GENETIC IMPROVEMENT IN CORN IN ANTAGONISM TO PEST RESISTANCE.
MEJORAMIENTO GENÉTICO EM MAÍZ EM ANTAGONISMO A LA RESISTENCIA A PLAGAS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/pa10202511082203
Maria Eduarda Rosa de Oliveira
Orientador: Prof. Dr. Thiarles Cristian Aparecido Tonon
RESUMO
O milho (Zea mays L.) é uma das culturas agrícolas mais importantes do mundo, principalmente na alimentação humana, mas com papel fundamental na produção de ração para animais, destacando-se também como matéria-prima para indústria de biocombustíveis. Neste contexto o Brasil tem uma economia cuja produção de milho destaca o país no cenário internacional, uma vez que somos o maior exportador mundial e o terceiro maior produtor do grão no globo. Sob a justificativa de de explorar a importância do milho e do melhoramento genético nesta planta, analisar estratégias recentes de melhoramento genético do milho (Zea mays L.), com ênfase no controle da lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda), e tendo como objetivo entender este método como mecanismo de superação aos desafios da resistencia de pragas, esta pesquisa foi realizada com bases em artigos científicos, de estudos recentes e estratégias inovadoras, onde o milho (Zea mays L.). Assim, este estudo abordar temas como resistências por parte das pragas, mesmo em plantas geneticamente modificadas; lagarta-do-cartucho, praga que gera a maior preocupação por parte dos produtores agrícolas; inovação gerada pelo milho Bt e piramidamento dos genes na busca por híbridos mais resistentes, e maior sustentabilidade.
PALAVRAS-CHAVE: Milho (Zea mays L.); Resistencia de Pragas; Milho Bt; Piramidamento; Melhoramento Genético.
ABSTRACT
Maize (Zea mays L.) is one of the most important agricultural crops in the world, mainly for human consumption, but also playing a fundamental role in animal feed production, and standing out as a raw material for the biofuel industry. In this context, Brazil has an economy whose maize production places the country at the forefront of the international scene, as we are the largest exporter and the third largest producer of the grain globally. Justifying the importance of maize and genetic improvement in this plant, this research analyzes recent strategies for genetic improvement of maize (Zea mays L.), with emphasis on the control of the fall armyworm (Spodoptera frugiperda), aiming to understand this method as a mechanism to overcome the challenges of pest resistance. This research was conducted based on scientific articles, recent studies, and innovative strategies related to maize (Zea mays L.). Thus, this study addresses topics such as pest resistance, even in genetically modified plants; the fall armyworm, a pest that generates the greatest concern among agricultural producers; the innovation generated by Bt maize and gene pyramiding in the search for more resistant hybrids and greater sustainability.
KEYWORDS: Maize (Zea mays L.); Pest Resistance; Bt Maize; Gene Pyramiding; Genetic Improvement.
RESUMEN
El maíz (Zea mays L.) es uno de los cultivos agrícolas más importantes del mundo, principalmente para la alimentación humana, pero también desempeña un papel fundamental en la producción de alimento para animales y se destaca como materia prima para la industria de los biocombustibles. En este contexto, Brasil posee una economía cuya producción de maíz lo posiciona como un referente internacional, siendo el mayor exportador y el tercer mayor productor mundial de este grano. Con el fin de explorar la importancia del maíz y su mejoramiento genético, analizando estrategias recientes de mejoramiento genético del maíz (Zea mays L.), con énfasis en el control del gusano cogollero (Spodoptera frugiperda), y con el objetivo de comprender este método como un mecanismo para superar los desafíos de la resistencia a plagas, se llevó a cabo esta investigación basada en artículos científicos, estudios recientes y estrategias innovadoras del maíz (Zea mays L.). Así, este estudio aborda temas como la resistencia de las plagas, incluso en plantas genéticamente modificadas; el gusano cogollero, una plaga que genera gran preocupación entre los productores agrícolas; Innovación generada por el maíz Bt y la piramidación de genes en la búsqueda de híbridos más resistentes y una mayor sostenibilidad.
PALABRAS CLAVE: Maíz (Zea mays L.); Resistencia a plagas; Maíz Bt; Piramidación; Mejoramiento genético.
1. INTRODUÇÃO
O milho (Zea mays L.) é uma das culturas agrícolas mais importantes do mundo principalmente na alimentação humana, é um papel fundamental na produção de ração para animais, destacando também em matéria-prima para indústria de biocombustíveis.
No Brasil a cultura do milho possui um papel importante no agronegócio, sendo conceituada como sendo a segunda maior cultura de área plantada, perdendo apenas para cultura da soja. Podemos estimar que o país esteja entre os três maiores produtores e exportadores, isso faz com que reforcemos a necessidade em investimentos constantes em tecnologias, assegurando a produtividade e a sustentabilidade da cultura frente aos desafios que possa limitar seu rendimento. Infelizmente, a cada ano, a cultura se vê ameaçada por pragas agrícolas, que comprometem cada vez mais a produtividade, causando perdas significativas e acarretando elevados custos para controle.
