Banco de Germoplasma ISOPlexis / Germobanco

Fórum de Biodiversidade e Turismo Náutico

Importância da agrodiversidade e dos recursos genéticos nas Regiões Insulares.

Miguel Ângelo A. Pinheiro de Carvalho (miguel.carvalho@staff.uma.pt;

isoplexis@uma.pt)

Angra do Heroísmo, 5 de Outubro 2015

Agrobiodiversidade, origem e importância Definição de Biodiversidade Artigo nº2: "Diversidade biológica" é representada pela variabilidade de organismos vivos de todas as origens, incluindo, inter alia, ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos, e complexos ecológicos, dos quais fazem parte. Esta diversidade compreende a variabilidade dentro de cada espécie, entre espécies e entre ecossistemas. Cimeira do Rio de Janeiro de 1992

Biodiversidade A biodiversidade quantifica-se habitualmente pelo nº de espécies e existirão entre 1.729.693 (IUCN 2013) e 8,5 milhões (estimativa) Biodiversidade vegetal •  310.129 espécies vegetais. •  98.998 espécies de fungos. •  25.044 espécies de algas. •  7.643 espécies de bactérias. Biodiversidade animal •  64.788 espécies de vertebrados. •  1.359.365 espécies de invertebrados. Fotos de investigadores do ex-Centro de Estudos da Macronésia, UMa

Agrodiversidade. A agrodiversidade é um conceito amplo que inclui os elementos da biodiversidade, com importância histórica, actual ou futura para o ser humano, e com relevância para a sua segurança e qualidade alimentar ou para a sustentabilidade. A agrodiversidade é uma “criação” da Humanidade e tem origem em múltiplos processos de naturais ou artificiais: •  domesticação •  semi-domesticação •  cruzamento entre espécies •  adaptação

Teoria da Origem das Espécies Cultivadas

Agrodiversidade. A agrobiodiversidade tem uma estrutura complexa e inclui os agro-sistemas e os recursos genéticos utilizados na agricultura para produzir alimento ou outros bens, assim como os componentes e processos necessários para garantir o funcionamento dos sistemas agrícolas. Elementos da agrodiversidade são: •  espécies agrícolas (domesticadas). •  parentes silvestres (CWR). •  espécies com potencial agrícola. •  variedades e raças de plantas e animais. •  microrganismos (fungos e bactérias).

Componentes da agrodiversidade são: •  sistemas agrícolas. •  solo. •  práticas e processos agrícolas.

Agrodiversidade. Agrodiversidade quantifica-se habitualmente pelo nº de espécies domesticadas, cultivadas ou utilizadas pelo Homem na sua actividade. Este número não é consensual e nem totalmente conhecido. Agrodiversidade vegetal •  35.000 espécies 7.000 espécies alimentares 28.000 espécies silvícolas, ornamentais, medicinais, etc.. •  2.500 espécies domesticadas e cultivadas. •  150 a 250 espécies cultivadas utilizadas na alimentação 20 espécies asseguram 85% da produção agrícola Agrodiversidade •  14 espécies animais domesticadas. 6.000 raças aminais.

Recursos fitoenéticos para a alimentação e agricultura (RFAA)

Recursos fitogenéticos para utilizações não nobres

Recursos fitogenéticos silvestres

Cultivares Modernas

Cultivares obsoletas

Ecotipos Espécies silvestres em uso

Espécies Ornamentais

Especies de recreio

Espécies de intresse industrial

(CBFP)

Espécies medicinais

Stocks genéticos e linhas melhoradas

CWR

Variedades regionais

(Landraces)

WSR de Espécies

utilizadas

Diversidade de recursos vegetais, os recursos utilizados na alimentação e na agricultura estão realçados (adaptado Maxted et al. 2008).

