As plataformas de pesquisa do NRGC envolvem áreas aplicadas a estudos de mecanismos de resistência ou tolerância aos principais estresses bióticos e abióticos para as culturas do milho, sorgo e milheto, caracterização e valoração de recursos genéticos e desenvolvimento de cultivares.

Plataforma 1 – Identificar e caracterizar mecanismos de adaptação de plantas a fatores que afetam a produtividade e a qualidade do milho, do sorgo e do milheto

Os mecanismos fisiológicos e morfológicos que conferem tolerância a condições de estresses abióticos e resistência a patógenos e pragas, bem como a biodisponibilidade de nutrientes dos grãos, para as culturas do milho, sorgo e milheto, são focos para as pesquisas desenvolvidas na Embrapa Milho e Sorgo.

Para diversos estresses bíóticos e abióticos são realizados estudos, em ambientes contrastantes, para determinação dos padrões de herança das principais características relacionadas à superação das adversidades. A identificação de genótipos contrastantes é importante para caracterização genética-molecular, mapeamento genético, identificação de QTLs (signficado?Locos de Caracteres Quantitativos) favoráveis, clonagem e sequenciamento gênico.

Os estresses abióticos podem ser divididos em estresses nutricionais e ambientais, sendo que no primeiro caso podemos englobar escassez de nutrientes, como nitrogênio e fósforo ou toxidez por excessos de elementos no solo, como o alumínio. No segundo caso pode-se agrupar os estresses causados por condições climáticas adversas, como seca, altas ou baixas temperaturas e encharcamento do solo.

Para os estresses bióticos são realizadas pesquisas de interação plantas-patógenos e plantas-insetos praga, os danos de cada agente biológico e suas distribuições no território nacional. São identificadas fontes de resistência para uso nos programas de melhoramento e estudada a variabilidade de insetos e microrganismos patogênicos para as principais pragas e doenças nas culturas de milho, sorgo e milheto.

Genótipos-fonte de resistência ou tolerância a estresses são utilizados para introgressão destas características desejáveis em novas linhagens, variedades e híbridos, bem como para geração de padrões contrastantes por meio do desenvolvimento de populações segregantes e montagem de plataformas para estudos de genética, fisiologia, mapeamento e clonagem de genes que controlam características relacionadas aos estresses bióticos e abióticos.

Plataforma 2 – Conservar, prospectar, caracterizar e utilizar a variabilidade genética para agregação de valor

A Embrapa Milho e Sorgo mantém as coleções ativas de germoplasma (BAGs) de milho, sorgo e milheto, formadas por coletas em território nacional, no caso do milho, e por introduções de cultivares provenientes de programas de melhoramento para as culturas de sorgo e do milheto. Nos BAGs são realizadas atividades para preservação das coleções, como o monitoramento do potencial germinativo das sementes, a multiplicação / regeneração de acessos, a caracterização das coleções, a informatização dos dados e intercâmbio com outras instituições.

Avaliações de acessos são realizadas para conhecer o desempenho quanto a caracteres de importância agronômica, como a tolerância a estresses bióticos e abióticos, valores nutricionais e para artesanato, capacidade combinatória e estabilidade de produção. O uso dos acessos dos BAGs vem sendo ampliado por meio do melhoramento participativo e do pré-melhoramento. São considerados valores agregados desejáveis: qualidade nutricional e tecnológica de grãos e forragens, resistência a estresses bióticos, tolerância a estresses abióticos e produção de etanol.

Valores nutricionais mais favoráveis à alimentação também são alvo de pesquisas desta plataforma. A identificação de fontes e introgressão de alelos para desenvolvimento de cultivares com grãos mais ricos em pró-vitamina A , maiores teores de ferro e zinco e com maior biodisponibilidade destes elementos, além de cultivares com características de forragem mais adequadas à alimentação animal, são parte da pesquisa de desenvolvimento de cultivares. Características exóticas, como resistência a herbicidas e pragas, serão introgredidas em cultivares por meio de transgenia e retrocruzamentos.

Plataforma 3 – Desenvolver materiais genéticos com alto valor agregado e adaptados a diferentes sistemas de produção (regiões homogêneas) utilizando técnicas convencionais e moleculares

A Embrapa Milho e Sorgo utiliza a variabilidade disponível tanto de genótipos elite (materiais trabalhados pelo melhoramento) quanto de acessos dos bancos de germoplasma das culturas de milho, sorgo e milheto para desenvolvimento de linhagens, variedades e híbridos com características agronômicas superiores e com genes de interesse. O objetivo é a agregação de valor pela resposta aos principais estresses bióticos e abióticos e / ou para usos especiais.

Os programas de melhoramento de milho, sorgo e milheto têm enfoque regionalizado e por finalidade de uso, possibilitando maior adaptação e agregação de valor às cultivares geradas. Além de alto potencial produtivo e boas características agronômicas, busca-se alta estabilidade nas novas cultivares pela introgressão de alelos de resistência a doenças e pragas e tolerância a estresses abióticos, selecionando-se os genótipos mais favoráveis em ambientes específicos (sob condições de estresses).

O desenvolvimento de cultivares com valor agregado de uso e maior qualidade nutricional podem atender necessidades especiais, melhorar a lucratividade e a qualidade de vida de pequenos agricultores. O milho é uma “commodity” e ainda o insumo principal dos agronegócios da carnes, do frango e de suínos no país, atividades que movimentam bilhões de dólares e geram grande número de empregos diretos e indiretos. Neste contexto, pequenos ganhos na qualidade nutricional deste cereal podem ter grande impacto econômico na cadeia de carnes como um todo (Matoso et al. , 2001).

Cultivares de milho para usos especiais (doce, verde, forrageiro, pipoca, com palha para artesanato, minimilho) e com maior valor nutricional (com qualidade protéica melhorada - QPM, com altos teores de óleo, carotenóides, ferro e zinco) estão sendo desenvolvidas para fins específicos e agregação de valor ao produto final.

Para melhor aproveitamento das interações entre genótipos e ambientes que condicionam respostas diferenciadas das cultivares às condições de cultivo, as regiões do Trópico Alto, Trópico Baixo, Nordeste, Norte e Subtropical, são consideradas separadamente para fins de desenvolvimento de cultivares de milho com maior valor adaptativo. O desenvolvimento de cultivares superiores envolve o trabalho de diversos profissionais de modo multidisciplinar e multiinstitucional.