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Avaliação de caracteristicas fisiológicas em progênies de macaúba com vistas ao melhoramento genético da espécie gisele domiciano

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Artigo publicado nos anais do Congresso Brasileiro de Macaúba, em 2013.

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Avaliação de caracteristicas fisiológicas em progênies de macaúba com vistas ao melhoramento genético da espécie gisele domiciano

  1. 1. AVALIAÇÃO DE CARACTERISTICAS FISIOLÓGICAS EM PROGÊNIES DE1 MACAÚBA COM VISTAS AO MELHORAMENTO GENÉTICO DA ESPÉCIE2 3 GISELE PEREIRA DOMICIANO1 , RODRIGO FURTADO SANTOS1 ; JEAN CARLOS4 ALEKCEVETCH1 ; LEO DUC HAA CARSON SCHWARTZHAUPT DA CONCEIÇÃO2 ;5 BRUNO GALVEAS LAVIOLA1 ; ALEXANDRE ALONSO ALVES1 6 7 INTRODUÇÃO8 A Macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Martius), uma palmeira oleaginosa9 nativa, tem recentemente ganhado destaque no cenário energético brasileiro devido a seu grande10 potencial produtivo (PIRES et al. 2013). Em termos de quantidade de óleo produzido por unidade11 de área, a produtividade da macaúba somente é superada pelo Dendê. Em função disso, a espécie12 vem sendo considerada uma das mais promissoras fontes de óleo vegetal para complementar a soja13 no atendimento ao crescente mercado interno de óleo vegetal. Cabe destacar que a incorporação de14 novas matérias primas à cadeia do biodiesel vem sendo estimulada pelo Governo Federal por meio15 do Plano Nacional de Produção e Uso do Biodiesel visando à segurança energética do país e16 inclusão de novas áreas geográficas no contexto da produção de energia (LAVIOLA E ALVES17 2011). Neste contexto, a Macáuba pode ser explorada por pequenos agricultores em sistemas18 extrativistas, pois além do óleo, pode-se produzir carvão e farinha. O incremento da participação da19 Macáuba no mercado de óleos para a produção de biodiesel pode ter assim, impacto direto na20 inserção de pequenos produtores em um mercado antes restrito aos grandes produtores de soja. Tal21 fato teria importante papel social, pois a renda destes produtores também seria aumentada. A fim de22 viabilizar economicamente a espécie, diversas instituições de pesquisa têm investido esforços e23 recursos em várias áreas do conhecimento. Umas das áreas a ser investida é a fisiologia e a24 ecofisiologia da espécie. Pires et al. (2013) em um trabalho pioneiro, determinaram aspectos25 ecofisiológicos da espécie por meio da mensuração de parâmetros de trocas gasosas. Esses autores26 demonstraram que a espécie tem comportamento típico de plantas C3, assim como seu potencial27 fotossintético. Como Flood et al. (2011) evidenciaram que os parâmetros fisiológicos podem estar28 diretamente ligados à produtividade, estes podem ser tratados em um contexto genético para fins de29 seleção, seja ela indireta (no caso de haver correlação entre esta uma característica de interesse),30 direta ou em um índice de seleção. No entanto, para que isso seja possível, é necessário se estimar31 1 Embrapa Agroenergia, Parque Estação Biológica, Avenida W3 Norte (Final), Brasília/DF, Brasil, 70770-901 (alexandre.alonso@embrapa.br) 2 Embrapa Cerrados, Rodovia Brasília/Fortaleza BR 020 Km 18, Planaltina/DF, Brasil, 73310-970.
