“estimativas de parÂmetros genÉticos baseadas … · parcial para obtenção do grau de mestre...
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DISSERTAÇÃO
ESTIMATIVAS DE PARÂMETROS GENÉTICOS
EM Lippia alba (Mill.) N. E. BR, QUIMIÓTIPO
LINALOL, EM PROGÊNIES CLONAIS DE MEIOS
IRMÃOS
MARCOS RIBEIRO BOTTIGNON
Campinas, SP
2009
INSTITUTO AGRONÔMICO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA
TROPICAL E SUBTROPICAL
ESTIMATIVAS DE PARÂMETROS GENÉTICOS EM
Lippia alba , (Mill.) N. E. BR., QUIMIÓTIPO LINALOL, EM
PROGÊNIES CLONAIS DE MEIOS IRMÃOS
MARCOS RIBEIRO BOTTIGNON
Orientador: Walter José Siqueira
Co-orientadora: Márcia Ortiz Mayo Marques
Dissertação submetida como requisito
parcial para obtenção do grau de Mestre
em Agricultura Tropical e Subtropical Área
de Concentração em Genética,
Melhoramento Vegetal e Biotecnologia
Campinas, SP
Abril 2009
Ficha elaborada pela bibliotecária do Núcleo de Informação e Documentação do Instituto
Agronômico
B751e Bottignon, Marcos Ribeiro
Estimativas de parâmetros genéticos em Lippia alba (Mill.) N. E. BR.
quimiótipo linalol, em progênies clonais de meios irmãos/ Marcos
Ribeiro Bottignon. Campinas, 2009. 67 fls.
Orientador: Walter José Siqueira
Co-orientadora: Márcia Ortiz Mayo Marques
Dissertação (Mestrado em Genética, Melhoramento Vegetal e
Biotecnologia) - Instituto Agronômico
1. Óleos essenciais L. 2. Linalol L. 3. Herdabilidade
4. Melhoramento I. Siqueira, Walter José II. Marques, Márcia Ortiz Mayo
III. Título
CDD. 668.5
Aos meus pais
Juraci e Armando
pelo incentivo, apoio
e por acreditarem sempre
DEDICO
Ao meu filho Gabriel
e minha esposa Glaucia,
pelo amor incondicional
OFEREÇO
AGRADECIMENTOS
- A Deus por me guiar e fortalecer em todos os momentos
- Ao pesquisador, orientador e amigo Doutor Walter José Siqueira, cientista na mais
pura acepção da palavra, pela sua inteligência, sua disposição para qualquer trabalho,
pela experiência profissional passada, e pelo privilégio de ter sido seu aluno.
- À pesquisadora, co-orientadora, e amiga Doutora Márcia Ortyz Mayo Marques,
profissional de uma capacidade sem limites, realizadora, sempre disposta a ajudar,
enfrentar e vencer desafios, por ter me aceito como estagiário, quando seria mais fácil
recusar.
- À equipe envolvida na realização deste projeto.
- Aos colegas da Pós-Graduação, pelo companheirismo, amizade, e pelos momentos de
crescimento.
- Ao CNPq, edital Universal, processo no 479932/2006-9 pelo apoio financeiro.
- A todos que de uma ou outra maneira participaram neste treinamento e conclusão
deste trabalho, muito obrigado.
SUMÁRIO
ÍNDICE DE TABELAS........................................................................................... vi
ÌNDICE DE FIGURAS............................................................................................ viii
RESUMO................................................................................................................. x
ABSTRACT............................................................................................................. xii
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................... 01
2 REVISÃO DE LITERATURA............................................................................. 04
2.1 Lippia alba......................................................................................................... 04
2.2 Produção de Óleos Essenciais e Lippia alba...................................................... 07
2.3 Estimativas de Parâmetros Genéticos................................................................ 12
2.4 Estimativas de Correlações Genética Aditiva, Fenotípica e de Ambiente......... 15
3 MATERIAL E MÉTODOS.................................................................................. 17
3.1 Material Vegetal................................................................................................. 17
3.1.1 Obtenção da população base de Lippia alba................................................... 17
3.1.2 Obtenção das progênies clonais de meios irmãos........................................... 18
3.2 Instalação, Condução e Colheita dos Experimentos.......................................... 21
3.3 Características Avaliadas................................................................................... 24
3.4 Análises Estatísticas........................................................................................... 26
3.5 Estimativas de Parâmetros Genéticos: ANAVAS Simples e Conjuntas............ 28
3.5.1 Coeficiente de variação ambiental (CVE%) simples e conjunta...................... 28
3.5.2 Coeficiente de variação genética aditiva (CVG%)........................................... 28
3.5.2.1 Simples......................................................................................................... 28
3.5.2.2. Conjunta...................................................................................................... 29
3.5.3 Valor b............................................................................................................ 29
3.5.3.1 Simples e conjunto....................................................................................... 29
3.5.4 Herdabilidade no sentido restrito (h2
r)............................................................ 29
3.5.4.1 Simples......................................................................................................... 29
3.5.4.2 Conjunta....................................................................................................... 29
3.5.5 Ganhos genéticos de seleção absoluto e relativo para progênies de meios
irmãos em ambos os sexos....................................................................................... 30
3.5.5.1 Simples e conjunta....................................................................................... 30
3.5.6 Correlações fenotípica (rF%), genética aditiva (rG% ou rA%) e de ambiente
(rE%).......................................................................................................................... 30
3.5.7 Contribuição de efeitos genéticos aditivos (G%) vs ambiente (E%) na
correlação fenotípica................................................................................................ 30
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................... 32
4.1 Variabilidade Genética entre Progênies Clonais de Meios Irmãos nas Três