Dentre as pragas que mais acometem o plantio do milho, temos a lagarta- rosca (Agrotisipsilon), os corós (larvas de besouros), e os percevejos-castanhos (Scaptocoris Castanea), mas nenhuma destas é tão perigosa e prejudica tanto uma plantação de milho quanto a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda). Tal praga tem este status por conta da sua grande capacidade de danificar a planta, seja qual for a fase de desenvolvimento.
Sendo vista como praga chave da cultura do milho, esta gera prejuízos significativos, e fazendo que em cada aplicação de defensivos, haja a necessidade do aumento de doses ou até misturas de produtos secundários, fazendo com que o custo da produção se eleve, além de causar maior o impacto ambiental, potencializando o risco à biodiversidade, dentre os quais podemos incluir os polinizadores e organismos não alvos.
Neste contexto, as modificações genéticas emergem como uma solução contra esta praga, se configurando como ferramenta moderna de biotecnologia, editando geneticamente a planta por meio da tecnologia CRISPR/Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), que amplia as possibilidades de inserção ou modificação de genes associados à resistência a insetos-praga e a fatores ambientais adversos. Essa técnica vem se consolidando como alternativa de baixo custo e elevada precisão em comparação a métodos tradicionais de transgenia (Silva Filho, et al., 2022).
Mesmo com diversos processos, estudos e experimentos acerca do melhoramento genético, foi apenas na segunda metade do século XlX que Gregor Mendel constituiu a base conceitual onde desenvolveu o melhoramento genético moderno, que acabou por assumir um papel fundamental como alternativa sustentável para enfrentar certas limitações pois a compreensão de mecanismos e recombinação de genes dá a permissão aos melhoristas de fazer seleção e combinação de características de apenas interesse agronômico de maneira que seja eficiente.
Outra abordagem de destaque é o piramidamento de genes Bt (Bacillus thuringiensis), que consiste na expressão de duas ou mais proteínas inseticidas em uma mesma planta, pois os indivíduos resistentes a uma das proteínas inseridas no piramidamento de genes serão eliminados por outras proteínas. Tal estratégia tem se mostrado eficáz no manejo da resistência, pois aumenta a mortalidade de insetos suscetíveis e reduz a probabilidade de sobrevivência de indivíduos resistentes (Bates, et al., 2005; Farias, et al., 2023).
Por meio da combinação das melhores características de resistência do milho às pragas, e de adaptação as condições climáticas adversas em híbridos contribuirá em obter plantas com maior produtividade, qualidade nutricional, adaptadas às mudanças climáticas e resistentes a pragas e doenças. Supõe-se então que, com o melhoramento genético no mercado, é possível colhermos melhores resultados, levando mais qualidade e maior produtividade para o agricultor, também favorece os consumidores, por isso é de extrema importância o processo de melhoramento e obtenção de híbridos.
1.1 Importancia economica do milho
No ano de 2025, a lavoura do milho tem criado uma expectativa de quebra de recorde na sua produção, chegando à cerca de 137 milhões de toneladas (CONAB, 2025). Isto se deve a uma grande melhora de produtividade aliado a crescente expansão de área plantada, o que acaba por impulsionar o abastecimento interno, além da recuperação de estoques e fomento da gama no número das exportações (CONAB, 2025).
Se para a safra de 2025 a expectativa é de nova quebra de recorde e a safra 2025/2026 traz a esperança de uma produção ainda maior. Com isto e com as safras anteriores apresentando números positivos, já é de se esperar que o setor tenha muita relevância para a economia nacional.
Mesmo não sendo o maior produtor mundial de milho, ficando atrás de Estados Unidos e China, mas ainda a frente da União Europeia e Argentina, ocupando então a terceira colocação no ranking mundial, no ano de 2023, o Brasil se firmou como o líder mundial de exportação de milho, sendo responsável por, aproximadamente, 28,3% do comércio do globo (EMBRAPA, 2023).
Quando falamos de números com estes, devemos valorizar a importância que as exportações de milho têm na economia brasileira, já que toda a cadeia de produção deste grão alcança a população nacional de formas diferentes, seja criando empregos no campo, na tecnologia de equipamentos e o desenvolvimento de pesquisas envoltas à proteção da lavoura, e, por fim, nas indústrias que utilizam o milho como matéria prima, além do transporte que circula por todo o país.
Quando se analisa o crescimento histórico da produção mundial de milho, nota- se que esta cultura tem acelerado seu desenvolvimento, chegando ao patamar de 1,210 bilhão de toneladas, representando um crescimento de 33,5% (Silva, 2022).
1.2 Desafios Fitossanitários do milho
Concomitante ao crescimento da produção de milho, que atinje marcas nunca antes vistas, e que coloca o Brasil como destaque no cenário internacional no que diz respeito a produtividade, exportação e geração de renda, temos as situações que desafiam o bom andamento da cadeia de produção. Intempéries climáticos, pragas e doenças são as mais comuns.