  2. 2. parâmetros genéticos associados a essas características, a fim de se elucidar a estrutura genética das32 populações que comporão os futuros programas de melhoramento da espécie e para se inferir sobre33 sua variabilidade genética e potencial de melhoramento. Frente ao exposto, o principal objetivo34 deste estudo foi avaliar características fisiológicas e se estimar parâmetros genéticos associados a35 elas em Acrocomia aculeata e por meio destes inferir sobre a variabilidade genética e potencial de36 melhoramento de 15 famílias de meios-irmãos atualmente em teste.37 38 MATERIAL E MÉTODOS39 O experimento foi conduzido em um teste de progênies mantido pela Embrapa40 Agroenergia em campo experimental da Embrapa Cerrados (Planaltina – DF) (15°35’30”S e41 47°42’30”W, 1007m). Neste ensaio, 15 famílias de meios-irmãos oriundas de coletas realizadas nos42 estados de Minas Gerais, Goiás e Distrito Federal estão distribuídas em blocos ao acaso (5 parcelas43 com três plantas por bloco, com espaçamento de 5x5m). As seguintes características fisiológicas44 foram mensuradas: (i) taxa de assimilação líquida de CO2 (A); (ii) a condutância estomática (gs),45 (iii) a concentração mesofílica de CO2 (Ci), (iv) a taxa de transpiração (E) e (v) o déficit de pressão46 de vapor (VpdL). As mensurações foram realizadas no folíolo médio da primeira ráquis totalmente47 expandida (PIRES et al. 2013), com o auxílio de um analisador de gás por infra-vermelho (IRGA)48 (Licor 6400 XL) sob condições atmosféricas naturais (~380-390 ppm de CO2). As avaliações foram49 realizadas sob luz saturante (1200µmol m-2 .s-1 ). O VpdL foi calculado pela diferença entre a50 saturação e pressão do ar, usando os dados de temperatura da folha e umidade relativa na câmara.51 Além destes parâmetros, foram posteriormente calculados a (vi) relação entre a concentração52 mesofílica e a ambiental de CO2 (Ci/Ca), (vii) eficiência intrínseca no uso da água (A/gs) e a (viii)53 eficiência no uso da água (A/E). As diferenças entre genótipos para cada uma das características54 avaliadas e os parâmetros genéticos a elas associadas (herdabilidade – h2 , coeficiente de variação55 genético – CVg, coeficiente de variação ambiental – CVa e coeficiente de variação residual – CVr)56 foram obtidas através do método da análise de variância (ANOVA). A significância das diferenças57 foi testada por meio de um teste F (P≤0,05). Todas as análises foram realizadas por meio do58 aplicativo Genes (CRUZ, 2013).59 60 RESULTADOS E DISCUSSÃO61 Foi verificado que as famílias de meio-irmãos diferem unicamente para a característica62 A/gs (Tabela 1). A não existência de variabilidade para outros parâmetros fisiológicos pode ser63
  3. 3. devido à amostragem insuficiente neste teste de progênie. As famílias de meios-irmãos que64 compõem o teste de progênies avaliado foram coletadas em apenas três estados (Minas Gerais,65 Goiás e Distrito Federal). Como a distribuição da espécie é muito mais ampla, é possível que ao se66 amostrar uma maior quantidade de plantas em um número maior de regiões (por exemplo67 avaliando-se o Banco Ativo de Germoplasma da espécie) possa-se identificar diferenças68 significativas. Cabe ainda ressaltar, que para espécies nativas e alógamas espera-se que a maior69 parte da diversidade ocorra entre e dentro de populações uma dada região, como ocorre, por70 exemplo, com Elaeis oleifera (MORETZSOHN et al. 2002). Além disso, a primeira folha71 totalmente expandida, utilizada neste estudo para se realizar as avaliações de trocas gasosas72 conforme Pires et al. (2013), pode não pode não ser a mais adequada para se identificar diferenças73 entre acessos, tendo em vista o fato dos valores de A e gs nesta folha serem mais elevados. Outra74 hipótese para a impossibilidade de se identificar variabilidade entre os indivíduos pode estar75 relacionada com as condições ambientais flutuantes quando os dados foram obtidos. Em situações76 de estresse biótico ou abiótico esses valores podem se comportar diferentemente daqueles77 observados neste trabalho.78 Todavia, a não identificação de variabilidade para as características fisiológicas em uma79 amostra pequena de meios-irmãos não compromete as