Este documento discute os desafios do melhoramento genético do arroz na zona temperada da América Latina. Apresenta dados sobre a produção e rendimento de arroz nos principais países produtores da região e destaca a necessidade de ampliar a base genética das cultivares para aumentar a produtividade. Também discute estratégias como o uso de marcadores moleculares para introduzir características úteis de parentes silvestres e acelerar o melhoramento.

1. XI CONFERENCIA INTERNACIONAL DE ARROZ PARA
AMERICA LATINA Y EL CARIBE
“Desafíos Arroceros Siglo XXI”
Cali, 21 a 24 de setembro de 2010
OS DESAFIOS DO MELHORAMENTO
GENÉTICO PARA A ZONA TEMPERADA
DA AMÉRICA LATINA
Renata Pereira da Cruz
Doutora em Melhoramento Genético
é
Pesquisadora do IRGA

2. Zona Temperada da América Latina
Chile Rio Grande do Sul
Uruguai
Argentina

3. 30
25
mperatura méd (oC)
20
dia
15
Tem
10
Argentina
Rio Grande do Sul
5
Uruguai
Chile
0
SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR
Período de cultivo do arroz
Figura 1. Temperatura média ao longo do período de cultivo do arroz
na Zona Temperada da América Latina. FONTE: IRGA, INTA, INIA

4. Tabela 1. Dados gerais sobre a produção e o consumo de arroz
nos países da Zona Temperada da América Latina
RIO GRANDE
CHILE ARGENTINA URUGUAI
DO SUL
Área total (ha) 20.960
20 960 182.460
182 460 168.300
168 300 1.070.000
1 070 000
Produção(t) 121.400 1.245.800 1.330.000 7.905.000
Rendimento
5,8 6,8 7,9 7,1
(t/ha)
Consumo
7,2 6,2 11,4 33,2*
(kg/capita/ano)
* Refere-se ao consumo brasileiro.
FONTE: Faostat (2008) e IRGA (2009)

5. URUGUAI CHILE
1400 200
odução de arro (mil
odução de arro (mil
1200
150
oz
oz
toneladas)) 1000
toneladas))
800
100
600
400 50
200
Pro
Pro
0 0
Safras ár e a ( e m mi l ha )
Safras ár e a ( e m mi l ha )
P r odução ( mi l t on. ) P r odução ( mi l t on. )
ARGENTINA RIO GRANDE DO SUL
2000 10.000,0
dução de grãos (mil
dução de arroz (mil
1500 8.000,0
toneladas)
toneladas)
6.000,0
1000
4.000,0
500
2.000,0
Prod
Prod
0 -
ár e a ( e m mi l ha ) ár e a ( e m mi l ha )
Safras P r odução ( mi l t on. )
Safras P r odução ( mi l t on. )
Figura 2. Produção de arroz (mil ton.) e área cultivada (mil ha)
com arroz irrigado nos quatro países da zona temperada
da América Latina. FONTE: Faostat (2010)

6. Tabela 2. Média de rendimento de grãos dos países da zona
temperada da América Latina, da América Latina e do
mundo na safra 2008/09.
País/região
/ g Rendimento de grãos
g
(t/ha)
Chile 5,8
Argentina 6,6
Brasil (RS) 7,3
73
Uruguai 8,0
América Latina
é 4,8
Mundo 4,3
FONTE: Faostat (2010)

7. Rendimento de grãos FORA dos Centros de
Origem (Evans, 1993)
(Evans
1. Desenvolvimento econômico
2. Condições ambientais
latitudes maiores:
• dias mais longos;
• maior radiação/dia;
• temperaturas mais amenas;
• ciclos maiores
3. Menor incidência de pragas e doenças
4. Vigor vegetativo

8. Índice de
colheita
= 0 42
0,42 Índice de
colheita
= 0,54
1961 a 2004: 102 kg/ha (ganho genético no RS) – Lopes et al. (2005)

9. Evolução histórica da produtividade de arroz irrigado
no Rio Grande do Sul no período de 1921 a 2007
7000
000
mento de grãos (kg ha )
-1
6000 Segundo período:
(1970 a 1981)
y = 3.501 + 19,40 x
,
g
Primeiro período: 2 ns
5000 r = 0,09
(1922 a 1969) Média = 3.608 kg ha
-1
y = 2.072 + 16,03 x
4000 r2 = 0,52**
-1
1
Média 2.449 kg ha
Médi = 2 449 k h Terceiro período:
(1982 a 2007)
3000 y = 4.357+ 68,74 x
r2 = 0,60**
-1
Rendim
2000 Média = 5.216 kg ha
1000
0
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Ano