No que se refere as pragas, é fácil afirmar que representam o maior risco para a cultura do milho. Assim é preciso estar sempre atentos aos desafios fitossanitários que a cultura do milho enfrenta. Darós (2015) apud Silva (2022) salienta que
As pragas ocorrentes em uma lavoura, como insetos que são prejudiciais à cultura podem afetar significativamente o seu potencial produtivo. Quando atacam a planta em sua fase inicial, reduzem a população de uma área, danificando ou matando a semente logo após a semeadura ou a plântula antes ou após a emergência. Os danos causados na fase vegetativa ou reprodutiva do milho de acordo com o estádio fenológico da planta, condições edafoclimáticas, sistemas de cultivo e fatores bióticos localizados. (Darós, 2015 apud Silva, 2022)
Complementando esta informação, Silva (2022) salienta que “a planta também pode ser prejudicada ou até morta pelo ataque dos insetos e pela competição com outros fatores, como plantas daninhas, doenças ou estresses abióticos como escassez de água”. Neste sentido, a recomendação para prevenir a lavoura das pragas é a adoção de táticas conjuntas, complementares, que podem incluir, desde a rotação de culturas, passando por respeito à época correta da semeadura, escolha de cultivares híbridas de qualidade, com variedades que tenha resistência ao ataque das pragas, além de tratar as sementes com inseticidas (Silva, 2022).
Vale ressaltar que a incidencia de pragas levam às perdas, nao apenas na produção, mas também de capital, uma vez que o agricultor, por conseguinte, acaba por lançar mão da metodologia de aplicação de uma ou mais doses extras de defensivos, o que o leva a ampliar os recursos financeiros dispensados.
Referente a cultura do milho, estima-se que as perdas na produção chegaram em 2024 chegaram a 34% em algumas propriedades e elevaram o prejuízo economico a casa dos 10 bilhões de reais (Embrapa, 2024). O site da Embrapa mostra uma estimativa de perda no Brasil e no mundo, para que possamos visualizar o impacto que as pragas tem nas lavouras do milho por todo o globo.
Para contrapor esta realidade, muitos estudos tem sido elaborados no intuito de construir estratégias ou até mesmo levarntar informações para sanar e/ou minimizar tal cenário. Alguns estudos mais recentes estão relatando a resistência de pragas, como a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda) em diferentes inseticidas químicos e até mesmo nas proteínas derivadas do Bacillus thuringiensis (Bt), nas quais são utilizados em cultivares transgênicas (Almeida, 2018).
No caso do milho, estes fundamentos são aplicados em cultivares de melhor qualidade nutricional, proporcionando o aumento de proteínas com alto valor biológico e compostos bioativos, potencializando a adaptação com relação às condições climáticas incluindo tolerância a seca e altas temperaturas. No que se refere a resistência relacionada pragas e doenças, o melhoramento objetiva reduzir o uso de agroquímicos e amplificar a sustentabilidade de produção (Almeida, 2018).
Mesmo com tantos benefícios alcançados com a modificação genética, atualmente o mundo tem se deparado com um problema cada vez mais crescente, a resistência por partes das pragas a estas modificações, principalmente ao milho da variedade Bt. Tal dificuldade atinge todas as etapas da produção global de milho e vem preocupando os produtores, uma vez que esta resistência se deve a uma adaptação que acontece de forma natural, diminuindo a eficácia da tecnologia Bt (Ribeiro, et al., 2022).
Desta maneira, sob a justificativa baseada na importancia economica do milho, no melhoramento genético enquanto ferramenta que auxilie os produtores de milho e para os benefícios que atingirão o consumidor final e analisar estratégias recentes de melhoramento genético do milho (Zea mays L.), esta pesquisa objetiva discutir como os fundamentos da herança genética, conectada às tecnologias de melhoramento genético, tem sido aplicado no desenvolvimento para obtermos uma variedade melhorada por mais tempo sem que perca rapidamente seu aperfeiçoamento para um bom processo na agricultura, tendo benefícios tanto para os produtores quanto aos consumidores.
2 MELHORAMENTO GENÉTICO
2.1 Melhoramento Genético nas Sementes
A base para um sucesso econômico é a escolha de uma ótima qualidade de semente, para o desenvolvimento de cultivares de milho mais produtivas, adaptadas a diferentes condições ambientais e resistentes a pragas. A obtenção de sementes de qualidade começa com linhagens puras, que são cultivadas por autofecundação, garantindo a manutenção das características genéticas desejáveis. Essas linhagens servem de base para o desenvolvimento de sementes híbridas, obtidas pelo cruzamento controlado de duas ou mais linhagens puras, resultando em plantas mais produtivas e vigorosas (Cruz e Viana, 2021).
Vale ressaltar que as boas práticas, quando associadas ao melhoramento genético, contribuem para prolongar a durabilidade das tecnologias, minimizar riscos de resistência e promover uma agricultura mais equilibrada e sustentável (CARZOLI et al., 2021).
Mas é evidente que o aprimoramento genético e sua evolução causam grande crescimento nos níveis de produção, seja qual for a cultura. Uma comparação feita entre os anos de 1961 e 2022, realizada pela FAO, revela o quanto as quantidades de produções de 6 das maiores culturas mundiais se desenvolveram e atingiram marcas nunca antes visto (Vide figura 1) (FAO, 2022).