Estrutura da Agrodiversidade Vegetal

Importância da Agrodiversidade A importância da agrodiversidade e dos recursos genéticos para agricultura e alimentação para: • Futuro e sobrevivência da Humidade. • Segurança alimentar. • Partilha equilibrada de benefícios. • Desenvolvimento da bioeconomia (verde) É amplamente reconhecida, sendo enqudrada: •  Convenção da diversidade biológica. •  Tratado Internacional para os Recursos Genéticos para a Agricultura e Alimentação. •  Directivas Comunitárias para a agrodiversidade. •  Protocolo de Nagoya. E implementada: •  Plano de Acção Mundial da FAO. •  Plano Nacional para os Recursos Genéticos. Enquanto detentores “soberanos” de RGAA, Portugal e as suas Regiões, tem o dever de inventariar, proteger, conservar, avaliar e utilizar de forma sustentada estes recursos.

Agrodiversidade nas Regiões Insulares Importância, Funções e Serviços

Agrodiversidade nas Regiões Insulares A agrodiversidade é uma das principais riquezas da Macaronésia, foi um factor crucial na colonização e ocupação do território, tendo desempenhado um papel fundamental na terra transformação, criação da paisagem e sustentação da economia insular. Para Crosby (1983) a Macaronésia representa a 1ª experiência sucedida da globalização assente na utilização de espécies e organismos domesticados, que permitiram: • fixação das populações. • criação de novos sistemas ecológicos (agro-sistemas). • formação e evolução de novos recursos (solo, variedades locais). • construção dos fundamentos da moderna economia insular, incluindo o turismo.

Agrodiversidade nas Regiões Insulares A agricultura é assegurada por agro-sistemas específicos e desempenha uma função sócio-economico que transcende a mera actividade agrícola. Agro-sitemas tradicionais da Madeira1 Categoria: minifúndio Nº de explorações: 10.382 Dimensão média da Area Agricola (AA)/exploração: 0,4 ha (8,5 ha – Açores) Assegura um conjunto de serviços: •  Produção de alimento e segurança alimentar. •  Edificação e manutenção da paisagem (poios, levadas e outro património edificado). •  Formação e manutenção da agrobiodioversidade. •  Serviços ecológicos. •  Ordenamento e ocupação do território. •  Atratividade do destino turistico.

1 Dados de 2007. Foto da Levada da Manuel José Agência de Viagens Lda

Agrodiversidade nas Regiões Insulares A diversidade de recursos genéticos para a agricultura e alimentação na Madeira é uma consequência da: •  Posição geográfica e papel histórico. •  Multifuncionalidade da agricultura. •  Diversidade de condições agroecológicas. •  Práticas culturais. Em 2003, o impacto económico da utilização agrodiversidade e dos recursos genéticos associados, atingiu: •  117,3 milhões de euros •  99,6 milhões de euros (84,9%) provieram da produção vegetal. •  11,7% da produção animal. No entanto este valor diz respeito apenas à comercialização da produção de alimentos e bens, não reflectindo os impactos do autoconsumo e económicos indirectos (serviços). Estimativa: Superior a 55 milhões de euros anuais?

Dimensão actual da agrodiversidade na Madeira

Dimensão da agrodiversidade na Madeira Prospeção, inventariação, monitorização e avaliação da agrodiversidade (RGAA e agro-sistemas) A resposta a esta questão depende da capacidade para inventariar, monitorizar e avaliar, da existência de modelos agroecológicos e de sistemas de documentação e informação que permitam realizar o inventário e analisar a distribuição da agrodiversidade com diferentes propósitos ou de análise de lacunas (gap analysis). Potenciais aplicações •  Avaliação da produtividade dos agro-sistemas. •  Avaliação das medidas agroambientais. •  Implementação de programas de conservação in situ (on-farm). •  Implementação de medidas de manutenção da paisagem e dos ecossistemas humanizados (poios) (agroturismo). •  Promoção do uso sustentado dos recursos locais. •  Monitorização e rastreabilidade dos recursos locais (variedades).

