estado da arte do melhoramento genético da pupunheira para

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Antonio Nascim Kalil Filho - Embrapa Florestas Charles Roland Clement – INPA Marcos Deon Vilela de Resende – Embrapa Florestas João Tomé de Farias Neto – Embrapa Amazônia Oriental Celso Luiz Bergo – Embrapa Acre Gilberto Ken – Iti – Yokomizo – Embrapa Amapá Paulo Emílio Kaminski – Embrapa Roraima Kaoru Yuyama – INPA Valéria Aparecida Modolo – IAC Marilene Leão Alves Bovi – IAC – In Memorian

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Page 1: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

Antonio Nascim Kalil Filho - Embrapa Florestas

Charles Roland Clement – INPA

Marcos Deon Vilela de Resende – Embrapa Florestas

João Tomé de Farias Neto – Embrapa Amazônia Oriental

Celso Luiz Bergo – Embrapa Acre

Gilberto Ken – Iti – Yokomizo – Embrapa Amapá

Paulo Emílio Kaminski – Embrapa Roraima

Kaoru Yuyama – INPA

Valéria Aparecida Modolo – IAC

Marilene Leão Alves Bovi – IAC – In Memorian

Page 2: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

1) Demanda de plantio de 130.000 ha de pupunha (CORPEI, 2001) na América do Sul . Demanda de 100.000 ha de pupunha no Brasil para substituir o açaí (CLEMENT, 2011). Hoje há 16.292ha plantados no Brasil de todas as espécies produtoras de palmito.

2) A qualidade das sementes é baixa e o preço das mudas, variando de R$ 1,10 a R$ 2,00, consome 57,7% dos custos de produção (RODIGHERI et al., 2003), evidenciando a necessidade de estruturação da produção de sementes de boa qualidade e com alto potencial produtivo.

Page 3: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

Origem: Amazônia e América Central

Família: Arecaceae

Variedades:

chichagui (pupunha brava) e gasipaes (pupunha domesticada)

Produtos comerciais: frutos e palmito

Palmito – fibra solúvel - (modalidades de comercialização):

Envasado ou em conserva (> 90%) e in natura (palmito limpo)

Países produtores de palmito (incluindo outros gêneros, como Euterpe oleracea e E. edulis : Costa Rica, Brasil, Panamá, Equador, Colômbia, Peru, Venezuela e Nicaragua (MORA-URPI et al., 1997).

Page 4: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

É a espécie mais cultivada para produção de palmito no mundo. Por quê?

Palmeira multi-caule com de 0 a 15 perfilhos – colheitas anuais

Longevidade – de 12 a 25 anos – dependendo do manejo e tipo de solo

Precocidade – inicia produção aos 18 meses

Palmito: macio, lenta oxidação (in natura), baixo valor calórico, rico em fibras e minerais (cálcio, potássio e fósforo), podendo compor dietas com

restrições calóricas.

Partenocarpia – frutos sem sementes (necessita pesquisas) - afeta continuidade do melhoramento. Possíveis causas: nutrição, pequena quantidade de pólen ou deficiência hídrica nas fases de polinização e

fertilização

Ideotipo para produção de palmito: rápido crescimento, passando rapidamente do estágio de folhas bífidas (planta juvenil) para folhas pinadas

(folíolos separados) (planta adulta), máxima produção de palmito em peso (resultante do comprimento e dIâmetro do palmito) e longevidade

(maximização do período de rotação da cultura)

Page 5: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

1) População Benjamin Constant , AM – raça Putumayo 15% a 25% de plantas inermes – coleta INPA / Cenargen (CLEMENT, 1988)

Melhoramento para ausência de espinhos (inerme) e vigor: INPA (F1), Embrapa AC / RECA* (F2) e RECA (F3) – resultou na população

do RECA em Rondônia, com 7,4% de plantas F2 com espinhos (KALIL FILHO et al., 2001) - mais 20 progênies F2 (origem Yurimáguas, Peru), num total de 10.000 matrizes, produzindo sementes para plantios comerciais no