Colheitas................................................................................................................... 32
4.2 Estimativas de Parâmetros Genéticos................................................................ 41
4.2.1 ANAVAS simples por colheita....................................................................... 41
4.2.2 ANAVAS conjuntas das três colheitas para os três tamanhos efetivos de
progênies.................................................................................................................. 44
4.3 Determinação dos Coeficientes de Correlações Fenotípicas (rF%), Genética
Aditiva (rA%) e de Ambientes (rE%).......................................................................... 47
4.4 Contrastes de Médias por Scott & Knott das 30 progênies de meios irmãos.... 53
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................ 57
6 CONCLUSÕES..................................................................................................... 58
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................. 59
vi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 - Interpretação dos valores de correlação de acordo com
SHIMAKURA & RIBEIRO JÚNIOR (2009).................................... 27
Tabela 2 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância entre médias da primeira e segunda colheita
em Campinas/SP, e da única colheita em Monte Alegre do Sul/SP,
utilizando as 30 progênies (23 da população base e sete dos clones
IAC´s)................................................................................................. 34
Tabela 3 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância entre médias da primeira e segunda colheita
em Campinas/SP, e da única colheita em Monte Alegre do Sul/SP,
utilizando 23 progênies da população base........................................ 36
Tabela 4 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância entre médias da primeira e segunda colheita
em Campinas/SP, e da única colheita em Monte Alegre do Sul/SP,
utilizando sete progênies de meios irmãos obtidas após um ciclo de
recombinação de clones IAC´s........................................................... 37
Tabela 5 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância conjunta (três colheitas) entre médias, de
progênies de meios irmãos, utilizando 30 progênies (23 da
população base e sete dos clones IAC´s)............................................ 39
Tabela 6 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância conjunta (três colheitas) entre médias, de
progênies de meios irmãos, utilizando os 23 clones da população
base..................................................................................................... 40
Tabela 7 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da
análise de variância conjunta (três colheitas) entre médias,
utilizando sete progênies de meios irmãos obtidas de clones IAC´s
(um ciclo de recombinação)............................................................... 40
Tabela 8 - Resultados das estimativas de parâmetros genéticos entre progênies
de meios irmãos, obtidas através de médias das colheitas
individuais, com os três tamanhos efetivos de população.................. 42
Tabela 9 - Resultados das análises conjuntas para estimativas de parâmetros
genéticos entre progênies de meios irmãos, obtidas através de
médias das colheitas, com os três tamanhos efetivos de população... 46
Tabela 10 - Estimativas das correlações genética aditiva (rA), fenotípica (rF) e
de ambiente (rE),obtidas entre médias de progênies de meios
irmãos, utilizando todas as progênies (23 da população base e sete
dos clones IAC´s), nas três colheitas em Campinas........................... 48
vii
Tabela 11 - Estimativas das contribuições (%) de componentes genético
aditivas e de ambientes na correlação fenotípica............................... 52
Tabela 12 - Teste comparativo de médias das características avaliadas nas três
colheitas, com as 30 progênies, pelo teste de Scott & Knott a 5% de
probabilidade...................................................................................... 54
Tabela 13 - Distribuição das progênies superiores (letras a nas ANAVAS
conjuntas) com maior repetição dentre as características que
apresentaram contrastes de médias pelo teste de Scott & Knott............. 55
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - Obtenção da população recombinante de base genética ampla para
estimar o potencial desta para fins de seleção e melhoramento; a.
Ensaio de L. alba em campo experimental em Monte Alegre do Sul
(APTA-SP), instalado por YAMAMOTO (2006); b. Frutos-
sementes, medindo cerca de 3,0 mm constituídos de dois
mericarpos contendo uma semente cada medindo aproximadamente
0,4 mm; c. manutenção das plantas em condições de sombreamento
para desenvolvimento inicial; d. população base ou de
trabalho............................................................................................... 18
Figura 2 - Obtenção das progênies clonais de meios irmãos a partir da
população base de trabalho; a. Frutos-sementes tratados e
colocados para germinar em pratos plásticos; b. germinação
irregular e lenta................................................................................... 19
Figura 3 - Matrizeiro para obtenção das estacas das progênies clonais de
meios irmãos; a. Instalação do matrizeiro; b. estacas de cada
progênie, com um nó enterrado para enraizamento, e um nó acima
da superfície da areia, para brotação.................................................. 21
Figura 4 - Preparo das estacas das progênies meias irmãs para serem levadas
para o campo; a. Seleção das estacas; b. Desbaste das folhas e das
raízes das estacas; c. acomodação das estacas nas bandejas de
isopor com areia; d. bandejas com as estacas prontas para serem
levadas para os campos experimentais............................................... 22
Figura 5 - Instalação dos campos experimentais; a. Instalação em Campinas;
b. Instalação em Monte Alegre do Sul............................................... 23
Figura 6 - Pulverizações dos experimentos; a. Campinas; b. Monte Alegre do
Sul....................................................................................................... 23
Figura 7 - Vista do experimento em Campinas; a. Antes da colheita; b.