Figura 1: Produtividade das culturas agrícolas no mundo.
Fonte: FAO, 2022.
Como pode ser observado na figura acima, as culturas cresceram, no mínimo 56% em 61 anos, graças às variedades melhoradas destes produtos, com destaque para o milho, que obteve um aumento de 194%, passando de 1.942 kg/ha para 5.718 kg/ha, ficando atrás apenas do trigo, que cresceu, espantosos 239% neste período (FAO, 2022).
2.2 Técnicas modernas de melhoramento genético
Várias são as técnicas de melhoramento genéticos foram utilizadas pelo homem, com maior ou menor frequência e, ao longo do tempo, estas técnicas foram se atualizando ou caindo em desuso, dando lugar a métodos inovadores, ou evoluindo, no caso das que proporcionavam melhores resultados e, portanto, não foram excluídas da lista das mais utilizadas (Sun, et al., 2024). Ainda hoje, temos uma gama considerável de técnicas que auxiliam os produtores a atingir seus objetivos no que se refere a aumentar a produção e/ou alcançar maior qualidade no seu produto (Anand, Subramanian e Kar, 2023).
Dentre as mais modernas metodologias modernas para melhorar geneticamente uma planta, temos a 1) edição de genes: permitindo a alteração do DNA da planta com grande precisão; 2) seleção genômica, a qual se utiliza do genótipo visando destacar as características mais relevantes da planta; 3) biologia sintética, que redesenha o sistema biológico; 4) clonagem, que se trata do processo de replicar características da planta de maneira idêntica e; 5) fenotipagem de alto rendimento (Anand, Subramanian e Kar, 2023).
Atualmente, além das técnicas tradicionais de seleção e cruzamento, o melhoramento genético das sementes envolve estratégias modernas de biotecnologia, como o piramidamento de genes Bt e a edição gênica por CRISPR/Cas9. Essas ferramentas permitem desenvolver cultivares que resistem de forma mais eficaz a insetos-praga, reduzindo a necessidade de agroquímicos e promovendo uma produção mais sustentável (Bates et al., 2005; Farias et al., 2023; Silva Filho et al., 2022).
De acordo com Bates, et al. (2005) apud Farias, et al. (2023), o piramidamento de genes Bt consiste na expressão de duas ou mais proteínas inseticidas em uma mesma planta, uma vez que os indivíduos resistentes a uma das proteínas inseridas no piramidamento de genes serão eliminados por outras proteínas. Tal estratégia tem se mostrado eficáz no manejo da resistência, pois aumenta a mortalidade de insetos suscetíveis e reduz a probabilidade de sobrevivência de indivíduos resistentes (Bates, et al., 2005; Farias, et al., 2023).
O método se baseia na capacidade da proteína Bt eliminar todos ou grande parte dos indivíduos suscetíveis da população de insetos praga. O método também é conhecido como controle redundante. Por isso, os indivíduos resistentes a uma das proteínas inseridas no piramidamento de genes serão eliminados por outras proteínas, levando em conta da importância do melhoramento avançado com mais de uma proteína, resultando em híbridos mais produtivos. (Siqueira, et al., 2024; Bates, et al., 2005).
A adoção de híbridos com genes piramidados tem potencial para reduzir a necessidade de aplicação de agroquímicos trazendo benefícios econômicos e ambientais, quanto menor a dependência de inseticidas, menor o risco de contaminação ambiental e redução de custos para os produtores.(Wesseler; Skevas, 2010; Catrino, et al., 2016).
2.3 Impactos ambientais e econômicos do milho Bt
Mesmo com desafios, especialmente no que se refere ao manejo de pragas, o impacto ambiental da tecnologia Bt se mostra fortemente positiva, uma vez que tem a potencialidade de reduzir a utilização de inseticidas químicos e a capacidade de, em muitos casos, resistir ao ataque de pragas, além de não prejudicar organismos não-alvos, sendo de grande auxílio no combate da lagarta-do-cartucho (Rodrigues, 2023). Segundo a autora
Várias estratégias tem sido adotadas no controle de S. frugiperda em campo, porém, atualmente o uso de variedades de milho transgênico que expressam uma ou mais toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) tem se tornado a principal estratégia de controle dessa espécie (Rodrigues, 2023).
Colocando em termos ecológicos, outra grande vantagem que destaca o milho Bt é como esta variedade ajuda a melhorar a saúde do solo e não arruinar a saúde do solo, bem como sua biodiversidade do solo, uma vez que reduz a quantidade de pesticidas, favorecendo assim, a manutenção da microbiota e da fauna benéfica daquele ambiente (Melloni, et al., 2016).
Economicamente falando, os benefícios apresentados pela tecnologia Bt vão além, pois este tem a capacidade de gamificar a produtividade, gerando maior lucro ao produtor e, por conseguinte, o auxilia na redução de investimentos sobre a aplicação de inseticidas, superando o custo do valor, um pouco mais elevado, desta semente.
