural (áreas de conservação) ou de plantas
cultivadas (jardins botânicos e institutos de pesquisa);
- benefícios para a agricultura.
- benefícios para a recuperação de áreas degradadas.
vantagens:
- t°c frias e ambiente seco por um período de tempo e depois serem
germinadas;
- capacidade de dormência;
- pequeno espaço, pouca supervisão e a baixo custo.

11. desvantagens:
- quebra do equipamento ou problema de energia;
- perda gradativa da habilidade de germinação  exaustão de suas
reservas energéticas e ao acúmulo de mutações danosas;
- solução: submeter frações a periódicas;
- 15% das spp são “recalcitrantes”;
- solução:estocar somente o embrião após a retirada do endosperma
e outros tecidos da semente.

13. Bancos in vitro
 cultura de tecidos em condições controladas;
 processos mais caros do que aqueles utilizados com as sementes;
 spp que necessitam de procedimentos de conservação
alternativos porque:
a) não produzem sementes viáveis;
b) intensa heterozigosidade ou elevada segregação, o que pode resultar
na expressão de caracteres indesejáveis na população;
c) spp arbóreas de grande porte que demoram muitos anos para passar
do estágio juvenil para o estágio adulto reprodutivo.
 também podem se rmantidas em bancos no campo.

14. vantagens:
- altas taxas de multiplicação (clonagem);
- produção de matrizes livres de patógenos (limpeza clonal);
- redução da erosão genética;
- redução de demanda por espaço;
- redução de custos com mão de obra;
- enviar plantas para outros países;
- salvar espécies ameaçadas de extinção.
desvantagens:
- necessidade de freqüentes subculturas;
- erros de identificação;
- contaminação com micro-organismos;
- instalações e mão de obra especializada;
- sob condições de crescimento lentoconservação somente por
curtos períodos de tempo (seis a doze meses), dependendo do
procedimento ou da espécie de planta.

16. Estratégias de amostragem de espécies nativas
1º passo: coletar 1º as espécies que:
- ameaçadas de extinção;
- únicas em caráter de evolução ou em sua taxonomia;
- reintroduzidas na natureza;
- potencial para serem preservadas em situações ex situ;
- valor econômico para a agricultura, medicina, silvicultura ou indústria.
2º passo: no máximo 5 populações por sp (garantir variabilidade coletando o máximo
de alelos);
3º passo: nº. de 10 a 50 indivíduos por população;
4º passo: saber se a espécie apresenta boa habilidade para germinar (coletar poucas
sementes mas que possuam alta viabilidade);
5º passo: coletar por vários anos, sem prejudicar spp com baixa taxa reprodutiva
(coletar menos sementes mas por um período maior).

17. Técnicas para preservação de germoplasma
Bancos de germoplasma vegetal.
Podem ser preservados: a planta inteira, tecidos,
órgãos, sementes, plântulas etc..
bancos de sementes e bancos de material in vitro.
Plantas no campo e Jardins botânicos são bons para
manutenção a curto e médio prazo.
Técnicas: podas, defensivos, propagação, fertilização.
Problemas: exigem grande áreas, altos custos, estresse
fisiológico, intempéries etc..

18. Bancos de sementes: Sementes são esterilizadas,
desidratradas à 5% de seu teor de água e mantidas em
temperaturas baixas (-18ºC).
Sementes ortodoxas, recalcitrantes e intermediárias.
Germoplasma in vitro: origem à partir de cultura de tecidos,
possibilidade de restauração de plantas através de células ou
tecidos.
Culturas em laboratório de explantes vegetais, material deve ser
esterilizado, introduzido em meio de cultura adequado, mantido
em condições assépticas.
Temperaturas baixas reduzem o crescimento (plantas tropicais
de 15-20ºC e temperadas 4ºC)fotoperíodo controlado
subculturas mensais, meristema de Melia sp.
Fitoreguladores.

19. A: indução de vários caules
em meristemas apicais de
Melia sp conservados por 1
ano a 4ºC.
B: enraizamento dos caules.
C: plântula formada.
D: plântula transplantada
para solo com 1 mês de
aclimatação.
Fases da recuperação do material preservado in
vitro.