10. Tabela 3. Cultivares utilizadas atualmente nos países da
zona temperada da América Latina.
País Cultivares em uso comercial
Brasil (RS) Puitá INTA CL, IRGA 424, IRGA 417, IRGA
422 CL, BR-IRGA 409, EPAGRI’S, BRS
QUERÊNCIA,
QUERÊNCIA BRS TAIM INIA OLIMAR
TAIM, OLIMAR,
Híbridos (Avaxi, Sator, Inov)
Argentina
Puitá INTA CL, BRS TAIM, Supremo 13,
Camba INTA, El Paso L144, Híbridos
Uruguai
El Paso L144, INIA Olimar, INIA Tacuari
Chile
Chil Oro, Di
O Diamante-INIA, B ill t INIA A b
t INIA Brillante-INIA, Ambar-
INIA

11. Produtor
“Brecha” de
“B h ”d
rendimento de X
grãos
Pesquisa

12. Tabela 4. Rendimento de grãos obtidos por alguns produtores de
arroz de diferentes locais do RS na safra 2007/08.
Produtividade
Município Região Produtor
(kg/ha)
Bagé CMP Cláudio Schitz 13.550
Dom Pedrito CMP Anselmo Marchesan 10.010
A. Grande ZS Paulo Hadler 9.931
Jaguarão ZS Ricardo Gonçalves 9.890
Santa Vitória ZS Renato Amaral 12.312
Cachoeirinha PCE EEA 10.360
D. Francisca DC Rogério Pisirico 12.250

13. DESAFIOS DO MELHORAMENTO GENÉTICO
PARA A ZONA TEMPERADA DA AMÉRICA LATINA
Rendimento de grãos Qualidade de grãos
+
COMO????

14. PRODUTIVIDADE POTENCIAL
RELAÇÃO FONTE / DRENO

15. 1. SELEÇÃO DE CARACTERÍSTICAS
MORFOFISIOLÓGICAS ASSOCIADAS AO
RENDIMENTO DE GRÃOS
Vigor inicial
Biomassa
“Stay green”
Ângulo foliar
Maior índice
de colheita

16. Tabela 5. Características fisiológicas associadas ao aumento no
rendimento de grãos e mapeadas em arroz.
Característica Cromossomos Referência
- Taxa fotossintética
4e6 Teng et al. (
g (2004)
)
líquida
lí id
- Conteúdo de clorofila 1,3 e 8 Teng et al. (2004)
Ashrafuzzaman et al. (2009)
- Resistência estomática 4 Teng et al. (2004)
Teng et al. (2004)
- Taxa de transpiração 4e7
- Armazenamento de
carboidratos não 6 Ishimaru (2003)
estruturais
1,2,3,6 e 9 Takai et al. (2005)

17. SAFRA 2006/07: Unidade demonstrativa em Santa Vitória
BR-IRGA 410 IRGA 424
Diferença em rendimento de grãos = 3 ton/ha a mais

18. 16
14
12
10
8
6
4
2
0
IRGA 423 QM 13 AVAXI IRGA 424
Produtividade (t/ha)
Figura 3 Rendimento de grãos (t/ha) obtido a nível de produtor
3.
com três cultivares de arroz e um híbrido em
Uruguaiana na safra 2006/07.

19. BASE GENÉTICA DAS CULTIVARES DE
ARROZ É ESTREITA!
Local Base genética das cultivares Referência
RS 6 ancestrais: 86% dos genes Rangel et al. (1996)
EUA 22 ancestrais
a cest a s Dilday (1990)
day ( 990)
América Cuevas-Pérez et al.
2 ancestrais: 36% dos genes
Latina ( 99 )
(1992)

20. 2. AMPLIAÇÃO DA BASE GENÉTICA
Estratégia de melhoramento inteligente:
Uso da variação genética “natural” existente nos parentes silvestres
e cultivares antigas para “revitalizar” as cultivares modernas
(McCouch, 2004)
- 30% de aumento no rendimento de grãos de híbrido na China proveniente
de duas introgressões de um parente silvestre (Deng et al., 2004)