Durante a colheita; c. Após a colheita................................................ 24
Figura 8 - Material vegetal após colheita da parte aérea das progênies de L.
alba; a. Material vegetal da primeira colheita após chegar do
campo, antes da separação das folhas e dos galhos; b. Vista das
folhas durante separação; c. Vista parcial dos sacos com galhos
(azuis) e sacos com folhas (sacos pardos) durante a secagem à
temperatura ambiente (primeira colheita); d. Vista parcial dos
sacos com galhos da segunda colheita; e. Detalhe dos sacos com
galhos da segunda colheita; f. Vista parcial dos sacos com folhas da
segunda colheita; g. Detalhe dos sacos com folhas da segunda
colheita .............................................................................................. 25
ix
Figura 9 - Hidrodestilação após secagem das folhas de L. alba; a. Bateria de
balões de 2000 mL com folhas secas e aproximadamente 1000 mL
de água destilada prontos para a extração dos óleos essenciais; b.
Vista parcial dos extratores montados em série; c. Aparelho de
Clevenger; d. Detalhe da separação do óleo essencial da água após
a hidrodestilação................................................................................. 26
x
BOTTIGNON, Marcos Ribeiro. Estimativas de parâmetros genéticos em Lippia alba
(Mill.) N. E. BR., quimiótipo linalol, em progênies clonais de meios irmãos. 2009.
67f. Dissertação (Mestrado em Genética, Melhoramento Vegetal e Biotecnologia) - Pós-
Graduação - IAC.
RESUMO
O aumento do uso de plantas aromáticas e medicinais pela população mundial tem sido
significativo nos últimos tempos. Os conhecimentos, incluindo o melhoramento
genético destas espécies, são importantes para que a exploração seja de forma
sustentada e sistematizada. Lippia alba, espécie nativa brasileira, é um arbusto
aromático, medicinal, perene, plantada em todo o Brasil por suas aplicações
farmacológicas. Esta espécie apresenta potencial comercial tanto para a elaboração de
cosméticos como na produção de fármacos. É motivo de destaque o fato de não se
encontrar relatos na literatura sobre pesquisas voltadas para o melhoramento genético da
mesma. Devido à importância desta espécie nativa da América do Sul, o objetivo do
presente trabalho foi iniciar um projeto de Melhoramento Genético no Centro de
Pesquisa e Desenvolvimento de Recursos Genéticos Vegetais do Instituto Agronômico
(IAC). Foram utilizadas 30 progênies de meios irmãos de quimiótipo linalol oriundos de
uma população recombinante envolvendo 20 clones representando cinco quimiótipos
diferentes. Dois experimentos foram instalados, sendo um em Campinas, com duas
colheitas da parte aérea, e um experimento em Monte Alegre do Sul, onde foi realizada
uma colheita. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com três
repetições de cerca de 12 plantas clonadas por parcela representando cada progênie. Os
caracteres observados foram: massa seca de folhas (MSF), massa seca total (MST),
relações entre elas [(RDF = (MSF / MST) x 100)], rendimento de óleo essencial (RDO
= massa de óleo (g) / massa de folha (g) x 100), e produção de óleo por planta (PO).
Foram estimados os parâmetros genéticos: variância genética aditiva, variância de
ambiente, coeficiente de variação genética, coeficiente de variação ambiente,
herdabilidade no sentido restrito, valor b, ganho absoluto com 30% de intensidade de
seleção, ganho de seleção relativo, em três tamanhos efetivos de progênies. As
estimativas de parâmetros foram calculadas primeiramente com todas e depois
estratificando-as para 23 progênies com dois ciclos de recombinação, e sete progênies
com um ciclo de recombinação, para fornecer subsídios ao melhorista quanto ao
potencial para seleção de indivíduos superiores do ponto de vista agronômico e
xi
fitoquímico. Os resultados mostraram que tanto nas análises individuais como conjuntas
nos três tamanhos efetivos houve ganhos genéticos para a maioria das características
avaliadas. As correlações fenotípicas e genéticas aditivas foram muito fortes, fortes e
moderadas quando envolveram as características MSF, MST, RDO e PO. A
característica RDF apresentou correlações genéticas aditivas para MSF, MST e PO.
Inversamente proporcional foi a correlação genética aditiva MSF x RDO. Houve
predominância de efeitos genéticos aditivos na correlação fenotípica. Pelo teste de
médias (Scott & Knott a 5%) para as 30 progênies de meios irmãos na análise conjunta
de colheitas foram selecionadas as progênies com um ciclo de recombinação IAC 1,
IAC 2, IAC 4, IAC 8, e as progênies com dois ciclos de recombinação 20, 51, 70 e 230.
Concluiu-se que a Lippia alba possui variabilidade genética, mesmo em populações de
reduzido tamanho efetivo, para seleção de plantas superiores de quimiótipo linalol.
Palavras-chave: óleos essenciais, linalol, herdabilidade, melhoramento.
xii
BOTTIGNON, Marcos Ribeiro. Estimates of genetic parameters in Lippia alba
(Mill.) N. E. BR., linalool chemotype, in clonal half sib progenies. 2009. 67f.
