Fenotipagem baseada em imagens aplicada ao melhoramento genético de videira

• Processo: 23/09468-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Fitotecnia
• Pesquisador responsável: Mara Fernandes Moura Furlan
• Beneficiário: Felipe Roberto Francisco
• Instituição Sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/18697-5 - Caracterização fenológica da videira através da visão computacional, BE.EP.PD
• Assunto(s): Agricultura de precisão Genômica Visão computacional Melhoramento genético vegetal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura de precisão | Fenômica | Genômica | Visão Computacional | Vitis spp | Melhoramento Vegetal

Resumo

A cultura da videira vem ganhando destaque na fruticultura brasileira, passando, nos últimos anos, de um cultivo exclusivo de zonas temperadas para regiões subtropicais e tropicais. Diante da expansão da cultura se faz necessário a implantação de ferramentas biotecnológicas nos programas de melhoramento genético para disponibilizar rapidamente aos produtores novas cultivares com aptidão ao processamento onde o objetivo final é o suco e/ou vinho. A fenotipagem das características em programas de melhoramento de fruteiras é realizada manualmente, sendo uma atividade cara e demorada, que demanda mão de obra intensiva e exige ampla experiência do avaliador. Com intuito de melhorar a eficiência da fenotipagem das características de interesse foram desenvolvidas metodologias baseadas em análise e processamento de imagens. Essas metodologias possibilitam mensurações não destrutivas, com pouca mão de obra, economia de recursos financeiros, rapidez e precisão. A presente proposta visa a aplicação de fenotipagem baseada em imagens no programa de melhoramento genético do Instituto Agronômico (IAC) em técnicas de seleção de associação genômica ampla (GWAS) - Genome Wide Association Study) e a seleção genômica (GS - Genomic Selection). As técnicas de GWAS e GS usam dados de marcadores genômicos para auxiliar na identificação de genes e genótipos superiores de videira, respectivamente. A fim de explorar a relevância dessas técnicas, utilizaremos 288 acessos pertencentes ao Banco de Germoplasma do IAC. No presente trabalho serão avaliadas as seguintes metodologias de fenotipagem: 1) Uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) equipados com sensores RGB e multiespectrais para fenotipagem de alto rendimento de plantas de videira; 2) Fenotipagem baseada em imagens de características agronômicas em condições de campo; 3) Fenotipagem baseada em imagens de cachos e bagas de videira; 4) Predição de teor de açúcar, pH e antocianina no mosto de bagas de videira por imagens digitais; 5) Uso de imagens digitais para reconhecimento e predição de incidência de doenças em videira (Plasmopara viticola, Erysiphe necator e Elsinoë ampelina). O potencial das técnicas GS e GWAs será avaliado em explicar a herdabilidade, detectar associações significativas e predizer fenótipos de características agronômicas. São grandes as expectativas da implementação das técnicas GS-GWAS assistidas por imagens aplicadas ao melhoramento genético da videira, pois se abre uma perspectiva concreta de realizar seleção direta com a possibilidade de aumentar o ganho genético por unidade de tempo, e encurtar o tempo necessário para seleção de genótipos superiores.