Levantamento de Dados e Referências com Vistas a Definições de Isolamento de Experimentos com Plantas Transgênicas de Eucalyptus Sociedade Brasileira para.

Apresentação em tema: "Levantamento de Dados e Referências com Vistas a Definições de Isolamento de Experimentos com Plantas Transgênicas de Eucalyptus Sociedade Brasileira para."— Transcrição da apresentação:

1 Levantamento de Dados e Referências com Vistas a Definições de Isolamento de Experimentos com Plantas Transgênicas de Eucalyptus Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC) na Comunidade Santa Maria – RS – 29 de Agosto de 2001 Plantas Transgênicas Prof. Dr. Giancarlo Pasquali, Laboratório de Biologia Molecular Vegetal, Centro de Biotecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9500, Prédio 43421, Laboratório 113/115. C.P , CEP , Porto Alegre, RS. Tel. (51) / / – Fax (51) – Giancarlo Pasquali Centro de Biotecnologia e Instituto de Biociências Universidade Federal do Rio Grande do Sul

2 E. grandis E. pellita E. globulus E. saligna G.Pasquali – CBiot/UFRGS

3 Prática agrícola/silvícola ?
Avaliação de Riscos de Vegetais GM Gene ? Planta ? Ambiente ? Prática agrícola/silvícola ? G.Pasquali – CBiot/UFRGS

4 Avaliação de Riscos de Vegetais GM Gene ? G.Pasquali – CBiot/UFRGS

5 OGMs para a Produção de Celulose ou Madeira
Transgenes Tolerância/resistência a herbicidas Resistência a insetos e nematóides Resistência a patógenos virais, bacterianos ou fúngicos Tolerância a estresse hídrico Tolerância ao frio Tolerância à salinidade Alteração da taxa de crescimento Qualidade da madeira - Ligninas - Polissacarídeos - Fibra (morfologia, densidade) G.Pasquali – CBiot/UFRGS

6 Biossíntese de ligninas & Transgenia
CAD – álcool cinamílico desidrogenase 4CL - 4-cumarato:CoA ligase C3H - p-cumarato 3-hidroxilase (??) C4H - cinamato 4-hydroxilase CCoAOMT - cafeoil-CoA o-metiltransferase CCR - cinamoil-CoA redutase COMT – ácido caféico o-metiltransferase HCT - p-hidroxicinamoil-CoA: cinato-chiquimato p-hidroxicinamoiltransferase (??) F5H - ferulato 5-hidroxilase PAL - fenilalanina amônia-liase SAD - álcool sinapílico desidrogenase Fatores de transcrição (LIM, MYB) Proteínas sinalizadoras Boerjan et al. (2003) Annu. Rev. Plant Biol. 54:

7 OGMs para a Produção de Celulose ou Madeira
Escolha dos transgenes e regulação da expressão: Melhor nível para a prevenção de “acidentes” Tolerância e Resistência X Qualidade da Madeira Questão fundamental: A expressão transgênica irá afetar a adaptabilidade e a capacidade competitiva, aumentando a invasividade ou a “agressividade” no ambiente? Resposta dependerá de modelagens e experimentos a campo Farnum et al. (2007) - Tree Genetics & Genomes 3: G.Pasquali – CBiot/UFRGS

8 OGMs para a Produção de Celulose ou Madeira
Alterações da qualidade da madeira - Redução de ligninas e/ou aumento dos teores de celulose - maior eficiência de produção de celulose e papel menor poluição ambiental decorrente do processamento industrial maior fixação de carbono em virtude da mais rápida renovação de florestas menor necessidade de energia derivada de petróleo Farnum et al. (2007) - Tree Genetics & Genomes 3: G.Pasquali – CBiot/UFRGS

9 Biossegurança e VGMs GURTs (“Tecnologias de Restrição de Uso Genético”) = tecnologias de verdadeira contenção ou confinamento genético Lei / 2005 Restrição a GURTs Farnum et al. (2007) - Tree Genetics & Genomes 3: Finstad et al. (2007) - Tree Genetics & Genomes 3:

10 Planta ? Ambiente ? Avaliação de Riscos de Vegetais GM
G.Pasquali – CBiot/UFRGS

11 Eucalyptus – insetos (e pássaros)
Polinização Eucalyptus – insetos (e pássaros) > 600 espécies > híbridos Eucalyptus cordata Eucalyptus ovata Eucalyptus vernicosa