Brasil *RECA – Reflorestamento Consorciado Adensado – Nova Califórnia,

Extrema, RO

2) População Yurimáguas, Peru – raça Pampa Hermosa

(60%-80% plantas inermes) (CLEMENT, 1988) – mais cultivada - > disponibilidade de sementes e baixa quantidade de espinhos

3) População Guatuso, raça Utilis, San Carlo, Costa Rica – rica em espinhos – utilizada na Costa Rica

Page 6: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

MELHORAMENTO PARA PALMITO – IAC

1940 – Introdução de sementes pupunha

1973 – Início das pesquisas com pupunha (Camacho & Soria, 1970)

1973 - Introdução sementes Costa Rica, Peru e Amazônia

1980 – Introdução sementes em Ubatuba – estudos feitos em melhoramento e adequação do cultivo pela Dra. Marilene Leão Alves BOVI

1990 – Prospecção IAC, INPA e UNESP – Instalação de 4 BAGs em 2 regiões: litoral e planalto paulista

7 ensaios litoral norte (307 progênies), 3 no litoral sul (103 progênies) e 1 no planalto paulista (42 progênies)

Caracteres indiretos e seleção precoce

Progênies selecionadas com base em perfilhamento e produção de palmito

BAG concentra-se em Pindorama: 1991 plantas de Yurimáguas, Peru, sendo avaliadas por caracteres morfo-agronômicos. Agrupamentos dos acessos em função da dissimiliaridade genética; plantas com características favoráveis ao melhoramento; definição de alguns cruzamentos interessantes.

Page 7: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

Objetivos: Obter progênies com crescimento mais rápido, mais de 4 perfilhos perfeitos, alta frequência de palmitos com comprimento maior que 45 cm, plantas individuais sem espinhos no estipe e nos pecíolos / ráquis das folhas.

Início: 1991 – 295 acessos de Yurimáguas (CLEMENT et al., 2001).

257 acessos – Est. Exp. Fruticultura.

1994 a 2001 – caracteriz. e avaliaç. Agronômicas (CLEMENT & BOVI, 2000) e seleção entre (precocidade, perfilhamento e comprimento do palmito) e dentro de progênies (repetibilidade de comprimento e peso do palmito (45 cm e 200 g), bem como no comprimento de palmito superior a 45 cm, plantas sem espinhos no pecíolo, ráquis e estipe, mínimo de 4 perfilhos perfeitos/planta. A primeira seleção identificou 863 plantas com palmitos compridos reduzido para 132 plantas definitivas, pois muitas não mantiveram sua perfilhamento, apresentavam espinhos tardios ou morreram por outras razões.

Page 8: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

Genotipagem por microssatélites das plantas selecionadas e amostra das plantas não selecionadas (RODRIGUES, 2007) mostrou alta variabilidade genética nas progênies e dendrograma mostra alta afinidade genética entre as progênies. Estas informações serão úteis para orientar cruzamentos controlados entre progênies dentro de cada população com base nas características morfométricas e nas divergências genéticas, para tentar maximizar a heterozigosidade dentro das populações, e posteriormente entre populações (seleção recorrente), permitindo a formação de grupos heteróticos que poderão ter maiores ganhos genéticos.

Estratégias para o futuro: A próxima etapa será a hibridação entre as melhores plantas das progênies selecionadas que mostram ser geneticamente divergentes para determinar se existe vigor híbrido devido a combinações distintas de alelos raros. As mesmas hibridizações permitirão avaliar o efeito da heterose, da capacidade geral (CGC) e específica de combinação (CEC). As mesmas plantas serão auto-polinizadas e plantadas dentro do mesmo ensaio de competição de progênies.

