bitstream/CNPA-2009-09/14335/1/COMTEC113.pd

ARRIEL, N. H. C.

GUEDES, A. R.

PEREIRA, J. R.

Infoteca-e

1Descrição Botânica e Técnicas de Polinização Controlada no Gergelim (Sesamum Indicum L.)ComunicadoTécnico113ISSN 0102-0099Maio/2000Campina Grande, PB1 Eng. agrôn., M.Sc da Embrapa Algodão, Rua Osvaldo Cruz, 1143, Centenário, CEP 58.107-720, Campina Grande - Pb. E-mail: nair@cnpa.embrapa.br;2 Assistente de Operações da Embrapa Algodão.Descrição Botânica e Técnicas dePolinização Controlada no Gergelim(Sesamum Indicum L.)Nair Helena Castro Arriel1Antônio Rocha Guedes2José Rodrigues Pereira2O gergelim (Sesamum indicum L.) é uma planta delarga adaptabilidade e, apesar de sua preferência porclima tropical e subtropical é, também, encontradoem zonas temperadas de clima mais ameno.Na exploração da cultura existe uma grandediversidade de ecotipos bem adaptados às suaslocalidades, distinguido-se cerca de 118 tiposcultivados, cada um com dezenas de variedades, quese diferenciam por variantes genéticas. Estadiversidade de tipos e a facilidade de cruzamentorefletem o potencial da cultura que vem sendo usadana produção de novas cultivares; assim é que, numtotal de 3000 cultivares e linhagens, já foram e/ouvêm sendo utilizadas em cultivo, em vários países,especialmente naqueles que dispõem de mão-de-obraabundante, compreendendo 24 países na Ásia, 21na África, 15 na América Central e do Sul e 5 naEuropa (KOBAYASHI, 1981; MAZZANI, 1983,MONTILLA, et al., 1990).Em função dessa grande diversidade, a classificaçãoda espécie cultivada tem sido uma árdua tarefa paraos pesquisadores, que têm agrupado suas coleçõesde germoplasma em caracteres fisiológicos,botânicos e de produção (MONTILLA, et al., 1990).Kobayashi (1981) com a finalidade de classificar ogergelim cultivado, diferenciou 24 tipos com base nacombinação dos seguintes caracteres: número decarpelo, presença ou ausência de nectários, filotaxiae número de frutos por axila e pelos resultados,observou que os tipos mais apropriados paraaumentar o rendimento de sementes por plantacorrespondem àqueles que apresentam três cápsulaspor axila, folhas opostas, dois carpelos por cápsula eausência de nectários; e os tipos com três cápsulaspor axila, folhas opostas, quatro carpelos porcápsula e ausência de nectários. Ressalta o mesmoautor que os tipos com três cápsulas por axila,cápsula bicarpelar, folhas alternas e os com trêscápsulas por axila, cápsula bicarpelar e folhasopostas com muita freqüência são considerados osmais evoluídos dentro da espécie cultivada.Descrição BotânicaO gênero Sesamum pertence à família dasPedaliaceas, que consiste de 14 gênerosencontrados na regiões tropicais e subtropicais domundo, dentre os quais, o Sesamum é o maisimportante, constituindo-se de 49 espécies, entreelas, a S. indicum L., reconhecida como a espéciecultivada (MAZZANI, 1983).2 Descrição Botânica e Técnicas de Polinização Controlada no Gergelim (Sesamum Indicum L.)Pelo elevado número de tipos de gergelim cultivado,existe uma considerável diferença em tamanho,forma, desenvolvimento, cor das flores, tamanho,cor e composição das sementes. De acordo com asdescrições de Weiss (1983), Mazzani (1983) e Silva(1993), o gergelim é tipicamente uma planta anual eraramente bianual, cujos caracteres morfológicossão muito inconstantes na mesma cultivar, namesma planta e até no mesmo ramo como, porexemplo, o formato das folhas, a posição das flores,o número de frutos por axila, o tamanho do fruto e onúmero de lojas por fruto.A planta do gergelim apresenta caule ereto de 0,5 a3,0 m, ramificado ou não, com ou sem pelos,quadrangular ou cilíndrico, podendo apresentarcoloração verde-claro, avermelhado ou verde-escuro; as folhas são simples, alternas, as da parteinferior da planta adulta são mais largas,irregularmente dentadas ou lobadas, enquanto as daparte superior são lanceoladas (SILVA, 1993).As flores são completas, axilares ou terminais,gamossepalas, em número de 1 a 4 por axila foliar.As flores individuais têm um pequeno cálice divididoem cinco segmentos de 3 a 7 mm de comprimento,enquanto a corola é tubular, com um lábio inteirosuperior e três lábios lobados, mais embaixo, em queo do meio é mais largo que os dois lóbulos laterais ea sua cor vai do branco ao violáceo; apresentaquatro estames, didínamos, arranjados em par, umpar mais baixo que o outro, soldados na base domaior lábio do tubo da corola e, em alguns casos, umquinto