O pastoreio de pastagens tropicais pelo gado fornece alimento para milhões de pessoas e meios de subsistência para um grande número de agricultores e pequenos proprietários nos países em desenvolvimento. Pastagens e pastagens têm uma profunda influência no meio ambiente. Como a vegetação dominante em grande parte da terra do mundo, cobrindo áreas de várzeas a terras altas, as pastagens são alguns dos tipos de vegetação mais importantes e sensíveis do ponto de vista ambiental. As pastagens são usadas por animais para alimentação humana e muitas vezes são inadequadas para outras atividades agrícolas. o futuro previsível. Além disso, o pastoreio é muitas vezes crítico para manter as paisagens e maximizar a biodiversidade das pastagens. As pastagens fornecem serviços ecossistêmicos, como estabilização do solo, prevenção da erosão e purificação e redução do fluxo de água. É vital que as pastagens sejam tão produtivas e ambientalmente sustentáveis quanto possível. A agricultura deve ser eficiente para minimizar o uso da terra, garantindo a produção confiável de alimentos e mantendo os meios de subsistência em um clima em mudança.
Mesmo pequenas melhorias no desempenho da pastagem pelo melhoramento genético de gramíneas podem trazer benefícios econômicos e ambientais, seja pelo impacto das próprias gramíneas, incluindo a redução do uso de herbicidas, pesticidas e fertilizantes, ou pela redução da pressão para aumentar as áreas cultivadas . Um pastoreio melhor pode reduzir a necessidade de cultivar culturas de campo, cerca de um terço das quais são fornecidas aos animais. A melhoria das gramíneas pode vir da exploração da biodiversidade genética, encontrando e reunindo características de benefício ecológico e aumento da produtividade. Nosso projeto de pesquisa envolve uma parceria entre IATTC (The International Centre for Tropical Agriculture) com sede na Colômbia, e as instituições do Reino Unido, University of Leicester, Rothamsted Research, Earlham Institute e o Center for Ecology & Hydrology. Estamos adotando uma abordagem tripla para melhorar as gramíneas forrageiras tropicais, com foco na Panicum e Braquiária (Urócloa) gêneros: estamos medindo a diversidade genética presente nas espécies; identificando características críticas relacionadas ao ambiente, à produtividade e à economia rural; e desenvolvendo abordagens aprimoradas para melhoramento genético e seleção, a fim de identificar as melhores características que irão melhorar as variedades de gramíneas para os agricultores.
Além da produtividade e da resistência a doenças, estamos analisando a importância e a base genética de uma série de características relacionadas ao meio ambiente e à sustentabilidade. Nosso trabalho tem importância global, mas, a curto prazo, ajudará o programa de melhoramento genético de gramíneas de classe mundial do CIAT. As características a serem investigadas incluem características genéticas relacionadas à nitrificação do solo, resistência à seca, tolerância ao alagamento, alelopatia (como as plantas competem com as vizinhas usando seus próprios compostos químicos) e resistência a insetos (particularmente à cigarrinha-da-espuma). Também analisaremos a genética das gramíneas relacionada a animais de pastejo, como o teor de lipídios nas folhas, que afeta as emissões de metano (gás de efeito estufa) das vacas, e as modificações da parede celular que afetam a digestibilidade. Características como produtividade e digestibilidade da grama determinam quantos bovinos a pastagem pode suportar, e o aumento da produção reduz a pressão para converter habitats naturais biodiversos, como florestas, em terras agrícolas. Nosso projeto também fornecerá uma análise dos motivos pelos quais os agricultores não usam sementes de gramíneas melhoradas; essa análise fornecerá informações essenciais para garantir o melhor uso do conhecimento adquirido durante o projeto, apoiando os futuros esforços de melhoramento genético de gramíneas no CIAT. Este projeto, portanto, contribui para o desenvolvimento econômico ao melhorar os meios de subsistência e o meio ambiente para os agricultores e as comunidades em geral.