Page 9: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

Fase I – Instalação de testes de progênies: iniciativas pontuais

Amapá – Yurimáguas e Benjamin Constant (1999)

Acre – Benjamin Constant (2000)

Paraná – Benjamin Constant (2002)

Rondônia - Yurimáguas (2004)

Fase II – 2006 – Instalação de Melhoramento em Rede em diversas regiões brasileiras com 106 progênies BC e 20 Y, além de incluir os testes já existentes

AM, PR, RR, PA e ES – Benjamin Constant e Yurimáguas (2006)

AC – Yurimáguas (2006)

TPs existentes – AP e RO

TPs existentes e novos – PR e AC

TPs novos (2006): AM, RR, PA e ES (INCAPER)

Fase III – 2011 - 2015

Mantém a rede existente e inclui:

Bahia - Yurimáguas (CEPLAC) – TP existente

SC – Novo TP em Araquari

Rede em 10 estados brasileiros: RO, AC, AM, RR, AP, PA, ES, BA, PR e SC

Page 10: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

RESULTADOS OBTIDOS DA FASE 1 AMAPÁ Primeiras 31 progênies de Yurimáguas – baixa variabilidade genética aditiva com ganho genético de 8,4% - sementes de 6 palmeiras (FARIAS NETO & RESENDE, 2001). Outras 64 progênies de Yurimáguas e 100 progênies de Benjamin Constant (> variabilidade genética) Herdabilidades no sentido restrito (FARIAS NETO, 1999) Peso palmito:0,24; Diâmetro palmito: 0,16; Comprim.palmito: 0,30; Altura planta: 0,33 Correlações genéticas Altura Planta e Comprim. Palmito: 0,80 Altura Planta e Peso Palmito: 0,86 Diâmetro e comprim. Palmito: 0,99; Diâmetro e peso do palmito: 0,92 Evidência: Seleção indireta para produção através da altura e do diâmetro da planta Repetibilidade (FARIAS NETO et al., 2002) Altura: 3 avaliações apresentam acurácia de 80% Peso do palmito e diâmetro à altura do colo: 6 avaliações apresentam acurácia de 80%

Page 11: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

ACRE Número de hastes aproveitadas: 1500 por hectare (5.000 plantas) Avaliação de produção do teste de 100 progênies de BC (3 anos - 2003, 2004 e 2005) Produção média total: 734 g Produção média palmito basal: 425 g; Tolete: 184 g; Ponta-125g Número médio de toletes por touceira (2004 e 2005): 2,9 Número médio de perfilhos: 7 Herdabilidades no sentido restrito: Diâmetro: 0,21; Altura: 0,17; Número de perfilhos: 0,56 PARANÁ População de Benjamin Constant Litoral: Morretes (26 progênies) e Tagaçaba (17 progênies) Norte Pioneiro: Londrina (40 progênies) e Noroeste: Cidade Gaúcha (40 progênies) Médias de crescimento, perfilhamento e produção no litoral, superiores a Londrina; Presença de interação genótipos por locais Herdabilidades: Morretes (Altura - 0,29; Diâmetro - 0,28; Perfilhos - 0,32); Londrina (Altura - 0,25; Diâmetro - 0,24; Perfilhos – 0,12); Ganhos genéticos de 30% para vigor, perfilhamento e sobrevivência Ganhos genéticos para altura foram de 25%, diâmetro de 22,4% e perfilh. de 55,3%.

Page 12: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

RECURSOS GENÉTICOS - EMBRAPA

Unid.Embr.

Yurimág. Ano* Proj. RECA

Ano Amazonas

Ano*

Acre 20 2005 100 2002

Amapá 31(1), 64 1999 100 1999

Amazônia Ocidental

31(1) 82 2005

Amazônia Oriental

96 2005 95(3) 1985

Florestas 40(2), 95 2005

Rondônia 50 2005

Roraima 102 2005 Refere-se ao ano de introdução das progênies das procedências respectivas.