12 G.Pasquali – CBiot/UFRGS

13 A distância mediana de busca por alimento foi de 6,1 km, com média de 5,5 km.
10% das abelhas buscaram alimento a um raio de 0,5 km da colméia; 50% das abelhas buscaram alimento a um raio de 6,0 km da colméia; 25% das abelhas buscaram alimento a um raio de 7,5 km da colméia; 10% das abelhas buscaram alimento a um raio de 9,5 km da colméia;

14 AMBIENTE OGMs para a Produção de Celulose ou Madeira Eucalyptus
Brasil: Ausência de espécies nativas sexualmente compatíveis Mundo: Oceania (Eucalyptus) Maior vetor de sementes de importância econômica: Homo sapiens sapiens “spertus” G.Pasquali – CBiot/UFRGS

15 Produção de Mudas de Eucalytpus Clones X Sementes
Anuário Estatístico 2007 da Associação Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas (ABRAF) Relatório da Sociedade Brasileira de Silvicultura (SBS), Novembro de 2006 Florestas derivadas de sementes são plantadas, principalmente, por pequenos agricultores na forma de fomento e arrendamento (ABRAF, pág. 31). Os fomentados, incentivados por empresas, correspondem a 23,5% do total (SBS, pag. 33). Tanto fomentados como agricultores que arrendam terras estão, cada vez mais, trocando mudas derivadas de sementes por mudas clonadas.

16 22%

17 Fluxo gênico: problema para as culturas de árvores não transgênicas e também para as transgênicas – tendência à diluição do efeito transgênico.

18 dispersão de propágulos Fluxo gênico + adaptabilidade
Produção de pólen viável  Alcance de flores receptivas Sucesso na fertilização Desenvolvimento de sementes viáveis Sucesso na germinação Sobrevivência do vegetal dispersão de propágulos Fluxo gênico adaptabilidade Alogamia X Autogamia Farnum et al. (2007) - Tree Genetics & Genomes 3: G.Pasquali – CBiot/UFRGS

19 Prática agrícola/silvícola ?
Avaliação de Riscos de Vegetais GM Prática agrícola/silvícola ? G.Pasquali – CBiot/UFRGS

20 Tecnologias para o Melhoramento de Eucalyptus
Cruzamentos controlados Testes de progênies Seleção de árvores-elite Marcadores moleculares em apoio ao melhoramento Plantios clonais de alta produtividade Clonagem de árvores-elite D. Grattapaglia – CENARGEN/EMBRAPA

21 Flores em fase de abertura – flores protândricas
Assis T.F., Warburton P., Harwood C. Artificially induced protogyny: an advance in the controlled pollination of Eucalyptus. Australian Forestry 68: (2005) Flores em fase de abertura – flores protândricas Corte e exposição de estigma Produção de sementes Polinização diretamente no estigma Frutos em desenvolvimento

22 Pomar Indoor - Hibridação em Larga Escala
Indução de Florescimento + Métodos de Polinização Assis et al. (2005) Eucalyptus. Australian Forestry 68: 27-33

23 Processo Silvicultural de Produção Comercial de Eucalyptus
Mudas clonais: mudas derivadas de (macro)estaquia ou de micropropagação in vitro G.Pasquali – CBiot/UFRGS

24 Processo Silvicultural de Produção Comercial de Eucalyptus
Mudas clonais: mudas derivadas de (macro)estaquia ou de micropropagação in vitro Polinização cruzada entre clones = autopolinização G.Pasquali – CBiot/UFRGS

25 Novas mudas clonais são plantadas entre “tocos” em menos de um ano;
- A eliminação de plantas espontâneas é prática convencional nos maciços de Eucalyptus; Folhagem e cascas são removidas ainda no campo e deixadas para incorporação ao solo; Novas mudas clonais são plantadas entre “tocos” em menos de um ano; As toras são transformadas em serragem e “cozidas” a 150 oC em presença de álcali. G.Pasquali – CBiot/UFRGS

26

27 Zona de amortecimento (buffer)
área livre Linacre & Ades (2007) – Ecological Modelling 179:

28 Sistema diplóide, dois alelos, um locus;
Linacre & Ades (2007) – Ecological Modelling 179: Sistema diplóide, dois alelos, um locus; Idêntica adaptabilidade entre VGM (GG) e VñGM (gg); Modelo de 10 x 10 árvores, cada uma com copa de 10 m de diâmetro (100 m2) – Diferentes distâncias de amortecimento entre GM e ñ-GM; Períodos anos – permitindo geração e floração de progênies; Taxas de autopolinização e polinização cruzada foram consideradas em função das distâncias entre indivíduos; Mortalidade e distúrbios – remoção e substituição aleatória de indivíduos; Dispersão de pólen: todas as árvores são igualmente férteis – 2 cenários de dispersão de pólen: 4% e 25% de autopolinização; Dispersão normal de sementes: 2X altura das árvores (~2 x 25 m = 50 m) Cremer (1966) Australian Forestry 30: 33-37 Cremer (1977) Australian Forestry Research 7: - Competição entre plântulas – não há seleção e determinação do genótipo será meramente definido pelo número de sementes na unidade de espaço.