O CIAT possui um dos bancos de genes mais abrangentes de gramíneas forrageiras tropicais, e esses recursos de germoplasma são fundamentais para a descoberta de novas características úteis a serem exploradas. Esses recursos estão disponíveis para o benefício do mundo. Desde o trabalho premiado com o Nobel de Norman Borlaug no instituto irmão do CIAT, CIMMYT (Centro Internacional de Melhoramento de Milho e Trigo) com sede no México, vimos o impacto global positivo do melhoramento genético. Em nosso projeto, medimos a diversidade de todos os genes em mais de 10% da coleção de germoplasma. Essa enorme quantidade de dados – bem mais de 500 bilhões de bases de DNA – foi divulgada publicamente em janeiro de 2019 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/513453Outro desafio é determinar quais plantas têm potencial para serem cruzadas em programas de melhoramento genético, e na próxima fase do projeto utilizaremos técnicas modernas para identificar as melhores gramíneas para esses programas. Usaremos informações sobre os genes das gramíneas para desenvolver uma plataforma de genotipagem que agilizará os métodos de seleção de plantas parentais para a produção de variedades melhoradas. A tecnologia de plataformas de genotipagem está revolucionando o melhoramento de plantas, e nosso projeto nos permitirá aplicar a genotipagem e a tecnologia de melhoramento molecular assistido a gramíneas forrageiras tropicais.
Como escreveu o Dr. Ruben Echeverria, Diretor Geral do CIAT, “a pecuária fornece grande parte da proteína necessária para a nutrição equilibrada da população mundial e é uma parte importante da economia nas áreas rurais. Ao mesmo tempo, costuma estar associado a problemas ambientais, como desmatamento e altas emissões de gases de efeito estufa. Acreditamos que a intensificação sustentável da produção pecuária reduzirá o impacto ambiental, ao mesmo tempo em que atende às necessidades de proteína alimentar de uma população crescente em todo o mundo”. A professora Alison Goodall, chefe do Departamento de Genética e Biologia do Genoma da Universidade de Leicester, Reino Unido, acrescenta: “A pesquisa proposta se alinha fortemente com os principais temas de segurança alimentar e pesquisa que apoia o desenvolvimento econômico dos países em desenvolvimento, gerando soluções para os desafios globais por meio de pesquisa de classe mundial e atividades de impacto.”
O melhoramento de safras é um empreendimento de longo prazo, e o CIAT já possui canais de melhoramento para gramíneas forrageiras tropicais. Nosso projeto foi concebido para complementar e acelerar a reprodução, explorando uma ampla biodiversidade e as mais recentes tecnologias genômicas econômicas, levando a melhorias nas gramíneas forrageiras, ao aumento da segurança alimentar, à redução da pobreza rural e ao uso eficiente e sustentável da terra como pastagem.
Agradecimentos
Esta pesquisa é financiada pelo Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas do Reino Unido por meio do prêmio de bombeamento do Programa de Sistemas Agrícolas Tropicais Sustentáveis do Fundo RCUK-CIAT Newton-Caldas “Explorando a biodiversidade em gramíneas forrageiras tropicais Brachiaria/Panicum usando genética para melhorar os meios de subsistência e a sustentabilidade” BB /R022828/1.
O projeto é uma colaboração entre os co-PIs Dr. Rowan Mitchell (Rothamsted Research), Dr. Jill Thompson (Centre for Ecology & Hydrology CEH), Dr. à pesquisa da Dra. Paulina Tomazewska (Leicester) e do Dr. Till Pellny (Rothamsted). Os parceiros do CIAT envolvidos na pesquisa são Dr. Michael Peters, Dr. Valheria Castiblanco, Dr. Jacobo Arango, Dr. Stefan Burkart, Dr. Lou Verchot, Dr. Joe Tohme e Dr. Juan Andres Cardoso.