20. Criopreservação
É a preservação de material vegetal vivo em nitrogênio líquido (-
196ºC) ou gasoso (-150ºC).
Nestas temperaturas existem o estado cristalino e vítreo: baixo
metabolismo, difusão, energia cinética, alta viscosidade.
A criopreservação pode ser aplicada de 3 formas: congelamento
lento, vitrificação e encapsulamento-congelamento.
Plantas já criopreservadas com sucesso.

21. Plantas Criopreservadas com sucesso

22. Tanque criogênico

23. CONGELAMENTO LENTO
Congelamento de água extracelular, formação de cristais de
gelo.
Impedimento da entrada dos cristais em meio intracelular.
Desidratação induzida por congelamento.
Equilíbrio de potencial hídrico na célula e meio extracelular.

24. CONGELAMENTO LENTO

25. VITRIFICAÇÃO
O estado vítreo é um estado sólido amorfo, meta estável,
solução supersaturada, alta viscosidade.
Vitrificação: processo de desidratação até que não haja água
livre para cristalizar e posterior mergulho em nitrogênio líquido.
Desidratação. Evaporação ou uso de crioprotetores altamente
concentrados (metanol, glicerol etc.).
Citotoxicidade.
Os açucares (sacarose, trealose) são excelentes opções para
substituir os crioprotetores químicos.
Plantas de clima frio, fungos, samambaias etc.

26. O mecanismo de ação dos açucares não está totalmente
esclarecido.
Podem remover água por ação de diferença de potencial
osmótico.
Podem substituir a água intracelular se ligando à grupos
hidrofílicos intracelulares.
A vitrificação tem vantagens como: possibilidade de
congelamento rápido, manutenção do pH, limitação da perda de
água, limitação da cristalização de sais e proteínas, gera
quiescência metabólica impedindo degradação.
Encapsulamento - desidratação: gel de alginato de sodio,
desidratação e mergulho em nitrogênio.
Rápido congelamento, aumento da sobrevivência, facilidade de
manejo da amostra, resistência a tratamentos etc.

27. Descongelamento: deve ser rápido, com mergulho do material
em meio de cultura ou água à 35-40ºC.
Regeneração:
Dependerá do tecido usado, podendo ser feito o
desenvolvimento direto em plântulas no caso de embriões ou a
indução de organogênese para outros tipos de tecidos

28. Bancos de Germoplasma
Internacionais

29. Análise
Não têm sido usados como esperado:
- USA: 2% de acessos em um banco de milho(1975-
80)
- Centro Internacional de Arroz (IRRI), nas Filipinas:
8% de acessos(1981)
Consequências: Recursos humanos, físicos e
financeiros ⇒ Diminuição de financiamentos.
Distância da atividade agrícola ⇒ germoplasma não
atendem necessidade de agricultores e
consumidores.

30. Coleções Mundiais: Momento Atual
Austrália (CSIRO), Colômbia (CIAT) e Etiópia (ILRI -
Instituto Internacional de Pesquisa Pecuária, ex-ILCA)
⇒ Leguminosas e gramíneas: ~ 30000 diferentes
variedades de espécies de forrageiras.
Coleção Base: Conservação a longo prazo.
Ex: Vigna spp. e Oryza spp. no IITA (Nigéria), a de Sorghum spp.
no PGRC (Etiópia), a de Theobroma cacao no CRIG (Gana).

31. Coleção ativa: Conservação a curto e médio prazo-
gestão e distribuição.
Ex: mandioca no IITA (Nigéria) e de feijão na Universidade de
Nairobi (Quénia).
Coleção Nuclear: Maior variabilidade em um menor número
de amostras.
Ex: cevada no PGRC (Etiópia).

32. Estados Unidos
Sistema Nacional de Germoplasma dos Estados Unidos
(US NPGS)
Interessante para estudo, por:
- Tamanho
- Distribuição de volume completo de material
- Documentação mantida
- Maior banco genético do mundo
Coleções públicas distribuídas no país.