Componentes Classificação Nº de taxa %

Biodiversidade1 Plantas com semente 1130 100,0

Nativas 546 49,3

Introduzidas naturalizadas* 401 35,5

*Agrícolas 38 3,4

Agrodiversidade Espécies com potencial agrícola 512 45,3

CWR 336 29,7

Agrícolas 165 14,16

NUCs 11 0,1

ISOPlexis Nº espécies em colecção 235 20,8

Agrícolas alimentares 92 8,1 1 Bionatura (Borge et al., 2008) BG ISOPlexis/ Germobanco (http://www.uma.pt/Isoplexis)

Dimensão da agrodiversidade na Madeira A agrodiversidade quantifica-se por 2 componentes: a 1ª representada pelo nº de espécies domesticadas ou com potencial agrícola. O BG ISOPlexis possui séries de dados de 20 anos e acervo histórico de documentação das principais culturas da Madeira que permite quantificar esta componente.

Dimensão da agrodiversidade na Madeira A 2ª dimensão da agrodiversidade é representada componente intra-específica e a sua quantificação depende de estudos agroecológicos.

Dimensão da agrodiversidade na Madeira O processo de evolução desta componente da agrodiversidade (variedades locais) decorreu na Região de forma intensa, devido a uma agricultura tradicional praticada em agro-sistemas únicos e condições agroecologicas diversificadas. Condições e factores de diversificação. A diversidade de condições agroecologicas (edafo-climáticas) que resulta da acção conjugada de elementos e factores do clima, nomeadamente: •  Altitude, varia desde o nível do mar até os 700/800 m. •  Precipitação, entre menos de 800 e mais 2800 mm. •  Insolação média anual 2200 h (183 dias). •  Radiação média entre 2500 e 6500 wh/m2dia •  Variação da térmica entre menos de 9 e mais 20 ºC. •  Microclimas que albergam diferentes tipos de produção. •  Actividade agrícola em 5 tipos diferentes de solo com condições edáficas específicas.

Dimensão da agrodiversidade na Madeira Prospeção e inventariação agroecológica aplicado aos recursos genéticos

Dimensão da agrodiversidade na Madeira Inventariação e conservação ex situ dos RGAA

Resumo da prospecção e conservação da agrodiversidade em colecção no BG ISOPlexis. •  Formas cultivadas não classificadas quanto há variedade locais (landraces) a que pertencem. BG ISOPlexis/ Germobanco (http://www.uma.pt/Isoplexis)

Recursos Genéticos para Agricultura e Alimentação

Acessos Total de amostras na coleção 4266 - Acessos ISOPs (acessos únicos) 2867

Agrícolas Espécies domesticadas 2191 76,4 Silvestres Parentes silvestres 676 23,6

Categoria dos RGAA Cultivares antigas Formas cultivadas* 1322 46,1

Landraces Acessos de variedades regionais 445 15,5 CWRs Parentes silvestres 646 14,3 NUCs Espécies negligenciadas 38 1,3 Outras Variedades padrão 196 6,8 Outras Variedades e linhas melhoradas 220 7,8

Certificação de qualidade ambiental de acordo com as normas

ISO 9001:2000 e 14001:2004

Colecção de Germoplasma do BG ISOPlexis Esta coleção mantém ex situ (câmaras) e in situ (no campo) germoplasma da agrodiversidade e dos RGAA de: •  Espécies e variedades agrícolas. •  Parentes silvestres das espécies agrícolas (CWRs). •  Outras espécies com potencial económico. Tipo e funções das colecções: •  Colecção base (conservação de longa duração). •  Colecção activa (intercâmbio e investigação). •  Colecção de melhoramento (variedades e linhas). •  Colecção de campo (raízes tropicais).

Monitorização da agrodiversidade e dos RGAA na Madeira. Um metodologia foi desenvolvida baseada na: • Criação de um modelo de evolução da agrodiversidade com a divisão da RAM em 8 zonas agroecológicas. • Análise dos dados e informação sobre os RGAA presente no SDI. • Recurso a informação geográfica, através da GRIN-Global, QGIS e Capfitogen. • Desenvolvimento de critérios específicos de avaliação da erosão genética das variedades. 10 critérios de avaliação foram delineados. • Identificação das potenciais variedades locais (landraces). • Avaliação da situação e alterações na diversidade das landraces nos últimos 20 anos (com referência aos anos de 1994 e 2014).