estame está presente, porém normalmentenão têm função. As anteras são de cor branca ouamarela, com 1 a 2 mm de comprimento, enquantoem tipos macho estéril elas permanecem verdes,fechadas e não se desenvolvem em tamanho atravésda antese; o grão de pólen é amarelo-claro; o ovárioé súpero e esverdeado, com estilete filiforme eclaro. Em geral, apresenta dois carpelos e quatrolojas, pois cada carpelo tem um septo ou falsotabique. No gergelim comum bicarpelar, o estilo énormalmente cilíndrico, terminando num estigmacom dois lóbulos peludos, mas no gergelimtetracarpelar o estigma é achatado e tem umestigma de quatro lóbulos (YERMANOS, 1980,MAZZANI,1983).O fruto é uma cápsula alongada, normalmente comquatro lojas, encontrando-se também aqueles comseis a oito ou, raramente, dez lojas; mais ou menospiloso, variando na mesma planta, o número emcada axila, de 1 a 3. Nas variedades deiscentes,quando o fruto está perfeitamente maduro e seco,ele se abre pela parte superior, por onde assementes se libertam e em tipos indeiscentes, elesficam totalmente fechados após a maturação. Assementes são pequenas (3 mm de comprimento, 2mm de largura e 1 mm de espessura); o peso de1000 sementes varia de dois a quatro gramas,dependendo da cultivar e do ambiente e sua corvaria do branco ao preto (SILVA, 1993).Biologia da ReproduçãoO gergelim é considerado espéciepredominantemente autógama, porém pode haveralogamia com taxas acima de 10%, realizada porinsetos. Dependendo das condições locais e dapopulação de insetos, em algumas cultivares a taxade cruzamento pode chegar a 50% (Weiss, 1983).A forma e a posição das flores do gergelim nãofavorecem a ação polinizadora do vento.Características FloraisAs flores de gergelim aparecem em cachosdesenvolvidos em pedúnculos curtos na base dasaxilas das folhas. Nas cultivares que apresentamapenas uma flor por axila, cada flor é flanqueda porum nectário, em ambos os lados e nas cultivares emque três flores por axila possam aparecer, o padrãode florescimento normalmente varia dentro daplanta. No meio da planta, um, ou ambos osnectários flanqueando a flor do meio, desenvolveflores laterais e cada flor produz uma cápsula naaxila da folha. No ápice e na base da planta somenteum nectário pode desenvolver-se próximo à flor domeio, e somente uma, ou duas cápsulas por axila,pode aparecer. Em dias ensolarados as flores seabrem pela manhã, logo cedo (95% entre 5 e 7horas) murcham ao meio dia e caem à tarde, após as16 horas; em dias nublados e/ou frios, a aberturapode retardar em uma ou duas horas. As flores seabrem da base para o topo da planta e quando maisque uma cápsula por axila se forma, a flor do meiose abre mais cedo que as laterais e normalmentedesenvolve uma cápsula maior que as outras ao lado(YERMANOS, 1980).3Descrição Botânica e Técnicas de Polinização Controlada no Gergelim (Sesamum Indicum L.)No seu estágio inicial de desenvolvimento a flor dogergelim apresenta uma corola verde, levementedensa e rígida; assim que ela aumenta e se aproximao estádio de polinização, a cor da corola mudaprogressivamente de verde para branco e suasparedes se tornam delgadas e tenras, o tubo dacorola ainda está fechado, enquanto a flor está emdesenvolvimento, mas suas extremidades não estãofirmemente unidas, podendo apresentar aindanuances esverdeadas na base, mas em torno do topoela estará branco-pálido e, nesse estádio, poderá seabrir dentro de 24 horas. Dentro da corola asanteras estão em torno da altura do estigma, comcoloração branco-pálido, túrgidas e de superfícieúmida, mas ainda não rompidas. Quando a flor estácompletamente aberta, a corola apresentanormalmente cor branco-pálido, mas algumas vezesrosa ou com nuances esverdeadas e, em raroscasos, vermelho-marrom. O tubo da corola se abrena maioria das cultivares; contudo, existem tiposselecionados em que o tubo da corola nunca se abretotalmente bloqueando, portanto, a entrada damaioria dos insetos polinizadores. Algumas cultivarestêm pequeno pigmento em foma de "V" dentro dacorola, na pétala mais larga, que forma a base dotubo floral. No mesmo dia da polinização as corolascaem ao solo, antes de murcharem (YERMANOS,1980; MAZZANI, 1983).A deiscência das anteras ocorre antes da antese.Nas variedades precoces, as anteras e flores abremmais cedo que as tardias. Antes da abertura dasflores, as anteras estão fechadas e situadas abaixodo estigma. Em torno de duas horas antes da florabrir, os