Dissertation (Master in Genetic, Plant Breeding and Biotechnology) - Post-Graduate –
IAC.
ABSTRACT
The use of herbs and medicinal plants by the world population has increased
significantly nowadays. Knowledge, including genetic improvement of these species, is
important for a sustained and systematic exploration. Lippia alba, a Brazilian‟s native
species, is a shrub aromatic, medicinal, perennial, planted throughout the country due
their pharmacological applications. This species has a potential both for the commercial
development of the production of cosmetics and drugs. It is therefore highlighted the
fact is not reported in the literature searchs focused on genetic breeding of the specie.
Due to the importance of this species native of South America, the objective of this
work was to start the project in the Improvement of Research and Development Center
of Plant Genetic Resources, Instituto Agronômico (IAC). Thirty half sib of chemotype
linalool progenies were used from a population involving twenty recombinant clones
representing five different chemotypes. Two experiments were conducted; one in
Campinas, with two harvests of air part, and the other experiment took place in Monte
Alegre do Sul, with one harvest. The experimental design was a randomic block with
three replications of 12 cloned plants per portion, representing each progeny. The
observed characters were: dry mass of leaves (MSF), total dry mass (MST), relations
between them (RDF = (MSF / MST) x 100), essential oil yield (RDO = mass of oil (g) /
leaf mass (g) x 100), and oil production per plant (PO). Genetic parameters were
estimated: additive genetic variance, the environmental variance, coefficient of genetic
variation, coefficient of environmental variation, heritability in the narrow sense, value
b, with 30% absolute gain in intensity of selection, relative selection gain in three sizes
of effective progenies. Estimates of parameters were calculated with all in first step, and
then stratifying them for 23 progenies with two cycles of recombination and seven
progenies with a round of recombination, to provide subsidies to the breeder about the
potential for selection of superior individuals, from the agronomic and phytochemical
point of view. The results showed that both individual and joint analysis on the three
sizes occurred effective genetic gains for most part of the evaluated characteristics. The
phenotypic correlations and genetic additive were very strong, strong and moderated
xiii
when involving the characteristics: MSF, MST, RDO and PO. The RDF characteristic
showed genetic additive correlations for MSF, MST and PO. Were inversely
proportional additive genetic correlation MSF x RDO. There was a predominance of
additive genetic effects on phenotypic correlation. For the test of medium (Scott &
Knott, 5%) for the 30 progenies of half sib in the joint analysis of the harvest were
selected the progenies presenting one recombination cycle of IAC 1, IAC 2, IAC 4, IAC
8, and the progenies presenting two recombination cycles 20, 51, 70 and 230. The
Conclusion is that Lippia alba has genetic variability, even in populations of small
effective size, for selection of higher plants of chemotype linalool.
Keywords: essential oil, linalool, heritability, breeding.
1
1 INTRODUÇÃO
A exploração de recursos vegetais pelo homem se dá em todos os aspectos, pois
este, desde a sua origem e através de experiências culturais, acúmulo de informações e
observações tem demonstrado que as mesmas são essenciais à vida. Em relação às
plantas aromáticas e medicinais, com o desenvolvimento das indústrias químicas,
indústrias farmacêuticas e indústrias de cosméticos, geralmente são exploradas de forma
extrativista. É frequente permanecerem em segundo plano, ou mesmo não existirem a
consciência e o compromisso de obtenção de matéria-prima de forma constante,
uniforme e sem degradar o meio ambiente.
Com o crescimento do mercado e a diversificação na utilização de princípios
ativos naturais, e como consequência aumento da procura de matéria-prima, a iniciativa
privada e os órgãos governamentais aumentaram o interesse no conhecimento destas
espécies. A busca destes conhecimentos inclui desde as suas aplicações, constituição,
morfologia, biologia reprodutiva, diversidade genética, melhoramento genético e, ainda
a possibilidade de exploração racional com estudos de sistemas de cultivo.
Existe carência de informações para a maioria das espécies aromáticas e
medicinais sendo pela identificação agronômica e química das plantas superiores,
passando por estudos genéticos e aspectos de natureza fitotécnica, tais como, épocas de
plantio, espaçamentos, colheita, manejo, processamento, métodos de propagação,
exigências climáticas e nutricionais, ataque de pragas e doenças. Aliado a estes fatores,
não existem informações precisas sobre a demanda do mercado interno e externo para
um planejamento de oferta de matéria-prima de qualidade superior e uniforme ao longo
do ano.
Diante desta realidade, existe a necessidade do desenvolvimento de pesquisas
para que essa riqueza natural seja explorada de forma racional, visando também
melhorar a qualidade de vida das pessoas ligadas a essa atividade, sem prejudicar o
meio ambiente. A maioria das espécies aromáticas e medicinais não é domesticada ou
encontra-se no estádio inicial de estudos, ainda predominando a exploração extrativista,
contribuindo para a degradação dos ecossistemas, gerando matéria-prima de baixa
qualidade e abastecimento de forma irregular.