perspectivas de melhoramento da espécie.80 Isso porque, Zhu et al. (2010) demonstraram que os incrementos em produtividade obtidos via81 melhoramento da maioria das culturas não se deu pelo aprimoramento de características82 fisiológicas (como por exemplo, capacidade de fixação de CO2) mas sim pela melhoria dos83 componentes de produção (i.e. caracteres morfológicos). Para características morfológicas vários84 estudos já demonstraram a existência de variabilidade genética, inclusive um conduzido no mesmo85 teste de progênies aqui avaliado (ALVES et al. 2013). Isso indica que o melhoramento da macaúba86 deve focar inicialmente na seleção de plantas superiores com base em características morfológicas.87 Uma vez tendo-se conseguido obter ganhos genéticos expressivos por essa estratégia pode-se buscar88 ganhos incrementais pelo melhoramento da eficiência fotossintética. Obviamente tal abordagem89 depende de novos estudos que possam identificar fontes de variação para essa e outras90 características fisiológicas.91 92 CONCLUSÕES93 Não existe variabilidade para a maioria das características fisiológicas no conjunto de94 progênies de meios-irmãos de macaúba avaliadas. Em função disso deve-se primeiro buscar95 melhorar a espécie pela seleção de indivíduos com características morfológicas superiores.96
  4. 4. REFERÊNCIAS97 ALVES, Alexandre Alonso; DOMICIANO, Gisele Pereira; VIEIRA, Leyciane Márcia;98 CONCEIÇÃO, LEO DUC HAA CARSON SCHWARTZHAUPT; LAVIOLA, Bruno Galveas.99 Variabilidade genética e estimativa de parâmetros genéticos para características morfológicas em100 progênies de macaúba. I Congresso Brasileiro de Macaúba: Consolidação da Cadeia Produtiva,101 2013102 CRUZ, Cosme Damião. GENES - a software package for analysis in experimental statistics and103 quantitative genetics . Acta Scientiarum. Agronomy (Online), v. 35, p. 271-276, 2013.104 105 FLOOD, Padraic J; HARBINSON, Jeremy; AARTS, Marks.G.M. Natural genetic variation in plant106 photosynthesis. Trends in Plant Science. v.16, n.6, 2011107 108 MORETZSOHN, Márcio Carvalho.; FERREIRA, Marcio Elias.; et al. Genetic diversity of109 Brazilian oil palm (Elaeis oleifera) germoplasm collected in the Amazon Forest. Euphytica. V. 124,110 p. 35-45, 2002.111 112 LAVIOLA, Bruno Galveas. ; ALVES, Alexandre Alonso. Matérias primas oleaginosas para113 biorrefinarias. In: Vaz Jr, S.. (Org.). Biorrefinarias: cenários e perspectivas. Brasília: Embrapa114 Agroenergia, p. 29-4, 2011115 116 PIRES, Thiago Pereira ; DOS SANTOS SOUZA, Elma ; KUKI, Kacilda Naomi ; Motoike, Sérgio117 Yoshimitsu . Ecophysiological traits of the macaw palm: A contribution towards the domestication118 of a novel oil crop. Industrial Crops and Products v. 44, p. 200-210, 2013.119 Zhu X G ;Long S P; Ort D R. Improving Photosynthetic Efficiency for Greater Yield. Annual120 Review Plant Biology v.61 p. 235-261, 2010121 Tabela 1. Análise de variância (ANOVA) e parâmetros genéticos associados às características122 fisiológicas de Macaúba. Taxa de assimilação liquida de CO2 (A); concentração mesofíliaca de123 CO2; condutância estomática (gs); taxa de transpiração (E); déficit de pressão de vapor (VpdL);124 relação entre a concentração mesofílica e a ambiental de CO2 (Ci/Ca); eficiência intrínseca no uso125 da água (A/gs); eficiência no uso da água (A/E); GL – graus de liberdade; h2 – herdabilidade; CVg126 (%) – coeficiente de variação genético; CVa (%) – coeficiente de variação ambiental e CVr (%) –127 coeficiente de variação residual.128 Fonte de variação GL A gs Ci E VpdL Ci/Ca A/gs A/E Blocos 4 30,12 0,62 7232,95 15,47 1,17 0,04 1556,27 6,18 Genótipos 14 5,46ns 0,05ns 151,01ns 0,46ns 0,02ns 0,00ns 97,34* 0,15ns Resíduo 56 6,50 0,47 156,90 0,40 0,00 0,00 47,86 0,18 Média 21,06 0,49 250,77 4,83 1,08 0,72 51,04 4,59 Máximo 28,86 1,9 331,73 7,1 1,65 0,92 69,25 5,92 Mínimo 15,14 0,22 217,75 2,81 0,41 0,63 12,46 3,09 h2 (%) - 18,18 - 13,65 61,28 37,66 50,82 - CVa (%) 12,1 44,46 4,99 13,08 9,06 4,49 13,55 9,48 CVg (%) - 9,37 - 2,32 5,1 1,56 6,16 - CVr - 0,21 - 0,17 0,56 0,34 0,45 - *significativo a 5% de probabilidade. ns não significativo a 5% de probabilidade pelos teste F.129

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