Benavente, Cesar Augusto Ticona

Silva, Leandro Sousa e

Repositório do INPA

H ¤ J PA INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZONIA MINISTERIO DA CIENCIA, TECNOLOGIA. INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ6ES o v E R o E PIBIC PROGRAMA DE INICIAÇÁO CIENTÍFICA DO INPA DIVERSIDADE FENOTÍPICA DE UMA POPULAÇÁO M1 DE CUBIU BOLSISTA: LEANDRO SOUSA E SILVA ORIENTADOR (A): DR. CÉSAR AUGUSTO TICONA BENAVENTE Relatório Final apresentado ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, como parte das exigências do PIBICICNPQ e PAICIFAPEAM . Manaus - Amazonas 2016-2017 Divisáo de Apoio Técnico, Coordenaç80 de CapacitaçBo, Av. André Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3 149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://iipa.gov.br, e-maii: pibic.inoa(iiinoaeov.br . I INSTITUTO NACIONAL D E  PESQUISAS DA AMAZONIA MINISTeRIO DA CIÉNCIA, TECNOLOGIA, 1 INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ6ES - - Diversidade Fenotípica de uma População Ml de Cubiu Resumo O cubiu é uma solanácea, domesticada na Amazônia, seu fruto é apreciado pelo sabor devido a uma combinação semelhante e inédita de cítricos, dentre eles, a vitamina C, mas é pouco cultivado na região norte. Uma forma de criar variabilidade genética é utilizando radiações ionizantes, mas se desconhece o efeito que esta teria sobre o cubiu. Portanto, foram irradiadas 1000 sementes do genótipo CUB-O8 de cubiu com dose de 150 Gy de radiação gama, feitas as mudas e transplantadas em campo, junto com 41 plantas não mutadas do mesmo genótipo. Foram avaliados: número de frutos por planta, tamanho dos frutos, massa, altura da planta, diâmetro do colo do caule, nível de doença na planta e mortalidade. Logo, os dados foram submetidos a uma análise biplot e estimados estatísticas descritivas. Os resultados mostraram que os genótipos mutantes tem maior variabilidade que os não mudados, especialmente para os componentes da produtividade dos frutos. Porém, os efeitos principais da mutação foram: criar susceptilidade a Sclerotium rolfsii provocando a mortalidade de 67% da população e, diminuir a produtividade e tamanho dos fiutos. Alguns genótipos mutantes que se destacaram são: 139 que teve melhor desempenho dos frutos (1282,5 glplanta), altura (1 10 cm), número dos fiutos (5) e diâmetro do caule (4,32 cm); o 301 que teve a maior massalfruto (279, 5 g), comprimento e diâmetro do fruto (10,56 e 8,5 respectivamente). Contrariamente, o genótipo mutante 665 produziu 102 glplanta, teve altura de 43 cm, com duas frutoslplanta e com diâmetro do caule de 1,27cm. Conclui-se que há diversidade fenotípica na população M1, sendo recomendável trabalhar a seguinte geração (M2) com uma população de 1000 plantas para aumentar a probabilidade de selecionar genótipos com desempenho agronômico. Palavras Chave: Radiação, Sementes, Mutantes, Fenótipos e Cubiu Data 06 I &  1 1% ,, nDr, Gsar k Tiona Benawnte (wAdjuntdlNPA 1 / \ Mat. 2071587 - \ Orientador (a) Bolsista Divisão de Apoio Técnico, Coordenação de Capacitaçiío, Av. André Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://mpagov.br, e-mail: pibic.in~&in~a.eov.br INPA INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZ~NIA MINISTERIO DA CIÉNCIA. TECNOLOGIA, L MOVAÇ~ES E COMUNICAÇ~ES A e o E h L O O cubiu é uma solanácea, nativa e domesticada na Amazônia (Salick 1992) seu fruto é apreciado por seu sabor semelhante a uma combinação inédita de cítricos. É pouco cultivado devido à presença da pilosidade nos frutos, provocando imitações cutâneas na pele dos agricultores por ocasião da colheita. Esta espécie esta distribuída amplamente pela região equatorial do Brasil, Peru e Colômbia. O Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (Inpa) tem