filamentos dos estames começam a sealongar rapidamente e as anteras, posicionadasacima, alcançam o nível do estigma, rompem-selongitudinalmente e liberam o grão de pólenaproximadamente ao mesmo tempo em que a flor seabre. Sucessivamente, o segundo par de anteras serompe e os dois lóbulos pilosos do estigma seseparam pelo contato com as anteras e recebemgrande quantidade de pólen sobre a superfícieinterna; assim, a polinização ocorre um pouco antese um pouco depois da abertura da flor.Temperaturas entre 24 e 27 ºC são ótimas para afloração do gergelim, nessas condições, o pólenpermanece viável por 24 horas (YERMANOS, 1980).Em relação à viabilidade do estigma, algunstrabalhos relatam que a receptividade do estigma éperdida em 14 horas depois da abertura da flor e,outros, que o estigma permanece receptivo até 24horas após a flor se abrir (YERMANOS ,1980),enquanto Abdel All et al., (1976), observaram que oestigma se encontra receptivo antes da abertura daflor, permanecendo viável 24 horas depois daantese.A seqüência dos eventos que ocorrem durante operíodo de floração pode sofrer interferência dediversos fatores, como irrigação, aplicação defertilizantes, flutuações de temperaturas e nível deluz. Yermanos (1980) verificou que, quando o nívelde luz foi reduzido, o estilo de várias cultivaresalongou-se numa taxa bem mais rápida e projetou-separa fora da corola, antes da abertura da flor. Estefenômeno foi observado tanto em casa devegetação como no campo, especialmente nogergelim irrigado, que pode alcançar 2 m de altura,com largas folhas sombreando as flores e mantendoalto nível de umidade ao seu redor.Técnicas de Polinização ControladaA polinização artificial no gergelim não apresentadificuldades, podendo-se chegar a 100% de êxito(entre variedades e raças).Preparo da Flor FemininaNa tarde do dia anterior castram-se as floresfemininas do cruzamento, removendo-se todo oconjunto da corola; com esta operação, removem-setodos os estames soldados à corola; existe diferençavarietal de resistência à retirada da corola e namaioria das variedades a corola é removidafacilmente (YERMANOS, 1980, MAZZANI, 1983).No gergelim indeiscente e no S. radiatum, aresistência é maior e a corola se parte sem se soltarda base, enquanto os estames se quebram; nogergelim tetraplóide indeiscente, ao se arrancar acorola, se remove também o receptáculo com oovário e a castração tem que ser efetuada comprecaução, usando-se pinças para retirar os estamesindividualmente (MAZZANI, 1983).4 Descrição Botânica e Técnicas de Polinização Controlada no Gergelim (Sesamum Indicum L.)Devido ao estigma já estar receptivo durante aemasculação, é conveniente checar cada corolaremovida para verificar se as anteras ainda estãofechadas. Em raros casos, algumas anteras podemabrir-se, liberando pólen para autopolinização. Oestilo e o estigma são deixados intactos, paracompletar seu desenvolvimento até a manhãseguinte, quando será efetuado o cruzamento.Tem-se observado que não é necessário protegeras flores emasculadas contra polinizaçõesacidentais por insetos em casa de vegetação, masno campo, apesar dos insetos não visitarem asflores sem corola, as flores emasculadas devem serprotegidas com sacos de papel ou se inserindo umpedaço de canudo de refrigerante de 4 a 6 cmsobre o estilo. A ponta do canudo é dobrada parabloquear a entrada de insetos polinizadores(YERMANOS, 1980).Entretanto, em experimentos desenvolvidos porMazzani (1983) durante quatro anos, na Venezuela,em diferentes épocas e com diferentes variedades,centenas de flores castradas foram deixadas aoacaso, para polinização natural por insetos, ventosou outros agentes e em nenhum caso houveformação de fruto, concluindo-se portanto, quesem a corola o inseto não visita a flor.PolinizaçãoPara o cruzamento em campo, a coleta do pólenpode ser efetuada no dia anterior, removendo-se acorola das flores de progenitores masculinos, quedevem ser armazenadas durante à noite emcâmara úmida ou em saco plástico; na manhãseguinte, procede-se à polinização, de preferênciaentre nove e onze horas (ABDEL ALL et al., 1976).Passa-se os estames no estigma da flor, váriasvezes; o pólen pode ser visto a olho nu. Aviabilidade do grão de pólen é de 24 horas e apósesse período ele se torna seco.Em casa de vegetação, o florescimento énormalmente indeterminado; assim, a emasculaçãoe polinização podem ser efetuadas sempre que opólen estiver disponível e as