Os princípios ativos contidos nas plantas, na maioria das vezes, são formados
pelo metabolismo secundário, e estes princípios são constituídos por uma mistura
complexa de substâncias, como por exemplo, os fenilpropanóides, mono e
2
sesquiterpenos, cujas classes constituem grande parte da composição química dos óleos
essenciais. A produção de metabólitos secundários é o resultado de complexas
interações entre biossíntese, transporte, estocagem e degradação de compostos
químicos.
A qualidade da matéria-prima de plantas aromáticas e medicinais é dada pelo
uso a que se destinam juntamente com os critérios que a caracterizam e, portanto, a
qualidade e quantidade de princípio ativo serão determinadas inicialmente pelas
propriedades do material vegetal. As características deste material são influenciadas por
quatro fatores, que são: fator genético, ou características herdáveis; fator da ontogenia,
que compreende a evolução individual; fatores ambientais, tais como clima,
características do solo, doenças e pragas; e por último a pós-colheita, compreendendo
principalmente secagem, ou não, armazenagem e acondicionamento.
Deve-se destacar que as empresas que transformarão as plantas em produtos
intermediários ou acabados necessitam de informações sobre quantidade, padrão e
regularidade da matéria-prima que irão receber dos fornecedores, para que possam se
programar, e assim produzir de maneira constante e uniforme ao longo do ano.
São escassas as informações disponíveis relativas ao aspecto fitotécnico de
espécies aromáticas e medicinais, havendo a necessidade de estudos que revelem o
comportamento das mesmas quando submetidas às técnicas de produção sem afetar o
valor terapêutico ou composição da planta.
O uso caseiro dos princípios ativos de L. alba para fins medicinais é uma das
mais conhecidas aplicações. Os princípios ativos específicos estão presentes nos óleos
essenciais que são extraídos das folhas pela técnica de arraste a vapor. A L. alba possui
alguns quimiótipos já identificados que apresentam diferenças quanto à composição
química dos seus óleos essenciais. Os óleos essenciais são secretados principalmente
pelos tricomas glandulares e pelas células do parênquima clorofiliano.
Por apresentar propriedade analgésica, antiespasmódica, sedativa e citostática, é
indicada para tratar problemas digestivos e desordens gastrintestinais, doenças
respiratórias, dores de garganta, problemas hepáticos, e intoxicações em geral. A
utilização das folhas de L. alba pode ser na forma de infusão, cataplasmas, banhos,
tinturas, chás, compressas, macerados e extratos alcoólicos.
Apesar da importância sócio-econômica e ao valor agregado que as espécies de
plantas medicinais e aromáticas apresentam, os estudos da variabilidade genética
existente vinculada às análises de perfil fitoquímico bem como morfologia, biologia
3
reprodutiva, pragas e doenças e principalmente trabalhos de melhoramento genético são
incipientes.
Em função da diversidade qualitativa e quantitativa de compostos provenientes
do metabolismo secundário da L. alba, e às aplicações em potencial pelos vários
segmentos das indústrias de alimentos (aromas), indústrias cosméticas (fragrâncias),
indústrias químicas (antioxidantes) e laboratórios farmacêuticos (fitoterápicos), os
objetivos do presente trabalho foram: estimar parâmetros genéticos das progênies
estudadas; verificar e quantificar se as mesmas apresentam variabilidade genética para
programas de seleção e melhoramento; analisar as variações das características
avaliadas em dois locais, e em um dos locais com duas colheitas.
Outro objetivo que justifica o presente projeto é gerar conhecimentos teórico-
práticos na área da genética de uma espécie não domesticada, nativa da América do Sul,
especificamente da Mata Atlântica, para exploração sustentada, pois parte do
agronegócio paulista é produzido por agricultores familiares, e a Lippia alba pode se
constituir numa opção rentável para estes produtores, por agregar valor à atividade.
Para avaliar o potencial para o melhoramento de uma população base obtida por
recombinação dentre cinco quimiótipos em experimentação no IAC, foram formados
três tamanhos efetivos de progênies clonais de meios irmãos utilizando o quimiótipo
linalol como modelo, para assim estimar os parâmetros genéticos: herdabilidade, ganhos
genéticos, correlações genéticas, bem como selecionar indivíduos superiores entre as
melhores progênies para caracteres agronômicos e fitoquímicos.
4
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Lippia alba
A Lippia alba (Mill.) N. E. BR (Verbenaceae), é uma espécie que tem o Brasil
como um dos centros de origem sendo nativa da Mata Atlântica, e encontrada em
regiões de clima tropical, subtropical e temperado, em solos arenosos, nas margens dos
rios, açudes, lagos e lagoas (CORREA et al., 1994; STEFANINI et al., 2002).
Apresenta reprodução por alogamia, com inflorescências de flores
hermafroditas, porém auto-incompatível (SCHOCKEN, 2007). O gênero Lippia reúne
cerca de 200 espécies, sendo que no Brasil ocorrem 111 (SALIMENA, 2000; GUPTA
et al., 2001).
As folhas são membranáceas, pubescentes, pecioladas, simples, serrilhadas,
inteiras, oblongas, apresentando geralmente duas folhas opostas por nó, (CASTRO,
2001). As inflorescências são acrescentes na frutificação, formando com o cálice
frutífero uma unidade dispersora adaptada à anemocoria, com cores rosa, violácea ou
branca, e encontram-se reunidas em capítulo axial com eixo curto e disco central de
flores liguladas (SALIMENA, 2002). Segundo CORRÊA (1992) a espécie pode
florescer o ano todo gerando frutos do tipo esquizocárpico formados por dois
mericarpos que se separam facilmente.