realizado vários esforços para coletar e selecionar cultivares. Porém, sua importância alimentar e econômica ainda é pequena, sendo encontrada esporadicamente em algumas feiras de Manaus. Mas recentemente foi introduzido no estado de São Paulo (Rodrigues et al. 201 3) e em Minas Gerais (Pires et al. 2006). O fruto do cubiu é conhecido como topiro, tupiro ou cocona. No Brasil é chamado tomate de índio na região nordeste, cubiu na região amazônica e maná na região centro-sul. Também é chamado de 'Orinoco apple' ou 'peach tomato' em países de língua inglesa. Ele é apreciado por sua viscosidade decorrente do conteúdo da pectina, gosto azedo. Possui alto conteúdo de ferro, niacina, vitamina A e C. E pode ser consumido como suco, geleia ou compota. Na Amazônia é utilizado como tempero em pratos de peixe, frango ou carne vermelha. Por outro lado, na medicina tradicional amazônica é utilizado para abaixar os níveis de colesterol, açúcar e ácido úrico. É utilizado como antídoto contra o efeito venenoso de mordidas de cobras, picadura de escorpião e coceiras provocadas por piolhos (0. Duarte 1 98 7). No Inpa, Silva Filho et al. (2005) realizaram testes de competitividade agronômica entre 28 genótipos de diferentes lugares do Amazona$, Peru e Colômbia, selecionando nove genótipos, e recomendando alguns deles para os agricultores da região amazônica (comunicação pessoal D.F. Silva Filho). Todos os genótipos do banco de germoplasma do Inpa apresentam pilosidade nos frutos, dificultando a colheita por produzir irritações na pele, o que inviabilizaria sua adoção pelos agricultores. Em geral, as solanáceas apresentam frutos sem pilosidade; portanto é provável que esta característica seja controlada por apenas poucos genes. Uma forma de criar variabilidade genética para esta , característica é induzindo mutações com radiações gama. Em cubiu, determinou-se que 150 Gy de DivisBo de Apoio Tbcnico. Coordena@o de CapacitaCgo, Av. André Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://inpagov.br, e-mil: pibic.inDe(íitinua.erov.br INPA INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÓNIA radiação gama nas sementes seria a dose recomendável para reduzir a pilosidade nos fnitos (Ticona- Benavente et al. 20 1 7). A radiação gama geralmente é produzida por elementos químicos radiativos, como o cobalto 60, urânio ou polônio, apresentando comprimentos de onda muitos curtos, da ordem de picômetros, o que aumenta o seu poder de penetração. Devido a sua alta taxa de energia, apresenta um efeito ionizante, podendo causar danos irreparáveis ao núcleo celular. A radiação gama é considerada uma das principais indutoras de mutações e aberrações cromossômicas estruturais (Bado et al., 20 15), porém seus efeitos dependem de vários fatores como: as condições de arrnazenamento após a irradiação (Conger e Carabia 1972), do genótipo dos indivíduos, do modo de exposição do material (Iqbal e Zanhw 1975), da presença de algumas substâncias químicas (Kumar 199 I), da fase do ciclo celular (Gudkon e Grodzinski, 1982), da dosagem de radiação (Santos, 1993), do grau de ploidia dos cromossos (Brock, 1980), do conteúdo de DNA por genoma haploide (Plewa et al. 1993) e do nível do oxigênio (Brump et al. 1982). No entanto, dentre os milhares de mutantes produzidos, tem sido possível identificar genes desejáveis que deram origem às milhares de variedades aprovadas e comercializadas globalmente: 1468 cereais, 370 legumes e 77 oleaginosas comestíveis (Foster e Shu, 201 1). Objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade fenotípica de uma população mutante M1 de cubiu (Solanum sessilzj7orum Dunal) produzida com radiação gama de 150 Gy. Material e Métodos As irradiações gama de 150 Gy nas sementes de cubiu foram realizadas no Centro