flores femininasestiverem no estádio certo, pois o estigma já estáreceptivo quando as flores são emasculadas.Deve-se evitar cruzamentos em dias nublados, poisníveis baixos de luz contribuem para quedaexcessiva das flores e limitam a produção de pólen.A irrigação contribui também para a queda dasflores; assim, a polinização deve ser feita dois diasdepois que o campo foi irrigado.Polinização NaturalAlguns autores relatam diferentes taxas de alogamiaem cultivos de gergelim. A taxa de cruzamentonatural varia com a região, cultivares, condiçõesclimáticas e população de insetos. Khidir (1972)obteve, no Sudão, taxas de polinização natural, de3,1 a 6,7%, que variaram de acordo com o local ecom a configuração de plantio. Sob condiçõesambientais particulares (semi-árido da California) epopulação de insetos, taxas de polinização cruzadaacima de 65% foram reportados por Yermanos(1980). Na Índia, o nível médio de cruzamento é de5%, porém entre 14 e 65% também foi observadoe, na Nigéria, acima de 50% de cruzamentoocorreram quando foram semeadas três cultivaresde gergelim em 0,4 hectares (WEISS, 1983). Musa& Padilla (1991) em ensaios conduzidos em Sonora,México, usaram cinco cultivares comerciais e duaslinhagens avançadas de gergelim e obtiveramresultados variando de 6,1 a 20,1% de polinizaçãonatural.Como o estigma está receptivo 24 horas antes daabertura da flor, insetos carregando pólen podemcontribuir para polinização cruzada natural se elesentrarem na flor antes que seu próprio pólen estejadisponível para autopolinização. A probabilidade parapolinização cruzada natural aumenta nas manhãs dedias nublados, frios e chuvosos, quando a liberaçãodo pólen é freqüentemente retardada até uma aduas horas depois da abertura da flor.Em algumas flores e plantas, as anteras abortam esecam, sem produzir pólen. Estas são as flores queos insetos fecundam com pólen de outras e, como asflores do gergelim são visitadas por muitos insetos, amaior parte deles penetra na corola, sendo que osmaiores a perfuram na base. Estes últimosobviamente não influem sobre a polinização. Osinsetos freqüentemente observados visitando asflores do gergelim, são as abelhas (Apis. spp). Ali eAlam (1933) citados por Yermanos (1980)5Descrição Botânica e Técnicas de Polinização Controlada no Gergelim (Sesamum Indicum L.)observaram Apis florea, Andrea ilerda, Ceratinasexmaculata e Trichometallae pollinosa comovisitantes mais comuns. Os cruzamentos naturaisdependem da freqüência e da classe de insetos quepenetram no interior da corola e, também, daquantidade de pólen que produzem as diversasvariedades. Mazzani (1983) observou que emsemeio contínuo de variedades produtoras de muitopólen e de outras que o produzem em quantidadeescassa, os cruzamentos naturais parecem ser maisfreqüentes sobre as plantas produtoras de poucopólen.Referências BibliográficasABDEL ALL, I. M.; SERRY, M.; EL-AHMAR, B. A.Some factores affecting self and artificial pollinationin sesame, Sesamum indicum L. AgriculturalResearch Review, v. 54, p.155-159, ago. 1976.KHIDIR, O. M. Natural croos-fertilization in sesameunder Sudan conditions. Experimental Agriculture,v. 8, n. 1, p. 55-59, 1972.KHOBAYASHI, T. The type classification ofcultivated sesame based on genetics characters.FAO Plant Production and Protection Paper, Rome,v. 29, n. 2, p. 86-89, 1981.MAZZANI, B. Cultivo y mejoramiento de plantasoleaginosas. 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Hybridization of crop plants.Madison, Wisc.: ECS, 1980. p. 549-563.ComunicadoTécnico, 113Exemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa AlgodãoRua Osvaldo Cruz, 1143 Centenário, CP 17458107-720 Campina Grande, PBFone: (83) 3315 4300 Fax: (83) 3315 4367e-mail: sac@cnpa.embrapa.br1a EdiçãoTiragem: 500Ministério da AgriculturaPecuária e AbastecimentoComitê dePublicaçõesPresidente: Alderí Emídio de AraújoSecretária Executiva: Nivia Marta Soares GomesMembros: Eleusio Curvelo FreireFrancisco de Sousa RamalhoJosé da Cunha MedeirosJosé Mendes de AraújoJosé Wellingthon dos SantosLúcia Helena Avelino AraújoMalaquias da Silva Amorim NetoExpedientes: Supervisor Editorial: Nivia Marta Soares GomesRevisão de Texto: Nisia Luciano LeãoTratamento das ilustrações: Oriel Santana BarbosaEditoração Eletrônica: Oriel Santana Barbosa

Descrição botânica e técnicas da polinização controlada do gergelim (Sesamum indicum L).

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