Alteração na agrodiversidade e nos RGAA. Alterações temporais ocorridas na diversidade de recursos em 9 culturas agrícolas, inventário da variedades tradicionais (regionais).

Anterior a 1994 2014

Culturas Nº espécies Variedades Nº espécies Variedades

botânicas agrícolas botânicas agrícolas

Batata-doce 1 2 16 1 2 16

Feijão 2 0 23 2 0 17

Trigo 3 12 44 2 7 9

Milho 1 1 6 1 2 4

Inhame 1 2 6 1 2 4

Batata 1 0 6 1 0 4

Tomate 1 0 7 1 0 4

Macieira 1 0 11 1 0 17

Bananeira 2 0 5 2 0 5

total 13 17 124 12 13 80

Dimensão da agrodiversidade na Madeira. Pontos fortes • Diversidade agroecológica. • Agro-sistemas únicos. • Gradiente altitudinal. • Índice de agrodiversidade. • Grande diversidade de RG. • Valor agronómico e etnográfico. • Colecções dos RGAA • Unidades I&D com competências na temática. Pontos fracos • Protecção deficiente dos RG. • Falta de apoio à I&D e agricultores. • Falta de articulação dos agentes. • Valoração dos serviços da AD. • Valorização dos RG e produções.

Oportunidades • Novo quadro comunitário • Plano nacional para os RG • Dificuldades na protecção RG • Agroturismo • Turismo gastronómico • Valorização e certificação das produções e produtos locais Ameaças • Vulnerabilidade das landraces e dos RG (erosão, poluição). • Perda de conhecimento. • Introduções exóticas. • Aumento da pressão urbana. • Despovoamento do meio rural. • Alterações globais (climáticas, económicas)

Valorização da agrodiversidade Estratégia de valorização da agrodiversidade baseada no conhecimento aprofundado dos RGAA, a protecção (variedades regionais) e inovação com o desenvolvimento de novos produtos ou aplicações Enquadramento • Regulamento (CE) n.º 870/2004, de 24 de Abril de 2004, estabelece o programa comunitário que visa a prospecção. inventariação, colheita, conservação, avaliação e promoção do uso dos RGAA no espaço europeu. • Regulamento (CE) nº 2013/0137, de 5 de Maio de 2013 relativo à produção e à disponibilização de material de reprodução vegetal •  Plano Nacional de Recursos Genéticos, 9 de Setembro de 2015 Enquadram a agrodiversidade, enquanto factor insubstituível para assegurar o desenvolvimento de uma agricultura multifuncional, a segurança alimentar e a sustentabilidade da produção agrícola e do espaço rural, estabelece o papel da dos bancos de germoplasma e os sistemas de informação e documentação na protecção dos RGAA.

BG ISOPlexis: Sistema de documentação e informação Suporte nas bases de dados GRIN-Global e ISOPex (interna)

Valorização da agrodiversidade Perspetivas e possibilidades de valorização da agrodiversidade e dos RGAA • Registro e protecção das variedades regionais e dos RGAA • Criação de programas de conservação on farm • Desenvolvimento do mercado de sementes e material de propagação regional • Diferenciação das produções e produtos locais • Transferência de conhecimento, tecnologia e inovação • Medidas agroambientais • Valorização gastronómica e turismo gastronómico • Criação de reservas agroecológicas • Agroturismo

Valorização da agrodiversidade Registo, Direitos de Obtentor Vegetal ou de Mantenedor O Despacho n.º 2630/2011 da DGADR, de 7 de Fevereiro, publicado no Diário da República, 2.ª série, n.º 26, de Fevereiro de 2011. Catálogo Nacional de Variedades (CNV) proteção das variedades: Milho, variedade “Santana” Milho, variedade “Da Terra” Detentor Germobanco Agrícola Madeira/Portugal 2011, mantenedor BG ISOPlexis, Universidade da Madeira; Feijão, variedade “Corno de Carneiro” Detentor Germobanco Agrícola Madeira/Portugal 2012, mantenedor BG ISOPlexis, Universidade da Madeira. Feijão, variedade “Boga” Registo e Direitos de Obtentor Vegetal outorgados pela DGAV ao BG ISOPlexis, DL nº213/90, de 28 de Junho 1990. Feijão, variedade “Santaneiro” Registo e Direitos de Obtentor Vegetal outorgados pelo ICVV/CPOV ao BG ISOPlexis, registo nº2009/1115, desde 2012.

