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Tipo do documento: Tese
Título: Discriminação de Etnovariedades de cubiu (Solatmm sessiliflonim Dunal, Solanaceae) da Amazônia, com base em suas Características Mortblògicas e Quimicas
Autor: Silva Filho , Danilo Fernandes da 
Primeiro orientador: Silva, Marlene Freitas da
Resumo: O cubiu (Solanum sessiliflonim Dunal)é um dos mais importantes recursos genéticos nativos da Amazônia que foi totalmente domesticado pelos indios sul-americanos. Com o objetivo de determinar caracteres qualitativos e quantitativos, para discriminar as etnovariedades(ETNs), facilitar sua conservação in situ e ex situ, e o seu melhoramento, foram caracterizadas e avaliadas 28 ETNs do Banco de Germoplasma do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia-INPA, procedentes de diferentes locais da Amazônia brasileira, peruana e colombiana. O experimento foi realizado na Estação Experimental de Hortaliças "Alejo von der Pahlen" localizada no km 14 da AM 010,em Manaus. O solo dessa área é d e tipo Podzólico Vermelho-Amarelo, álico, de textura arenosa, de baixa fertihdade natural. Cada planta foi adubada com 2kg de composto orgânico,30g de superfosfato triplo, 30g de cloreto de potássio e lOg de úreia. Adotou-se o delineamento experimental de blocos casualizados com 28 tratamentos(as ETNs)com quatro repetições. A unidade experimental foi constituída de uma área de 7,5m^ contendo cinco plantas úteis. Foram avaliados caracteres qualitativos e quantitativos dos aparelhos vegetativo e reprodutivo das plantas. Os caracteres qualitativos observados foram do caule, da folha, da flor, da inflorescência e do fiuto : nàs folhas, caracterizou-se a variabilidade genética por meio de marcadores moleculares, utilizando-se a técnica RAPD; nos fiutos foram avaliados os seguintes caracteres quantitativos, físicos e químicos; número médio de fiutos(NMF), comprimento do fiuto (CF), largura do fiuto (LF), espessura da polpa (EP), número de lòculos(NL), quantidade de suco contido na cavidade locular(QS), peso médio do fiuto(PMF), peso da casca (PC), peso da semente úmida (PS) e peso estimado de fiutos por planta (PEF), umidade(UMI),fração cinza(FC), proteína(PRO),extrato etéreo(ET),fração nifext(FN), energia(ENE), potássio(K),zinco(Zn), manganês(Mn),sódio(Na),ferro (Fe), magnésio (Mg)e Cálcio. Os dados gerados foram analisados estatisticamente por meio de análise de variância (ANAVA), estimativa dos coeficientes de correlações fenotipica, genética e ambiental, e análise de agrupamento, gerados pela técnica RAPD,com função de análise de "bootstrap", para promover a sustentabilidade do dendrograma encontrado, utilizando-se os coeficientes de Nei e Li e de Jaccard. As ANAVAs detectaram diferenças significativas para todos os caracteres avaliados. Dos órgãos estudados nas plantas das 28 ETNs,os caracteres XVrelacionados aos fhitos é a que evidencia maior variabilidade genética. Foram encontradas nove diferentes formas de frutos,com maior predominância de íhitos globosos, variando em comprimento de 3,1cm a 9,2cm, na largura diâmetro de 3,3cm a 7,Tem, em espessura da polpa de l,5mm à 19,5mm e em peso, de 18,5 a 30Ig. Na análise da composição centesimal dos frutos das 28 ETNS de cubiu observou-se que os teores de carboidratos e de lipideos varia entre 1,3% a 27,2% e 58,5% e 87,3%, caracterizando o cubiu como um alimento de baixo valor calórico. A análise do conteúdo de macro e microelementos do cubiu revelou que o potássio (variando de 54,6mg a 463,5mg)e o ferro (de 97,3pg a352,0pg)foram os elementos que ocorreram em maior concentração no material estudado. Quanto á atividade hemaglutinante,nenhum dos extratos protéicos obtidos à diferentes valores de pH(2,6; 7,6; e 