A L. alba tem porte arbustivo e compõe a flora de espécies aromáticas e
medicinais de vários países da América do Sul, América Central, região sul da América
do Norte (PASCUAL et al., 2001a; HENNEBELLE et al., 2008), sendo encontrada
também na Ásia (BAHL et al, 2000). O ciclo é perene com plantas ramificadas,
apresentando brotações novas eretas que tendem a ficar arqueadas com o crescimento,
chegando a tocar o solo, onde normalmente enraízam formando moitas de colônias
clonais de 1.5 a 2.0m de altura, (YAMAMOTO, 2006). Segundo SALIMENA (2002)
existem diversas sinonímias para L. alba (Mill.) N. E. Brown na comunidade científica,
podendo receber o nome de L. microphylla Griseb, L. germinata H.B.K, L. globiflora
Kuntze, L. lantanoides Coult, Lantana alba Mill e Phyla germinata H.B.K.
Segundo MING (1992), a L. alba é considerada uma planta aromática e
medicinal, e apresenta interesse comercial devido às múltiplas propriedades encontradas
em seus metabólitos secundários.
5
Popularmente L. alba é denominada de erva cidreira de arbusto, erva cidreira do
campo, erva cidreira brasileira, alecrim, alecrim do mato, alecrim do campo, alecrim
selvagem, camará, capitão do mato, cidrão, cidró, cidreira, cidreira brava, capim
cidreira, cidreira crespa, cidreira falsa, cidreira melissa, falsa melissa , salva do Brasil,
salva limão, entre outras (MING, 1992; MARTINS et al., 1995; SILVA & SALIMENA,
2002). No Brasil, existem estudos que mostram quimiótipos com diferentes tipos de
compostos, associados às diferentes características morfológicas, anatômicas, e
farmacológicas (MING, 1992; JULIÃO et al., 2001). Ela é utilizada em substituição à
Melissa officinalis na forma de chás, macerados, compressas, banhos e extratos
alcoólicos (JULIÃO et al., 2001). As suas folhas são utilizadas na forma de infuso pela
ação antiespasmódica, calmante e digestiva (PACIORNIK, 1990).
As aplicações terapêuticas da L. alba são como anticonvulsivante (VIANA et al.,
2000), anti-inflamatória (SLOWING BARRILAS, 1992; VIANA et al.,2000; DO
VALE et al., 2002), antiviral (ABAD et al, 1995), fungitóxico (DWIVEDI &
KISHORE, 1990; KISHORE & MISHIRA, 1991, SANTOS, 1996), desordens
gastrintestinais (HEINRICH et al., 1992), doenças respiratórias (CÁCERES, et al.,
1991), gastrite (PASCUAL et al., 2001b), dores de garganta, problemas hepáticos e
intoxicações em geral (DI STASI et al., 1989), citostática e antimicrobiana
(PACIORNICK, 1990, MING, 1992). O extrato alcoólico de L. alba, em etanol 80%
(v/v) apresentou efeitos sedativos e miorrelaxante em camundongos (ZETOLA et al.,
2002).
O fato de o metabolismo secundário estar intimamente associado ao mecanismo
de defesa das plantas aos fatores bióticos e abióticos, e ter controle genético,
provavelmente poligênico, ocorre a plasticidade fenotípica, que é entendida como a
interação com o ambiente onde se desenvolve, refletindo em alterações significativas na
composição e rendimento dos óleos essenciais (MAGALHÃES, 1986; MING, 1992;
YAMAMOTO, 2006).
Segundo FONTANEL & TABATA (1987), plantas da mesma espécie,
cultivadas em diferentes condições, normalmente possuem os mesmos componentes
químicos, porém a proporção em que estão presentes pode diferir.
O potencial econômico da L. alba é devido às suas características agronômicas
favoráveis, como vigor, rusticidade, colonização rápida pela propagação vegetativa, e
por ser considerada uma espécie de grande plasticidade fenotípica, ou seja, o ambiente
6
em que a planta se encontra pode determinar seu hábito de crescimento, constituição
fitoquímica, forma e coloração das folhas (TAVARES et al., 2003).
Outras características favoráveis são a alogamia, como fonte de variabilidade
(SCHOCKEN, 2007), e ainda vegetar e florescer o ano todo (CORRÊA, 1992),
demonstrando assim que o melhoramento genético desta espécie pode levar à
exploração agronômica, industrial e comercial de maneira racional e sustentável,
consolidando como uma opção rentável para a agricultura familiar.
Os principais compostos orgânicos encontrados no óleo essencial de L. alba são
moléculas de hidrocarbonetos, flavonóides, e os terpenóides sendo os de maior
freqüência o citral, germacreno, cânfora, 1,8 cineol, limoneno, β-mirceno carvona,
cariofileno e o linalol (JULIÃO et al., 2001; LORENZO et al, 2001; SANTOS, 2001),
além de outras substâncias já terem sido reportadas na literatura para esta espécie.