de Energia Nuclear aplicada na Agricultura (CENA) da Universidade de São Paulo (USP). As avaliações dos efeitos da radiação foram feitos na estação experimental de hortaliças 'Alejo Von der Pahllen-EEH', do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia-INPA, situada nas coordenadas 2"59'45,8"S e 60°01'23,2"W, no km 14 da Rodovia AM 010 em Manaus em Argissolo Vermelho-Amarelo álico de textura arenosa. O clima local é caracterizado como "Af" no esquema de Koppen, registrando 2.450 mm de chuva, com uma estação seca no período de julho a setembro (Antonio 2017). Divisão de Apoio Ttcnico, Coordenação de Capacitação, Av. Andrk Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://mpa.gov.br, e-mail: pibic.in~a@in~a~ov.br INSTITUTO N A C I O N A L  DE PESQUISAS DA AMAZONIA CIÉNCW, TECNOLOGIA. h h  INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ~ES E v L R h L As sementes irradiadas foram semeadas em bandejas de isopor de 128 células com o substrato comercial organomineral e, depois transplantadas em campo 1041 plantas, das quais 41 serviram de testemunhas. Foram avaliados o número, tamanho e massa dos fnitos; a altura de planta, o diâmetro do colo do caule e severidade da doença (1= sadio a 3=doente). Os dados foram analisados multivariadamente utilizado biplots no s o h a r e  JMP 10. Resultados e Discussões O biplot explicou 50,5% da variação total, isto indica que a maior parte da variabilidade fenotípica é observada (Figura 1 e 2), portanto interpretações a partir destas tem alto nível de confiança. Figura 1. Biplots da diversidade fenotípica do cubiu (Solanum sessiliflorum), genótipo CUB-08 e da sua população mutante M1. Manaus 20 1 7. O j : Comprimento do kuto (C) : 0 I Divisb de Apoio Tkcnico, Coordenação de Capacitaçiío, Av. Andrk Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://inpagov.br, e-mail: pibic.in~a(íùiin~a.~ov.br . INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZONIA MINISTÉRIO DA CIENCIA, TECNOLOGIA, INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ6ES No biplot da figura 1 se observa a diversidade fenotípica do genótipo CUB-O8 (círculos pretos) e de seus mutantes (círculos brancos). A diversidade das 41 plantas de CUB-08 é devida somente a causas ambientais, de forma que parte da variabilidade genotípica dos mutantes é observada naqueles vetores de características que ultrapassem as amplitudes do CUB-08. Seguindo este critério se & observa que os genótipos mutantes estão preferencialmente nos quadrantes segundo e terceiro. Os genótipos mutantes do terceiro quadrante estão no sentido oposto dos três vetores: comprimento, - e diâmetro e massa do fruto, isto indica que a variação produzida pela radiação gama de 150 Gy tende a produzir frutos menores e com menor massa. Similarmente, os genótipos mutantes do segundo quadrante estão no sentido oposto dos vetores: altura, diâmetro do caule, número e massa de fi-utos por planta, o que sugere que as mutações tendem a redyir o valor desses 'caracteres. Figura 2. Biplots da diversidade fenotípica do cubiu (Solanum sessilzj7orum), identifica pelo número de planta. Manaus 20 1 7. Divisão de Apoio Tkcniw, Coordenação de Capacita*, Av. Andrk Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://inpagov.br, e-mil: pibic.in~a@inmeov.br I 4- 2- 3 Y 0 4 -2- 4- 0280; 019 ! .C8 0208qS2s . . -...........