9,0) a partir da farinhas das sementes das 28 ETNs do cubiu, apresentou atividade hemaglutinante contra hemácias de coelho e humanas do sistema ABO,mesmo quando as mesmas foram tratadas com enzimas proteolíticas. A combinação entre os pares de caracteres morfológicos EP,PMF,CF,PS,PC e QS, permite selecionar genótipos para o melhoramento do cubiu. O menor e maior valor de coeficiente de correlação genética observado foi, respectivamente, entre CF e PS (ro= 0,600**)e LF e QS (ro = 0,962**). Entre os componentes químicos mais importantes, a PRO,o Fe, o Mg,e o Ca apresentam fortes correlações genéticas entre si. Pelos coeficientes de correlação genética encontrados entre PRO e Fe, PRO e Mg, e PRO e Ca (ro = 0,786**, ro = 0,754 e 0,768**, respectivamente) parece-nos factível selecionar, simultaneamente, outros elementos que contribuirão para o melhoramento do cubiu, para fins alimentícios. De modo geral, por meio da combinação entre caracteres morfológicos e químicos, é possível selecionar genótipos importantes para o melhoramento do cubiu. O DNA genômico extraído apresentou vários fragmentos de aproximadamente 23 kb sem degradação aparente e livre de contaminação por RNA. Todas as amostras apresentaram graus de pureza satisfatórios quando mensurados pela relação A260/A280- Os valores da razão obtidos com as diferentes amostras do cubiu variaram de 1,85 a 2,28 indicando que o DNA purificado possuía pequena contaminação com proteínas e que, a metodologia pode ser considerada eficiente e adequada para as análises genéticas propostas. Com relação á reprodutibilidade da reação de RAPD, todas as reações realizadas, apresentaram bandas definidas de alta fidelidade e repetitividade. Dos sete primers utilizados, apenas um não foi capaz de detectar XVI.í\-' polimorfismo no DNA das amostras estudadas. Dos 59 fragmentos detectados pelosprimers 'f utilizados, 28 são polimórficos. Os coeficientes de similaridade calculados pelo modelo matemático de Nei& Li,a partir dos dados binários, tiveram uma variação de 0,819 entre a ETN 1 e ETN 16, originárias de Benjamin Constant e Eirunepé (AM), respectivamente; 0,988 a ETN 3 e ETN 25, ambas originárias de Barcelos e Atalaia do Norte (AM)), enquanto os coeficientes de similaridades calculados a partir do modelo de Jaccard tiveram a variação de 0,694 entre a ETN 1 e ETN 16 e 0,976 entre ETN 3 e ETN 25. No dendrograma das ETNs baseado nas similaridades de Jaccard e de Nei & Li, observou-se uma estrutura semelhante,para os três diferentes grupos: o Grupo I formado por uma única etnovariedade de Benjamin Constant, com distância genética entre 0,819 a 0,988 e consistência de 100%; o Grupo 11, reunindo (69,2% das ETNs) o material genético procedente da Amazônia Ocidental; e o Grupo UI, que pareceu-nos mais consistente, reunindo 26,9% das etnovariedades, com exceção da ETN procedente de Atalaia do Norte(AM), representando muito bem o grupamento das ETNs, dentro da Amazônia Central. Pelos grupamentos que foram formados, pelo menos seis ETNs poderão ser selecionadas para aproveitamento como progenitores em programa de melhoramento do cubiu: a ETN 1 de Benjamin Constant(AM)(distância de 0,981 e consistência de 100%);a ETN 8 de Putumayo(Colômbia)(distância de 0,947 e consistência de 45%);a ETN 18 de Carauari(AM)(0,965 de distância e consistência de 34%); a ETN 4 de São Gabriel da Cachoeira(AM)(0,974 de distância e 34% de consistência); a ETN 7 de Humaitá(AM) (0,945 de distância e 38% de consistência); e a ETN 23 de Autazes(AM)(0,945 de distância e 17% de consistência). A hipótese de que as ETNs de cubiu poderia ser discriminada por meio de suas características qualitativas e quantitativas morfològicas, químicas e por marcadores moleculares foi confirmada.