29 Linacre & Ades (2007) – Ecological Modelling 179: 247-257

30 CONCLUSÕES Pólen de Eucalyptus
Dispersão por insetos (> 95% Apis mellifera). Distâncias de polinização mediada por abelhas variam muito conforme raças de abelhas e espécies vegetais, bem como em virtude da geografia e clima. Diferentes artigos documentam distâncias máximas de migração em relação à colméia variando de 1 a 10 km. Não há relatos de distâncias de polinização de Eucalyptus por abelhas nos ambientes brasileiros. G.Pasquali – CBiot/UFRGS

31 Sementes de Eucalyptus
Em condições naturais, a germinação de sementes e a sobrevivência de plântulas é muito baixa. A prática silvícula auxilia a eliminação de excepcionais mudas espontâneas. A dispersão de sementes é restrita às proximidades das árvores genitoras. 1 mm Eucalyptus delegatensis Eucalyptus coccifera G.Pasquali – CBiot/UFRGS

32 Recomendações: Liberações Planejadas no Meio Ambiente de Eucalyptus GM
Áreas experimentais cercadas por plantios comerciais de Eucalyptus não necessitarão de bordaduras, desde que uma zona mínima de amortecimento (100 m) seja garantida, com ou sem árvores nesta zona. O proponente deverá garantir a eliminação das árvores comerciais do entorno conforme procedimentos silvícolas e industriais, não coletando ou armazenando sementes destas; O proponente deverá estabelecer um raio de monitoramento mínimo de 100 m para a (avaliação e) eliminação de plantas espontâneas; Para que o monitoramento possa ser garantido, toda a área experimental deverá estar circunscrita à propriedade do proponente. G.Pasquali – CBiot/UFRGS

33 Recomendações: Liberações Planejadas no Meio Ambiente de Eucalyptus GM (continuação)
O proponente deverá garantir a distância mínima de 1 km em relação a pomares abertos de sementes. O proponente deverá garantir a distância mínima de 1 km em relação a áreas (colméias) de apicultura comercial ou doméstica. Áreas experimentais localizadas fora de plantios comerciais deverão ser circundadas por bordaduras de 15 m (pelo menos 5 linhas) de Eucalyptus em idade superior às plantas sob avaliação. Todas as demais recomendações deverão ser seguidas. G.Pasquali – CBiot/UFRGS

34 Recomendações: Liberações Planejadas no Meio Ambiente de Eucalyptus GM (continuação)
A autorização para Liberação Planejada no Meio Ambiente de Eucalyptus GM para a resistência a insetos poderá ser realizada após comprovação, pelo proponente, da inocuidade da atividade inseticida sobre insetos polinizadores como Apis mellifera. Experimentos com Eucalyptus GM contendo gene(s) capaz(es) de aumentar vantagens adaptativas deverão ter áreas de isolamento e monitoramento, bem como bordaduras, ampliados. Estas áreas deverão ser definidas ou aprovadas pela CTNBio conforme o(s) gene(s), ambiente(s) e as práticas experimentais propostas. G.Pasquali – CBiot/UFRGS

35 OGM Área de Plantio Comercial de Eucalyptus Zona de Monitoramento
Pomares Sementes Área de Apicultura Pomares Sementes Área de Apicultura 900 m 100 m 100 m 900 m 100 m 100 m Área de Plantio Comercial de Eucalyptus G.Pasquali – CBiot/UFRGS

36 OGM Área Experimental fora de Plantios Comerciais de Eucalyptus
Zona de Monitoramento OGM 100 m Pomares Sementes Área de Apicultura Pomares Sementes Área de Apicultura 900 m 100 m 100 m 900 m 100 m Bordadura (15 m) 100 m Área Experimental fora de Plantios Comerciais de Eucalyptus G.Pasquali – CBiot/UFRGS