Distâncias de Isolamento em Arroz Dispersão de Pólen Apresentação à CTNBio Reunião Ordinária das Comissões Setoriais 19 de Maio de 2010 André Abreu Eng. Agrônomo Gerente de Tecnologia – Bayer CropScience July 27, 2004

Agenda Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos Implicações agronômicas As the new herbicide tolerant rice varieties were being developed, research efforts beginning in about year 2000 to establish a baseline for outcrossing. My goal is to review the findings and the techniques used for these studies. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

Ampla rede de estudos sobre cruzamento nesta década Brasil EMBRAPA, EPAGRI, IRGA, UFSM Colômbia CIAT EUA LSU, USDA, UCD Europa CIRAD, IRTA China CNRRI Work began in many of the temperate rice growing regions of the world. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

Delineamento experimental clássico Parcela Central de plantas polinizadoras (marcador herbicida) Amostras de panículas radiando a fonte de pólen Field plot designs have many variations, but most all are based with a pollen source and a recipient plot. In this example from California, the pollen donor is planted in a central plot 15 meters square with sampling distances indicated by the orange stakes at intervals up to 15 meters. Validação molecular Teste com Herbicida Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

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

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. Distância (m) Cruzamento (%) Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

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

Dados consistentes indicando baixo cruzamento país do estudo taxa de cruzamento (%) autores/ano Brasil 0,14% a 0,26% Noldin et al. (EPAGRI), 2002 0,01% a 0,04% Ramirez et al. (IRGA), 2001 0,0065% Villa et al. (UFSM), 2006 0,01 a 0,04% Magalhães Jr et al (EMBRAPA -CPACT), 2001 China < 1% Rong et al. 2004 Colombia 0,03% a 0,3% Lentini & Espinoza 2005 Coreia 0,01% a 0,05% Chen et al. 2004 Costa Rica 0,1% a 0,4% Espanha e Italia 0,01% a 0,1% Messeguer et al., 2004 EUA 0,08% Linscombe et al, (LSU) 2005 0,40% Cheetham e Fischer (Univ. California Davis), 2005. 1% Langevin et al. 1990 0,01% a 0,14% Burgos et al. 2005, Estorninos et al. 2003a, 2003b 0,10% a 0,23% Estorninos et al. 2003b Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

Agenda Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos Implicações agronômicas As the new herbicide tolerant rice varieties were being developed, research efforts beginning in about year 2000 to establish a baseline for outcrossing. My goal is to review the findings and the techniques used for these studies. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

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

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

Agenda Distância espacial de cruzamentos Distância temporal de cruzamentos Implicações agronômicas As the new herbicide tolerant rice varieties were being developed, research efforts beginning in about year 2000 to establish a baseline for outcrossing. My goal is to review the findings and the techniques used for these studies. Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

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

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

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

Inexiste comprovação de variabilidade para tolerância ao Glufosinato Grupo 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 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 Inibição da divisão celular L Quinclorac 2 (Ácido Fosfinico) Inibição Glutamina Sintetase H Glufosinato Modo de Ação Exemplo de herbicida total de espécies resistentes descritas Revisão sobre Dispersão de Pólen e Distâncias de Isolamento em Arroz por André Abreu – CTNBio – Maio 2010

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

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