Neste sentido, em maio a outros pontos positivos para a utilização desta variedade, temos aumento da produtividade, menor exposição a agrotóxicos, economia de tempo e mão de obra, alimentos mais seguros (Richetti, 2017).
Pavão e Ferreira Filho (2011) afirmam que
De maneira geral, ao adotar milho Bt11, observa-se redução na quantidade de mão de obra utilizada no próprio setor. Contudo, os setores a jusante da cadeia produtiva do milho, motivados pela redução no custo dos insumos, elevam o nível de atividade e de emprego. Com isso, em regiões onde a produção de suínos, aves, ração e beneficiamento vegetal é economicamente significativa, o desemprego causado pela introdução do milho Bt11 é compensado pelo aumento do nível de atividade destes setores. (Pavão e Ferreira Filho, 2011)
2.4 Desafios éticos e biossegurança
O trabalho com técnicas de edição genética abrem espaço para inúmeros temas para a pesquisa científica, mas assim como todo assunto relacionado a esta temática ganha campo, emergem também os desafios éticos, muitas vezes de ordem jurídicas e sociais que devem ser discutidos a fim de chegar-se a um denominador comum em meio ao debate com relação a sua ética e sobre a biossegurança (Bergel, 2017).
Ferreira (2023) ressalta que “o melhoramento genético é uma ferramenta importante para o desenvolvimento rural sustentável, contribuindo para a segurança alimentar, o desenvolvimento econômico e a sustentabilidade ambiental das comunidades rurais”. O autor prossegue com a afirmação de que
Para que o desenvolvimento rural sustentável seja alcançado é necessário promover a diversificação das atividades econômicas, investir em tecnologias que permitam a produção de alimentos de forma mais eficiente e sustentável e garantir o acesso da população rural a serviços básicos, como saúde, educação e infraestrutura demandando assim de investimentos agrícolas e ecológicos bem como de apoios políticos e governamentais. Assim, a técnica de melhoramento, desde que, feita de forma ética, pode contribuir para a segurança alimentar e o desenvolvimento econômico das comunidades. (Ferreira, 2023).
Se a ética, por sua vez, neste campo, levará à segurança alimentar, significa que se envolve diretamente com a biossegurança e seus protocolos. Pasquali (2024) destaca que
A atual e vigente lei de biossegurança brasileira, portanto, restabeleceu, em 2005, as normas de segurança e os mecanismos de fiscalização das atividades relativas a OGMs e seus derivados. Segundo o artigo primeiro da Lei, ficaram literalmente regulamentadas “a construção, o cultivo, a produção, a manipulação, o transporte, a transferência, a importação, a exportação, o armazenamento, a pesquisa, a comercialização, o consumo, a liberação no meio ambiente e o descarte de OGMs e seus derivados, tendo como diretrizes o estímulo ao avanço científico na área de biossegurança e biotecnologia, a proteção à vida e à saúde humana, animal e vegetal, e a observância do princípio da precaução para a proteção do meio ambiente (Pasquali, 2024).
Assim, o objetivo da biossegurança no contexto do melhoramento genético é assegurar que não apenas a produção aumente, mas também a segurança alimentar do consumidor final, além de avaliar e previnir riscos para a nossa saúde e a do meio ambiente, oferecendo diretrizes para o desenvolvimento desta prática (Souza et al., 2025).
Vale destacar que todas estas estratégias tem o mesmo objetivo, controlar as pragas (Lima, et al., 2023), conforme pofe se visto na tabela abaixo.
Tabela comparativa: Métodos de controle de pragas.
Adaptada pelo autor, 2025.
2.5 A Lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda)
A lagarta-do-cartucho é uma praga que ataca o milho desde a fase de plântula até a reprodução da planta, causando sérios danos à cultura. É especialmente problemática em milho safrinha e quando o manejo da safra anterior não foi adequado. O inseto possui múltiplos hospedeiros e consegue gerar várias gerações ao longo do ano devido ao clima brasileiro, o que aumenta sua persistência nas lavouras (Cruz e Viana, 2021).
O controle inadequado, principalmente com inseticidas químicos não seletivos, provoca resistência em algumas populações e desequilíbrio biológico, reduzindo a presença de inimigos naturais. Por outro lado, o manejo correto, incluindo práticas adequadas na safrinha e na safra de verão, é essencial para restaurar o equilíbrio ecológico e reduzir a pressão das pragas, permitindo a atuação mais eficaz dos inimigos naturais (Silva, et al., 2020). Neste sentido,
Crespo, et al., 2021, destaca que
a utilização de milho geneticamente modificado, junto ao controle químico à base de defensivos sintéticos, são as tecnologias mais empregadas para controle de pragas nas lavouras. Entretanto, estas técnicas de controle não são acessíveis a todos os produtores. Pequenos agricultores que possuem insumos limitados acabam tendo seu rendimento produtivo comprometido. Outro ponto que não pode ser negligenciado quando se referem à utilização de defensivos é a preocupação com a saúde dos consumidores, assim como os desequilíbrios biológicos, contaminação ambiental e humana (Crespo, et al., 2021).