Valorização da agrodiversidade Valorização dos recursos genéticos, através da inovação no sector agro-alimentar (organização da fileira agroalimentar) Projecto: Batatinpan MADFDR-01-0190-FEDER000012 Desenvolvimento do processo de transformação industrial da produção de batata-doce para a indústria agro-alimentar e a panificação Projecto em consórcio: Sociedade Insular de Moinhos Desenvolvimento da farinhas compostas de batata-doce - Batatinpan. Avaliação da composição e aptidão nutricional e tecnológica de 5 variedades regionais de batata-doce.

Unidade do Sistema Científico Regional (SCR) com actividade no domínio da Agricultura, Alimentação e Sustentabilidade, que se dedica ao desenvolvimento de programas de investigação fundamental e/ou aplicada sobre Agrobiodiversidade e Recursos Genéticos para Agricultura e Alimentação (RGAA), na perspetiva da promoção do conhecimento, da avaliação e valorização dos recursos, da transferência de tecnologia e do apoio à bioeconomia. Research Unit of the Regional Scientific System (SCR) with activity in the field of Agriculture, Food and Sustainability, it is dedicated to the development of fundamental and / or applied research on Agrobiodiversity and Genetic Resources for Food and Agriculture, aiming to add value and promote the knowledge and evaluation of the resources, the technology transfer and to support of bio-economy.

Doutorados •  Miguel Ângelo Carvalho (Coordenador)

•  Jan Slaski •  Mahnaz Khadem •  Susana Fontinha Doutorandos •  José Filipe Ganança (AVRG) •  Teresa Maria dos Santos

Técnicos Mestres •  Carla Gouveia (ANT) •  Nuno Nunes (UBQ)

Técnicos •  Humberto Nóbrega (C) •  Emanuel Silva (CBM) •  Gregório Freitas (SEAC) •  Sónia Ferraz (ABRG) •  Sara Carole (SDI) Estagiários •  Laura Megia •  Sónia Rodrigues •  Sofia Valente Mestrandos •  Marta Rodrigues •  Abel Rodrigues

As competências técnico-científicas do ISOPlexis são potencializadas pela rede (networking) de investigação em que se encontra envolvido.

Redes •  FAO/Bioversity International •  Plant Genomic •  AEGRO •  ARIMNET •  ECP-GR •  CYMMIT •  INEA •  SuperB •  NETBIOME •  Tritigen •  Germobanco Agrícola da Macaronésia •  Rede Rural

Parcerias •  Alberta Innovates - Canadá •  CIRAD e INRA •  JKI - Julius Kühn-Institut - Alemanha •  INIAV •  ICAAM •  DRADR •  Associação de Agricultores da Madeira •  Associação de Jovens Agricultores da Madeira e Porto Santo (AJAMPS) •  Junta de Freguesia do Jardim da Serra •  Junta de Freguesia da Fajã da Ovelha •  Insular de Moinhos •  UBQ •  Melaria do Norte •  Adenorma

Competências e capacidades Conservação e documentação dos recursos genéticos Organiza-se em torno da coleção de germoplasma e do sistema de documentação do BG ISOPlexis e envolve o registo, saneamento, conservação, multiplicação e controlo de qualidade dos recursos genéticos e do material de propagação, utilizando métodos padrão. Potenciais aplicações •  Registo e cadastro do recurso (semente, outro material de propagação). •  Conservação dos recursos e património genético. •  Manutenção da semente padrão (pré-base) de variedades. •  Controlo de qualidade e transferência segura de material genético. •  Implementação da estratégias nacional e comunitária para os RGAA. •  Denominações protegidas. •  Backup para o desenvolvimento de novas variedades, materiais e produtos.