21. OUTROS DESAFIOS
DESAFIOS...

22. 16,0
Chile
14,0
RS
ento de grã (t/ha)
12,0
ãos
10,0
,
8,0
endim
m
6,0
60
4,0
R
2,0
0,0
1a. 2a. 1a. 2a. 1a. 2a. 1a. 2a.
Quinzena / Quinzena / Quinzena / Quinzena / Quinzena / Quinzena / Quinzena / Quinzena /
Set Set Out Out Nov Nov Dez Dez
Épocas de semeadura
Figura 4. Rendimento de grãos em diferentes épocas de
semeadura no Chile e no Rio Grande do Sul (RS).
FONTE: Alvarado e Hernaiz (2002); Mariot el at. (2007)

23. Problemas limitantes para a produção de arroz
na zona temperada
d
1. Estabelecimento i i i l velocidade e uniformidade d
1 E t b l i t inicial: l id d if id d de
emergência nas semeaduras precoces

24. Problemas limitantes para a produção de arroz
na zona temperada
o p d
2. Doenças

25. ESTRATÉGIAS
S G S

26. Marcadores moleculares:
-Ferramentas para “catalogar” e organizar a variabilidade
genética (Xu et al., 2004);
- Introgressão seletiva de características úteis a partir de
germoplasma exótico e/ou silvestre (Brondani et al., 2002;
McCouch, 2004);
- Aceleração da recuperação do genótipo recorrente no método
ç p ç g p
de retrocruzamento.

27. “MELHORAMENTO DE PRECISÃO”
RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR
MARCADORES MOLECULARES
Característica Gene Cromossomo Referência
Teor de amilose wx 6 Bao et al. (2006a);
Chen et al. (2010)
SS1 6 Bao et al. (2006a)
Temperatura de alk/SSIIa 6 Bao et al.(2006b)
( )
gelatinização
l ti i ã
Tamanho do grão GS3 3 Fan et al. (2006)
Peso do grão
P d ã GW2 2 Song et al. (2007)
l ( )

28. “MELHORAMENTO DE PRECISÃO”
RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR
MARCADORES MOLECULARES
Característica Gene Cromossomo Referência
Tolerância ao frio Ctb1 4 Saito et al. (2010)
Ctb
Ctb2 4 Sa to
Saito et al. (2001)
a ( 00 )
Cts12 12 Andaya and Tai (2006)
Resistência à Pi1 11 Mew et al. (1994)
al
brusone
Pi2
6 Yu et al. (1991)
Tolerância à Sub1 9 Xu et al. (2006)
submersão

29. INFRA-ESTRUTURA É FUNDAMENTAL

30. Sequenom MassARRAY (Henry and Waters, 2008):
Diferenças em unidades de massa
X
Ensaio multiplex para os seguintes genes:
- baixa estatura (Sd1);
( );
- amilose (wx);
- temperatura de gelatinização (alk);
- aroma (fgr);
- resistência à brusone (Pi’s)

31. “MELHORAMENTO DE PRECISÃO”
RETROCRUZAMENTOS ASSISTIDOS POR SELEÇÃO
FENOTÍPICA EFICIENTE (Ali et al., 2006)
Tolerância à submersão
Tolerância ao frio
Qualidade de grão

32. Problemas limitantes para a produção de arroz
na zona temperada
d
3. Áreas infestadas com arroz vermelho

33. PARA O ARROZ VERMELHO...
AA Aa aa

34. NECESSIDADES FUTURAS
- Aumento no investimento em pesquisa pública: infraestrutura;
- Treinamento e capacitação de pesquisadores;
-M i
Maior fl
fluxo d germoplasma;
de l
- Maior integração entre centros nacionais e internacionais de
pesquisa;
- Capacidade de competir e/ou associar se a empresas privadas
associar-se

35. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Zona temperada da América Latina tem poucas restrições à
obtenção de elevado potencial de rendimento
Oportunidade única para usar as ferramentas disponíveis
para o aumento no potencial de rendimento das cultivares
Não precisamos fazer coisas novas, mas mudar a
FORMA como fazemos...

36. MUCHAS GRACIAS!
CONTATO:
renata-cruz@irga.rs.gov.br
t @i b