Existem estudos sobre a atividade inseticida, antimicrobiana e repelente da L.
alba para o controle de doenças fitopatogênicas (IBRAHIM et al, 2001). RAO et al
(2000) relataram efeito fungicida em cana-de-açúcar, onde sugeriram a possibilidade de
aplicação desta espécie como defensivo agrícola, e estudos de DUBEY et al. (1983) e
KISHORE & MISHRA (1991) mostraram sua ação sobre o fungo de solo Rhizoctonia
solani, que atinge culturas como soja e feijão. O efeito fungitóxico da L. alba foi
promissor para diversas outras culturas, com ação eficiente sobre o causador da
podridão seca do colmo, Macrophomina phaseolina (DWIVEDI & KISHORE, 1990) e
da antracnose foliar, Colletotrichum gloeosporioides (SANTOS, 1996).
Análises feitas por SANTOS (2001) mostraram variações químicas entre
genótipos de L. alba de origens distintas. A produção de óleo essencial pelas folhas de
L. alba, cultivada em diferentes níveis de sombreamento e épocas de colheita, foram
analisadas por VENTRELA (2000), onde o estudo constatou uma melhor adaptação da
planta às condições de alta intensidade de luminosidade. Os compostos químicos mais
abundantes encontrados no óleo foram: neral, geranial, óxido de cariofileno, linalol e
trans-cariofileno, onde as proporções relativas dos compostos apresentaram alta
correlação com os níveis de sombreamento e épocas de colheita.
Segundo TAVARES et al. (2005), analisando os quimiótipos citral, carvona e
linalol em L. alba, a extração do óleo essencial deve ser efetuada em plantas em fase de
crescimento vegetativo, quando o rendimento do óleo e os teores dos componentes
majoritários são maiores, porém a composição química dos óleos essenciais não
apresentou diferenças nos compostos, mostrando que a constituição reflete variação
7
genética, e a produção e proporção relativa de tais compostos é influenciada pelo
ambiente.
Alguns autores consideram que a especiação da L. alba pode explicar a diferença
no número de cromossomos encontrada entre espécies (TAVARES et al., 2003).
BRANDÃO (2003), realizando estudos citogenéticos comparativos entre os gêneros
Lippia, Lantana e Aloysia concluiu que a espécie L. alba é diplóide e apresenta 2n = 30,
porém PIERRE (2004), ao estudar o cariótipo de três quimiótipos de L. alba (linalol,
citral e carvona) observou que os mesmos apresentam diferenças em relação ao número
e morfologia dos cromossomos. Neste estudo verificou que o quimiótipo citral
apresenta 2n = 30, o quimiótipo carvona mostrou número cromossômico 2n = 60, onde
inferiu que este poderia ser um autopoliplóide do quimiótipo citral, e em relação ao
quimiótipo linalol observou que ocorre grande variação numérica dentro dos indivíduos,
indo de 2n = 12 a 2n = 60, podendo tratar-se de um quimiótipo mixoplóide.
2. 2 Produção de óleos essenciais e Lippia alba
As substâncias químicas responsáveis pelos efeitos medicinais, aromáticos ou
atividade biológica presentes nas plantas são os indícios e o ponto de partida para
síntese de produtos químicos ou farmacêuticos. Deve-se destacar que os produtos
sintéticos, na maioria das vezes, apresentam qualidade inferior aos produtos naturais, o
que faz com que os produtos de origem natural sejam mais interessantes para o mercado
(SIMÕES et al, 2000).
As indústrias químicas, farmacêuticas, alimentícias, de fragrâncias e cosméticos
visam propriedades presentes nos óleos essenciais, sendo que estes sofrem variação
qualitativa e quantitativa de acordo com o ambiente e tratos culturais onde a planta se
desenvolve (SHUKLA & FARROOQI, 1990; MING, 1992; CHAVES, 2002).
Segundo SCHEFFER (1992), e DE LA CRUZ (2005) as informações
disponíveis relativas ao aspecto agronômico das espécies aromáticas e medicinais são
escassas, havendo a necessidade de estudos que revelem o comportamento das mesmas
quando submetidas às técnicas de produção sem afetar o valor terapêutico da planta,
pois os princípios ativos podem sofrer alterações conforme as técnicas de cultivo.
As pesquisas com plantas medicinais envolvem investigações da medicina
tradicional e popular (etnobotânica); isolamento, purificação e caracterização de
8
princípios ativos (química orgânica: fitoquímica); investigação farmacológica de
extratos e dos constituintes químicos isolados (farmacologia). Também fazem parte das
pesquisas estudos sobre as transformações químicas dos princípios ativos (química
orgânica sintética); estudo da relação estrutura/ atividade e dos mecanismos de ação dos
princípios ativos (química medicinal e farmacológica) e o desenvolvimento de
formulações para a produção de fitoterápicos. A integração destas áreas na pesquisa de
plantas medicinais conduz a um caminho promissor e eficaz para descobertas de novos
medicamentos (MACIEL, 2002).
Especificamente para a espécie L. alba, na literatura são encontrados estudos
com materiais provenientes de coletas, ou cultivo de poucos genótipos, sobre
caracterização, aplicações, etnobotânica, atividade biológica, técnicas de extração e
rendimento dos óleos essenciais, perfil fitoquímico dos óleos, caracterização
citogenética. Não existem trabalhos relativos ao melhoramento genético para caracteres
de produção de biomassa, rendimento e perfil químico dos óleos essenciais, e segundo
alguns autores, por exemplo SEBBENN et al (2000), é fundamental conhecer os centros
de diversidade e a biologia reprodutiva da espécie a ser estudada e melhorada.