Licença nº 7-4953 de produtor, manuseador e acondicionador atribuída pela DGAV / DRADR

Potenciais aplicações O titulo de Produtor, Manuseador e Acondicionador de material de propagação, permite ao BG ISOPlexis: Produzir e fornecer material de propagação aos agricultores e agentes interessados (stakeholders). Manter a semente e o material de propagação padrão das variedades registadas no Catálogo Nacional (DGAV) e Comunitário (ICVV/CPVO) de Variedades Vegetais.

Competências e capacidades Avaliação e seleção dos recursos genéticos Utiliza a fenotipagem e genotipagem como metodologia e baseia-se nas capacidades no domínio da caracterização e avaliação morfo-agronómica (ensaios), molecular (marcadores polimórficos, DNA, microssatélites), bioquímica (marcadores funcionais, composição nutricional e funcional) e tecnológica dos recursos genéticos. Alia o conhecimento sobre o recurso genético à avaliação da qualidade da produção agrícola. Potenciais aplicações •  Identificação de caracteres ou propriedades funcionais •  Pré-melhoramento e adaptação das variedades ou culturas às condições agroecológicas. •  Cadastro do recurso genético ou das variedades vegetais. •  Controlo de qualidade e rastreabilidade dos recursos genéticos. •  Denominações protegidas.

Fenotipagem e genotipagem dos recursos genéticos. Rede: INEA Projecto: EuropeAid/128-500/C/ACT/TPS. DCI-Food/2009/45 Adapting clonally propagated crops to climatic and commercial changes. Coordenação: SPC e CIRAD Adaptação da cultura do inhame às alterações climáticas (resistência à seca) e sócio-económicas (mercado). Espécie: Inhame, Colocasia esculenta L. (Schott) Avaliação morfo-agronómica e bioquímica de 35 cultivares de elite e variedades locais. Identificadas 6 cultivares com potenciais fontes de resistência à seca.

http://www.ediblearoids.org/INEANEWS.aspx

Phenotyping and genotyping of genetic resources Network: INEA Project: EuropeAid/ 128-500/ C/ ACT/ TPS. DCI-Food / 2009/45 Adapting clonally propagated crops to climatic and commercial changes. Coordination: SPC and CIRAD Taro adaptation to climate (drought) and socio-economic (market) changes. Species: Taro, Colocasia esculenta L. (Schott) Morpho-agronomic and biochemical evaluation of 35 elite cultivars and local varieties. Identified six cultivars with drought resistance sources.

http://www.ediblearoids.org/INEANEWS.aspx

Competências e capacidades Valorização e controlo de qualidade de recursos, produções e produtos agrícolas locais Competência baseada no conhecimento aprodundado sobre a natureza, a agroecologia, a variedade e o fenótipo dos recursos genéticos e as características qualitativas e funcionais da produção e dos produtos derivados. Procura acrescentar valor ao produto agrícola e ajudar a inovação no sector agro-alimentar. Potenciais aplicações •  Bioprospeção e detecção de propriedades biofuncionais. •  Avaliação da qualidade da produção. •  Valorização das produções locais. •  Controlo de qualidade e rastreabilidade dos produtos e produções locais. •  Desenvolvimento de novos produtos e aplicações. •  Denominações protegidas.

Skills and competences Adding value and quality control to resources, local crops and agricultural products Skill based on knowledge of the nature, agroecology, variety identity and phenotype of genetic resources and the qualitative and functional features of its local production and products. Intends to add value to agricultural products and help innovation in the agri-food sector. Potential applications • Bioprospection and detection of biofunctional properties. • Product quality evaluation. • Enhancement of local products. • Quality control and traceability of products and local products. • Development of new products and applications. • Protected denominations. • 

Prestação de Serviços

No âmbito da sua actividade e tendo por base as competências e capacidade adquiridas o BG ISOPlexis presta serviços à comunidade no âmbitos distinta:

• Prospeção, produção, seleção, saneamento e controlo de qualidade dos recursos genéticos e do seu material de propagação.

• Avaliação, valorização e controlo de qualidade de recursos genéticos e produções agrícolas de origem vegetal ou animal.