Ainda com os avanços proporcionados pelo uso de cultivares Bt e do piramidamento de genes, observa-se que o manejo inadequado dessas tecnologias pode favorecer o desenvolvimento de populações resistentes da Spodoptera frugiperda (Wesseler; Skevas, 2010; Catrino, et al., 2016).
A ausência do manejo integrado de pragas das áreas de refúgio e a rotação de genes de resistência são fatores que aceleram a perda de eficácia dessas ferramentas biotecnológicas. (Tabashinik; Carrière, 2017; Farias, et al., 2014).
Diante desse cenário, reforça-se a importância do Manejo Integrado de Pragas (MIP), que combina métodos culturais, biológicos, químicos e genéticos com o objetivo de manter as populações de insetos abaixo do nível de dano econômico. No contexto do milho Bt, a manutenção de áreas de refúgio é uma prática essencial, pois garante a sobrevivência de indivíduos suscetíveis que, ao se cruzarem com indivíduos potencialmente resistentes, diluem os genes de resistência e retardam sua fixação nas populações. Além disso, o uso de controles biológicos, como inimigos naturais e parasitoides, complementa o sistema de manejo, tornando-o mais sustentável e eficaz, o que também não traz dano ao meio ambiente comparado ao agroquímico (Santos e Almeida, 2020).
Dessa forma, o desenvolvimento e a adoção de híbridos de tecnologia Bt, resistente a este inseto-praga, representa avanços significativos no manejo da cultura, contribuindo para a sustentabilidade agrícola, quando aliado a práticas responsáveis
de manejo, representando uma ferramenta poderosa na agricultura moderna. Ele não apenas contribui para o aumento da produtividade e redução de custos, mas também está diretamente relacionado à conservação ambiental e à sustentabilidade do sistema produtivo. A contínua pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias genéticas são essenciais para enfrentar os desafios impostos pela evolução das pragas e garantir a segurança alimentar em escala global. (Silva, et al., 2019).
Além do surgimento de resistência direta, estudos apontam que pragas como a Spodoptera frugiperda podem desenvolver resistência cruzada, ou seja, a capacidade de tolerar diferentes proteínas Bt, mesmo que não tenham sido expostas diretamente a todas elas. Esse fenômeno é resultado de mecanismos adaptativos complexos, como alterações no receptor intestinal da toxina ou no comportamento alimentar da praga. Essa capacidade adaptativa ressalta a necessidade de alternância entre cultivares com diferentes proteínas inseticidas e o uso de práticas complementares, evitando a dependência exclusiva de uma única tecnologia (Gassmann, et al., 2011).
3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
3.1. Tipo de pesquisa
Este trabalho baseia-se por meio de pesquisas exploratória e revisão bibliográfica, tendo como objetivo reunir, analisar e sintetizar informações relevantes sobre o melhoramento genético na cultura do milho, com utilização do piramidamento de genes, voltado ao controle de resistência a pragas-alvo, no caso, a lagarta-do- cartucho. A pesquisa foi utilizada para obter uma compreensão inicial do tema e identificar os conhecimentos, sendo assim, uma pesquisa qualitativa, pois, ao analisar as literaturas pré-selecionadas, buscou-se por identificar informações que pudessem contribuir com o estudo de forma a delinear as ideias, e não realizar um levantamento que nos levasse dados que pudessem tornar esta pesquisa quantitativa.
3.2 Base de dados
A coleta de dados foi realizada por meio da busca em fontes científicas confiáveis, sendo eles artigos científicos publicados, trabalhos acadêmicos, revistas
especializadas, biblioteca universitária online. As seleções das fontes são focadas na atualidade e conexão ao tema do melhoramento genético e resistência das pragas.
3.3 Critérios de inclusão/exclusão
A análise buscou reunir os principais avanços, técnicas e resultados relacionado ao uso do piramidamento genético na cultura do milho, contribuindo para a fundamentação teórica deste estudo.
Vale ressaltar que, ao selecionar as literaturas, como critérios de inclusão e exclusão, foi utilizado apenas a análise sobre se o estudo possuia ou não informações relevantes para o desenvolvimento desta pesquisa. De início também, pensou-se em textos que fossem mais atuais, de 2020 até os dias de hoje, mas, por conta da falta de material, optou-se também por analisar literaturas do ano de 2015, ou até anterior a este ano, mas próximo a 2015, até os dias de hoje, contanto que estes últimos, tivessem as informações necessários para esta presquisa.
3.4 Processo de análise e síntese
O presente objeto de pesquisa foi selecionado por toda importância que o milho (Zea mays L.) tem para a economia e para o cotidiano do brasileiro, sendo o Brasil um dos maiores produtores e exportadores do grão. Com tanta demanda, espera-se que a exigência por aumento na gama de produção, bem como a qualidade do produto atinjam níveis cada vez mais exigentes de mercado, o que torna esta temática de suma relevância no cenário agrícola.