-.... . . : Wmetro do Caule , - o91 " 0- C8 = C U I ~ ~ $  \ v I , I i 4 -2 o 2 4 CP 1 (32.0 %) PESQUISAS D A  A M A Z ~ N I A  CIÈNCIA, TECNOLOGIA. LI INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ~ES o " R o E e r \. O biplot também permite identificar na Figura 2 as performances dos genótipos fazendo projeções ortogonais sobre os vetores dos caracteres. Por exemplo, observou-se nos genótipos mutantes, que o genótipo 139 teve melhor desempenho na produtividade dos h t o s  (1 282,5 g planta-'), altura (1 10 cm), número dos frutos (5) e diâmetro do caule (4,32 cm); assim também o genótipo 301 teve a maior massa/fi-uto (279,5 g), comprimento e diâmetro do fruto (10,56 e 8,5 respectivamente). Similarmente, os genótipos mutantes com menor desempenho podem ser identificados fazendo uma projeção sobre o sentido oposto do vetor produtividade, por exemplo, o genótipo 665 produziu 102 g planta-', altura de 43 cm, coin dois frutoslplanta e com diâmetro do caule de 1,27 cm. Tabela 1. Estatísticas das características avaliadas numa população mutante M1 produzida a partir do genótipo CUB-08 de cubiu (Solanum sessilifiorum). Manaus, 2017. 0 s  dados entre parênteses referem-se a testemunha (CUB-08 sem mutação). Número de plantas Desvio Caracteristica avaliadas Media padrão Mínimo Máximo Diâmetro do Fruto-D (cm) 289(23) 8,3(8,8) 1,0(0,8) 4,1(7,1) 11,6(10,0) Comprimento do fnito-C (cm) 289(23) 6,4(6,8) 0,7(0,5) 3,3(6,0) 8,9(8,5) Massalhto (g) Número de fnitos/planta 339(42) 2,1(1,6) 1,6(1,8) o,o(o,o) 5,0(5,0) Massa de htoslplanta (g) 289(23) 442,8(623,3) 295,7(348,7) 50,0(183,0) 1282,5(1423,0) C/D 288(23) 0,8 (0,8) o,l(o, 1) 0,6(0,7) 191(o,9) Altura de planta (g) 273(41) 71,1(83,2) 18,7(19,4) 22,0(35,0) 127,0(135,0) Diâmetro do Caule (cm) 273(41) 2,4(2,1) o,w,8> 0,6(0,4) 5,1(3,5) Doença* 271(41) 1,6(1,2) 0,8(0,4) 1 ,o( 14)) 3,0(3,0) Mortalidade? 816(42) 1,3(2,0) 0,5(0,2) l,o(l,o) 2,0(2,0) '1 =sem doença a 3=doente; 7 I = morto a 2= sobrevivente. A Tabela 1 apresenta estatísticas do genótipo CUB-08 e da população mutante gerada a partir dele. Nela se observa que o efeito mais significativo da mutação foi a mortalidade das plantas, a qual foi de 66,5% (273 plantas vivas de 816 plantas em campo), porém na testemunha a mortalidade foi 2,4% (41 plantas vivh de 42 plantas em campo). A morte das plantas foi causada pelo fungo Sclerotium rolfsii, o que indica que as mutações tendem a causar susceptibilidade do cubiu a este patógeno. Divisão de Apoio Técnico, Coordenação de Capacita*, Av. Andrk Araújo, 2936 - Aleixo, CEP 69080-971 Fones (92) 3643-3147 - 3149 - 3239, Manaus-AM, Brasil http://inpagov.br, e-mail: pibic.in~@,invaeov.br INPA INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZ~NIA MINISTÉRIO DA CIENCIA, TECNOLOGIA, INOVAÇ6ES E COMUNICAÇ6ES Por outro lado, as amplitudes da maioria de caracteres da população mutante foram maiores que às da população original (CUB-OS). O que mostra que a dose de radiação gama sobre as sementes é capaz de gerar variabilidade genética. Porém, as médias da população mutante relacionadas à produtividade, tais como massa por fruto e massa de frutos/planta estão abaixo das médias da população original. O que confirma as inferências feitas a partir do biplot, de que a tendência geral da mutação é diminuir a produtividade de frutos. Conclusão A radiação gama de 150 Gy mostrou ser eficiente na geração de variabilidade fenotípica e genotípica em cubiu, no entanto aumentou em 67% a susceptilidade a podridão causada pelo fungo Sclerotium rolfssii. Portanto, é recomendável trabalhar a seguinte geração (M2) com populações de pelo menos 1000 plantas para aumentar a probabilidade de selecionar genótipos com bom desempenho agronômico. 5. Referências Antonio, I. C. 2017. Serie histórica dos parâmetros climáticos registrados na estação agrometereológica convencional da Embrapa, no entorno de Manaus. Documentos-128. Manaus, Embrapa Amazônia Ocidental, 100p. Bado, S.; Forster, B. P.; Nielen, S.; Ali, A. M.; Lagoda, P. J. L.; Till, B. 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Diversidade Fenotípica De Uma População M1 De Cubiu

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