33. Incluem: sementes, estoques genéticos, depósitos de
germoplasma clonal e estações de introdução de
plantas.
Principais: cevada, feijão, algodão, milho, batata, arroz,
sorgo, soja, trigo e abóbora.
Importância: 1990-2000- 162.673 amostras para
cientistas de 191 países e 45 territórios.
-Comparando: Nordic collection(15.477)
Netherlands collection(25.310)

34. Quem requer germoplasma?

35. Por que é requerido
Rubenstein, 2002

36. China
Rica diversidade (~32800 plantas superiores).
Recursos têm sido seriamente destruídos (>3000 spp.
Ameaçadas).
Conservação in situ: reservas e parques naturais.
Conservação ex situ: jardins botânicos e campos de
bancos genéticos.
Objetivos: observação, educação, taxonomia e
conservação.

37. Gu, 1998

39. Bancos no Brasil
Principais Bancos de Germoplasma (BG) no Brasil =>
Jardim Botânico RJ, IAC (1930’s),ESALQ, Embrapa,
UFRRJ e INPA;
Fazem parte do SNPA;
Projeto Biota/FAPESP:
Nº estimado de BG no Brasil: 177 (ou 111);
Em SP: 89;
Principais bancos são compostos por material exótico, c/
pouco esforço no sentido da conservação de material nativo.

40. Bancos no Brasil
SIBRARGEN => armazenar e tornar disponível,
via Internet, informações acerca dos recursos
genéticos conservados.
CENARGEN (1974) ligado à EMBRAPA=>
coordena os BG no Brasil.

41. Perspectivas na Conservação
Conceição, C. C. C. da et al. (UFRA) Construção de
banco de germoplasma de Piper na Amazônia, devido
ao potencial uso do óleo essencial de spp. deste
gênero.
Eidai do Brasil Madeiras S/A em parceria com a UFRRJ
=> construção de um BG. para preservar os recursos
genéticos da Virola surinamensis, árvore utilizada na
indústria de compensados. Bem como realizar o
melhoramento genético da sp. Matrizes geradas
através a partir de sementes.

42. Perspectivas na Conservação
O governo da Paraíba dispõe de um BG da
plantas frutíferas, como a mangabeira, da região
do alto Parnaíba.
Um dos poucos exemplos de BG com material
nativo.

43. Problemas dos Bancos nacionais
Falta de recursos => compromete o futuro da
agricultura. Alterações climáticas => melhoramento.
Quase todas as culturas nacionais para produção de
alimentos (c.80%) são de plantas exóticas => feijão
(Am. Central), arroz (Ásia).
Original do país mesmo, só amendoim, cacau, caju,
castanha, guaraná e mandioca.
Nenhum país é auto-sufuciente em recursos
genéticos.

44. Perguntas para discussão
BG no Brasil x Gde Biodiversidade
Custo de manutenção e cobertura nacional.
Mão de obra especializada
Técnica emergencial de conservação
Distância dos locais de cultivo
Sub-utilização dos BG

45. REFERÊNCIAS
KELLER, E.R.J. et al.; Slow Growth storage and criopreservation-tools to
facilitate germplasm maintenance of vegetatively propagated crops in living
plant collections, international journal of refrigeration, nº29, p. 411-417, 2006.
SANTOS, I.R.I.; Criopreservação de Germoplasma Vegetal, Biotecnologia
Cieência & Desenvolvimento, nº 20, maio/junho de 2001.
SANTOS, I.R.I.; Criopreservação: potencial e perspectivas para a conservação
de germoplasma vegetal, São Paulo, Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 12
(ed. Especial), p70-84, 2000.
SCOCHI, A.M.; MROGINSKI, L.A.; In vitro conservation of apical meristem tip of
Melia azedarach L. (Meliaceae) under slow growth conditions, Pyton, p.137-143,
2001.
THESSEREAU, H. et al; Cryopreservation of somatic embryos: a tool for
germplasm storage and commercial delivery of selected plants, Annals of
Botany, nº 74, p. 547-555, 1994.
VIEIRA, M.L.C.; Conservação de germoplasma in vitro, Biotecnologia, Ciência &
Desenvolvimento.