(1) Oriundos da introdução original do INPA (1980) por meio do produtor Sr. Imar César de Araújo, que realizou duas gerações de seleção massal antes de entregar as progênies à Amazônia Ocidental, que realizou a terceira geração de seleção massal

(2) Introduzidos em 2001

(3) Prospecção de fruteiras de cultivo pré-colombiano que obteve amostras de Fonte Boa, Tefé e Tonatins, Amazonas, coletadas para qualidade do fruto amidoso e ausência de espinhos

Page 13: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

RESULTADOS DA FASE II

RO, AC, AM, RR, PA, ES e PR

Final de 2011 - Conclusão da seleção (avaliações de 3 anos de avaliações de vigor e produção de palmito, a 1ª avaliação em plantas-mãe e as 2ª e 3ª avaliações em perfilhos)

AP

Seis anos de avaliações concluídas de vigor produção de palmito

FASE III (2011-2015)

Ingresso da Bahia (CEPLAC) e Santa Catarina (Embrapa SNT Canoinhas) no melhoramento. A CEPLAC já conta com teste de progênies oriundas de Yurimáguas e a Embrapa SNT introduzirá novo TP em Araquari ou Blumenau, SC.

Será caracterizada pela clonagem dos genótipos superiores. Três laboratórios estarão envolvidos na Região Sul (UFSC, Embrapa Florestas e UFPR) e um laboratório na Região Norte (Embrapa Amazônia Ocidental)

Nesta fase ocorrerão o Registro de Cultivares Seminais (oriundas de sementes) e Clonais (oriundas de clones) em 8 estados brasileiros

Os PSM (Pomares de Sementes por Mudas) oriundos de seleção genética serão conduzidos para produção de sementes.

Page 14: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

CONCLUSÕES O ganho genético obtido foi de 25% para altura da planta. O peso total de palmito por planta subirá de 550g (média do produtor) para 660 g na próxima geração;

A produtividade de 1 ha de palmito subirá de 2,75t (2.750kg) para 3,30t (3.300 kg), utilizando-se sementes melhoradas.

A seleção poderá ser feita pela altura, pois esta apresenta correlação genética de 86% com peso de palmito (FARIAS NETO, 1999) com redução do ciclo de melhoramento em 4 anos.

O processo de seleção poderá ser completado em 3 anos (repetibilidade de 80%) para altura da planta (FARIAS NETO et al., 2002)

Variabilidade genética remanescente à geração F3 indicam a não necessidade de novas introduções no melhoramento genético da Embrapa

Page 15: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

1) Concluir a seleção genética em Rede para a formação de PSMs em diversas regiões brasileiras;

2) Desenvolver estudos de partenocarpia, principalmente ligados à nutrição;

3) Continuar a clonagem de genótipos superiores visando sua multiplicação;

4) Verificar a existência de heterose através de cruzamentos interpopulacionais (Benjamin Constant x Yurimáguas) em plantios intercalando-se Yurimág. e BC;

5) Iniciar cruzamentos controlados entre as melhores progênies para CGC e CEC intra e interpopulações no sentido da maximização dos ganhos genéticos. ;

6) Iniciar a indução de floração precoce visando cruzamentos precoces para formação de híbridos em pomar indoor;

7) Iniciar trabalhos de seleção precoce sob condições de viveiro, estabelecendo-se correlações genéticas com plantas na idade adulta;

8) Confirmar a repetibilidade de 80% (correlação genética entre anos) de três anos para o caráter altura da planta e a correlação de 86% entre altura e peso do palmito, visando a redução do ciclo.

9) Incrementar o uso de marcadores moleculares para direcionar cruzamentos

10) Procurar genótipos tolerantes à seca, frio, pragas e com folhas mais eretas (aumento da densidade de plantio)

Page 16: Estado da Arte do Melhoramento Genético da Pupunheira para

MUITO OBRIGADO!