Seguido da escolha do tema, o passo seguinte foi delimitar o tema e buscar por literaturas que auxiliassem e enriquecessem a pesquisa. Neste momento, optou-se por buscar a maior quantidade possível de fontes, para que, com o desenvolver do estudo, algumas destas fossem descartadas, restando apenas bibliografias que realmente acrescentassem ao presente trabalho.
Após leitura e todas as pesquisas selecionadas, obras como Bates et al., 2005, Farias et al., 2023 e Silva Filho et al., 2022, bem como Cruz e Viana, 2021 e Silva, et. al. 2020 foram escolhidas, dentre outras, para compor o aglomerado de ideias que darão forma a esta pesquisa. Vale ressaltar, que muitos outros estudos se fazem presente, mesmo não sendo citados aqui, inclusive contribuindo de forma destacável para o enriquecimento da pesquisa.
A próxima etapa foi a da escrita, onde as informações foram selecionadas para dar corpo a este trabalho, culminando no que temos como aglomerado sintético de elementos que subsidiam o desenvolvimento do tema. Assim, esta análise buscou reunir os principais avanços, técnicas e resultados relacionado ao uso do piramidamento genético na cultura do milho, contribuindo para a fundamentação teórica deste estudo.
4 DISCUSSÃO E RESULTADOS
Buscou-se, neste momento, confrontar as ideias que os diversos autores possuem sobre os mesmos temas. Assim, temos Darós (2015) apud Silva (2022) que, disserta sobre as pragas de lavouras em geral, destacando que
As pragas ocorrentes em uma lavoura, como insetos que são prejudiciais à cultura podem afetar significativamente o seu potencial produtivo. Quando atacam a planta em sua fase inicial, reduzem a população de uma área, danificando ou matando a semente logo após a semeadura ou a plântula antes ou após a emergência. Os danos causados na fase vegetativa ou reprodutiva do milho de acordo com o estádio fenológico da planta, condições edafoclimáticas, sistemas de cultivo e fatores bióticos localizados. (Darós, 2015 apud Silva, 2022).
Vem ao encontro desta afirmação, Almeida (2018) complementa destacando algumas pragas, que após estudos, apresentaram resistencia sob determinados inseticidas químicos e também com relação a proteínas derivadas do Bacillus thuringiensis, como é o caso da como a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda) (Almeida, 2018).
Assim, detecta-se um desafio onde as pragas existem nas lavouras, atacam de forma bem ordenada as plantas e agora apresentam resistencias a inseticidas e a até mesmo a plantas geneticamente modificadas que outrora não sofriam com a investida de grande variedade de pragas (Almeida, 2018; Darós, 2015 apud Silva, 2022).
Complementando esta questão, se faz necessário, diante de um cenário hostil, o emprego do Manejo Integrado de Pragas (MIP), mesmo que isto represente retornar a utilização de uma técnica antiga, mas que traz resultados positivos. Com a combina métodos culturais, biológicos, químicos e genéticos, é possível manter as populações de insetos abaixo do nível de dano econômico (Santos e Almeida, 2020).
Estes autores ainda reforçam que, no contexto do milho Bt, a manutenção de áreas de refúgio é uma prática essencial, pois garante a sobrevivência de indivíduos suscetíveis que, ao se cruzarem com indivíduos potencialmente resistentes, diluem os genes de resistência e retardam sua fixação nas populações. Além disso, o uso de controles biológicos, como inimigos naturais e parasitoides, complementa o sistema de manejo, tornando-o mais sustentável e eficaz, o que também não traz dano ao meio ambiente comparado ao agroquímico (Santos e Almeida, 2020).
Estas situações levam Cruz e Viana (2021) a destacar que obtenção de sementes de qualidade começa com linhagens puras, são cultivadas por autofecundação, garantindo a manutenção das características genéticas desejáveis. Dest maneira, essas linhagens servem de base para o desenvolvimento de sementes híbridas, obtidas pelo cruzamento controlado de duas ou mais linhagens puras, resultando em plantas mais produtivas, vigorosas, e afirmando que sementes melhoradas geneticamente seriam a solução para não haver preocupações com as pragas (Cruz e Viana, 2021).
Por outro lado, não há mais como depender apenas da genética para assegurar que a lavoura esteja salva, mas entende-se que as boas práticas contribuem para que o melhoramento genético atinja o objetivo de prolongar a durabilidade, minimizar riscos de resistência e promover uma agricultura mais equilibrada e sustentável (Carzoli et al., 2021).
Complementando, Anand, Subramanian e Kar (2023) destacam as tecnologias mais recentes referentes à modificação dos genes da planta (Anand, Subramanian e Kar, 2023), indo na direção do que explora Farias et al. (2023) e Silva Filho et al. (2022), que citam as estratégias que envolvem a biotecnologia, como o piramidamento de genes Bt, que se mostrava muito eficaz na proteção contra insetos-pragas, e a edição gênica por CRISPR/Cas9. Salienta-se que essas ferramentas permitem desenvolver cultivares que resistem de forma mais eficaz a insetos-praga, reduzindo a necessidade de agroquímicos e promovendo uma produção mais sustentável (Bates et al., 2005; Farias et al., 2023; Silva Filho et al., 2022).