Abstract: The cubiu {Solanum sessilifloriim Dunal)is one ofthe most important native genetic resources of Amazônia which was totally domesticated by South American indians. To determine qualitative and quantitative characters, discriminate ethnovarieties (ETNs), facilitate in situ and ex situ conservation and crop improvement, 28 ETNs ífom the Germplasm Bank of the National Research Institute for Amazônia - ENPA, ífom various parts of Brazilian, Peruvian and Columbian Amazônia were characterized and evaluated. The fíeld trial was carried out at the "Alejo von der Pahlen" Horticulture Experiment Station, km 14 of the AM 010 highway, Manaus, Amazonas, Brazil. The soil is a RedYellow Ultisol, alie, with sandy texture and low natural fertihty. The plants were fertihzed with2kg oforganic compost,30 g oftreble superphosphate,30 g ofpotassium chloride and 10 g of urea. The experimental design used randomized blocks with 28 treatments (the ETNs)and four repetitions of7.5 m^ with five measure plants. Qualitative and quantitative characters ofthe plant vegetative and reproductive organs were evaluated. The qualitative characters were observed on the stem, leaf, flower, inflorescence and ffuit; DNA was extracted ffom the leaves and RAPD markers were used to detect variation; quantitative physical fhiit characters included average number of fhiits(ANF), ffuit length (FL), fruit width(FW), pulp thickness (PT), number of locules(NL), amount ofjuice in the locular cavity(AJ), average ffuit weight(AJFW), rind weight(RW), humid seed weight(WS)and average weight of ffuits per plant(WAF);fruit pulp was chemically analyzed for humidity (HUMI), ash (A), protein (PRO), ether extract (ET), nitrogen free ffaction (NF), energy (ENE), potassium (K), zinc (Zn), manganese (Mn), sodium (Na), iron (Fe), magnesium (Mg)and calcium (Ca). The morphometric data were analyzed with analysis of variance (ANOVA), coefiBcients of phenotypic, genetic and environmental correlations were estimated,and the binary RAPD matrix was used to generate Nei& Li and Jaccard similarity coefficients, which were used to group the ETNs with UPGMA, using a 1000 repetition "bootstrap" to evaluate the consistency of the dendrogram. The ANOVAs detected significant differences among ETHs for ali morphometric characters, with ffuit shape showing the greatest phenotypic divergence among the 28 ETNs. Among these ETNs nine dififerent finit shapes were found, with a predominance ofspherical finits, varying in length xvm■if from 3.1 to 9.2 cm, in diameter from 3.3 to 7.7 cm, in pulp thickness from 1.5 to 19.5 mm and in weight from 18.5 to 301 g. The ether extract and N-free extract fractions varied from 1.3 and 27.2 % fresh weight and 58.5 and 87.3 % f.w., respectively, characteiizing cubiu as a low energy food 71,3 to 87,3Kcal. The potassium content varied from 54.6 to 463.5 mg and iron varied from 97.3 to 352.0 mg, and were the minerais with the highest concentrations. None of protein extracts, obtained at different pHs (2.6; 7.6; 9.0) from seed flour, presented hemaglutinate activity against rabbit blood and the human ABO system, even when treated with proteolytic enzymes. The combination between pairs of morphologic characters EP, PMF, CF, PS, PC and QS allows genotype selection for cubiu improvement. The smailest and largest values of the genetic correlation coefhcients were, respectively, between CF and PS (ro = 0.600 *♦), and LF and QS (ro = 0.962 **). Among the more important chemical components, strong genetic correlations were found among PRO, Fe, Mg and Ca: PRO and Fe (ro = 0.786 **), PRO and Mg (ro = 0.754 **), and PRO and Ca (ro = 0.768 **), suggesting the feasibility of selecting simultaneously for other elements that will contribute for cubiu improvement as a nutritious food. In general, using a combination of morphologic and chemical characters, it will be possible to select elite genotypes for cubiu improvement. The genomic DNA extracted yielded various 23 kb fragments without apparent degradation and free of RNA contamination. AH the samples presented satisfactory degrees of pureness when measured by the relation A260/A280, varying from 1.85 to 2.28, and indicating that the purified DNA was only slightly contaminated with proteins and that the methodology can be considered efficient and adequate for the proposed genetic analyses. The reproducibility of the RAPD reaction was high in ali repetitions and presented definite bands of high fidelity. Of the seven primers used, only one of them did not detect polymorphism. Of the 59 fragments detected, 28 are polymorphic. The Nei & Li similarity coefiScients varied from 0.819 between ETN 1 and ETN 16, which originated in Benjamin Constant and Eirunepé (AM), respectively, to 0.988 between ETN 3 and ETN 25, which originated in Barcelos and Atalaia do Norte (AM). The Jaccard similarity coeflBcients varied from 0.694 between ETN 1 and ETN 16, and 0.976 between ETN 3 and ETN 25. In the dendrograms of the ETNs based on the similarities of Jaccard and Nei & Li presented very similar structures, with good internai consistency, and with three groups: Group I was formed by a single ethnovariety from Benjamin Constant, with genetic distance between it XIX'4 and the next group of 0.819; Group II grouped 69.2 % of the ETNs originating from Amazônia Occidental; and Group IIIjoined 26.9% ofthe ETNs in Central Amazônia, with a singie ETN originating in Atalaia do Norte(AM). Based on these groupings, at least six extremely divergent ETNs could be selected for exploitation as parents in cubiu improvement programs with a good probability of generating hybrid vigor: ETN 1 from Benjamin Constant (AM); ETN 8 from Putumayo (Colombia); ETN 18 from Carauari (AM);ETN4from São Gabriel da Cachoeira(AM);ETN 7 from Humaitá(AM);and ETN 23 from Autazes(AM). The hypothesis that ethnovarieties of cubiu in Amazônia can bediscriminated with qualitative, quantitative morphological and chemical descriptors, and molecular markers was confirmed.
Palavras-chave: Botânica econômica
Etnovariedades de Cubiu
Caracterização morfológica e química
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Programa: Botânica
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bdtd.inpa.gov.br/handle/tede/2993
Data de defesa: 1-Ago-2002
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