Se, de um lado tempos temos impactos economicos e ambientais favoráveis no que se refere ao milho com tecnologia Bt, do outro panorama, temos os desafios que a biossegurança, o que torna o melhoramento genético e suas técnica, cada vez mais, objeto de discussão. Aqui, enquanto Rodrigues (2023) destaca positivamente a tecnologia Bt, afirmando que mesmo com várias estratégias tendo sido adotadas para cobater a lagarta-do-cartucho, “atualmente o uso de variedades de milho transgênico que expressam uma ou mais toxinas de Bacillus thuringiensis (Bt) tem se tornado a principal estratégia de controle dessa espécie”.
Mesmo sendo a principal estratégia no controle deste inseto-praga, os desafios para bioassegurança passam por produções sustentáveis e com ética, como é o caso de Ferreira (2023) que alerta que
Para que o desenvolvimento rural sustentável seja alcançado é necessário promover a diversificação das atividades econômicas, investir em tecnologias que permitam a produção de alimentos de forma mais eficiente e sustentável e garantir o acesso da população rural a serviços básicos, como saúde, educação e infraestrutura demandando assim de investimentos agrícolas e ecológicos bem como de apoios políticos e governamentais. Assim, a técnica de melhoramento, desde que, feita de forma ética, pode contribuir para a segurança alimentar e o desenvolvimento econômico das comunidades. (Ferreira, 2023).
Fechando as argumentações, os objetivos das biotecnologias são facilitar a vida do ser humano, seja nas produções ou no menor esforço e emprego de investimento possíveis e, no tocante a biossegurança, as práticas de melhoramento podem auxiliar no combate à praga foco (Cruz e Viana, 2021) e, sendo assim, mesmo com a lagarta-do-cartucho desenvolvendo resistencia aos milhos trangenicos, vale destacar que o controle adequado, principalmente com inseticidas químicos não seletivos, dificulta a resistência, que deve ser observado.
Assim, autores continuam a defender que o manejo correto, incluindo práticas adequadas na safrinha e na safra de verão, é essencial para restaurar o equilíbrio ecológico e reduzir a pressão das pragas, permitindo a atuação mais eficaz dos inimigos naturais (Silva, et al., 2020). Crespo, et al., 2021, reforça esta ideia ao dissertar que
a utilização de milho geneticamente modificado, junto ao controle químico à base de defensivos sintéticos, são as tecnologias mais empregadas para controle de pragas nas lavouras. Entretanto, estas técnicas de controle não são acessíveis a todos os produtores. Pequenos agricultores que possuem insumos limitados acabam tendo seu rendimento produtivo comprometido. Outro ponto que não pode ser negligenciado quando se referem à utilização de defensivos é a preocupação com a saúde dos consumidores, assim como os desequilíbrios biológicos, contaminação ambiental e humana (Crespo, et al., 2021).
Nota-se que diversos autores defendem a amalgama de técnicas de melhoramento com o MIP para se atingir os objetivos esperados na produção, como Gassmann (2011). Se o inseto-praga aqui estudado se adapta às modificações genéticas, fica, cada vez mais evidente que o uso de práticas complementares, evitando a dependência exclusiva de uma única tecnologia e aumenta as chances de sucesso na lavoura (Gassmann, et al., 2011).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta pesquisa atingiu seu objetivo, uma vez que conseguiu discutir como os fundamentos da herança genética, conectada às tecnologias de melhoramento genético, tem sido aplicado no desenvolvimento para obtermos uma variedade melhorada por mais tempo sem que perca rapidamente seu aperfeiçoamento para um bom processo na agricultura, tendo benefícios tanto para os produtores quanto aos consumidores.
Pode ser observado que as alterações genéticas contribuiram e contribuem com o crescimento das produções e com a melhora na qualidade do milho. Ficou expresso também existem variadas metodologias modernas para melhorar geneticamente uma planta, como destaque para o piramidamento de genes, responsável por ser base para elaboração do milho com tecnologia Bt.
No tocante ao milho Bt, concluiu-se que esta tecnologia já não possui a mesma eficácia de anos atrás com relação a lagarta-do-cartucho, uma vez que, com o passar dos anos, esta praga adquiriu resistência sobre a tecnologia Bt, se tornando um problema mundial. No entanto, diversos autores afirmam que aliar a modificação genética com as estratégias de MIP e outras práticas convencionais de alternância entre cultivares com diferentes proteínas inseticidas para evitar a dependência exclusiva de uma única tecnologia, ainda auxiliam aos agricultores a ter lavouras protegidas da praga aqui destacada.
Os resultados obtidos nesta pesquisa se mostram relevantes para o contexto da agricultura brasileira, em especial para a cultura do milho e espera-se que este estudo possa vir a complementar análises futuras dentro desta temática, de forma a auxiliar na descoberta de métodos que irão inovar este cenário e elevar ainda mais os níveis de produção e de qualidade do Zea mays L. nacional, auxiliando no fortalecimento da economia brasileira e destacando ainda mais esta cultura.
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