No que se refere ao pré-melhoramento, SANTOS & INNECCO (2004)
avaliaram o efeito da altura de corte e da adubação em L. alba quimiótipos limoneno e
carvona, quando foi avaliada a resposta das plantas para a produção de biomassa seca e
rendimento de óleo essencial, onde concluíram que a adubação não influenciou
significativamente a produção de biomassa e de óleo, porém quanto a colheita, quando
as plantas atingiram de 30 a 45 cm de altura mostraram resultados superiores na
produção de massa seca foliar. Com relação à sazonalidade, SANTOS & INNECCO
(2003) avaliaram diferentes períodos de secagem de folhas de L. alba quimiótipos
limoneno e carvona, onde verificaram que o rendimento de óleo essencial foi
significativamente menor no período de chuvas em relação ao período da seca, e
também constataram que as folhas devem ser secas por quatro dias em temperatura
ambiente para obter melhores rendimentos para estes quimiótipos.
Em estudo realizado por BARBOSA et al. (2006) foram avaliados os efeitos da
secagem variando o período e a temperatura com circulação forçada de ar, onde
verificaram que houve redução de 12 a 17% no teor de óleo essencial em relação à
matéria fresca, devido à volatilização do óleo essencial durante a secagem.
Em estudo de manejo, realizado por MING (1992) onde foram avaliados os
efeitos da adubação orgânica em L. alba, verificou um aumento na produção de
9
biomassa de acordo com os níveis de incorporação, e uma relação inversa quanto aos
teores de óleos essenciais. VENTRELLA (1998) constatou que folhas mais jovens de L.
alba produzem significativamente mais óleo em relação às folhas mais velhas, onde
pode inferir uma relação inversa entre idade da folha e produção de óleo essencial, e não
somente com quantidade de material vegetal e estruturas secretoras. Este mesmo autor
(VENTRELLA, 2000), testou diferentes níveis de sombreamento, além de épocas de
colheita, onde os dois fatores apresentaram interação significativa com o rendimento.
YAMAMOTO et al. (2008), em estudo para avaliar a interação entre genótipos e
ambientes, com 20 progênies pertencentes a cinco quimiótipos observou que linalol e
limoneno/carvona foram superiores para rendimento de óleo em relação aos quimiótipos
mirceno/cânfora, citral e mirceno.
Segundo CARVALHO et al. (2005), nos últimos tempos o interesse por plantas
aromáticas e medicinais com ações terapêuticas ou farmacológicas, e com possíveis
aplicações apresentando funções comprovadas cientificamente tem aumentado
consideravelmente. De acordo com MENTEZ (1996) planta medicinal é toda espécie
vegetal que contém em um ou mais de seus órgãos substâncias chamadas de princípios
ativos, que possam ser utilizadas com fins terapêuticos ou que sejam precursores de
síntese químico-farmacêutica. Os metabólitos secundários podem ser produzidos pelos
vegetais em rotas metabólicas constitutivas e principalmente induzidas, conforme o
ambiente onde se encontram (GARDNER et al., 1991; SANTOS, 2001).
Variações na composição química dos óleos essenciais produzidos pelo
metabolismo secundário das plantas aromáticas e medicinais, e nas características
morfológicas têm sido observadas dependendo da origem geográfica do material, o que
levou à hipótese de que seriam consequências da influência de fatores ambientais
(RETAMAR, 1994; ZOGHBI et al., 1998).
As variações das características produção de biomassa e rendimento de óleo
essencial de L. alba foram observadas por SHUKLA & FAROOQI (1990) como
variáveis quando empregados fitoreguladores no manejo, e VENTRELLA (2000),
CASTRO (2001), SANTOS (2001), STEFANINI et al (2002), EHLERT (2003),
SANTOS & INNECCO (2003), INNECCO et al (2003) observaram variações de tais
características em diferentes condições ambientais.
Segundo MATTOS (2000), é de suma importância que sejam desenvolvidas
ações para o desenvolvimento de técnicas de manejo e cultivo da plantas aromáticas e
medicinais com potencial de exploração comercial levando-se em consideração a sua
10
utilização pelo homem sem esquecer a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas. Para
RETAMAR (1994), e ZOGHBI et al. (1998), é importante que tais técnicas sejam
desenvolvidas respeitando-se as condições edafoclimáticas da região, uma vez que a
produção de princípios ativos pelas plantas pode ser afetada pelo ambiente onde é
cultivada conduzindo à modificações na constituição dos metabólitos secundários.
Os óleos essenciais não se distribuem de maneira homogênea na planta e podem
estar concentrados nas raízes, rizomas, talos, caules, folhas, sementes ou flores. O teor
varia de acordo com as técnicas de cultivo, temperatura, pluviosidade, vento, solo,
altitude, latitude, idade da planta, época do ano, e clima onde a planta se desenvolve
(MENTEZ, 1996). As funções fisiológicas dos metabólitos secundários nas plantas
ainda não estão completamente esclarecidas, mas associa-se à defesa contra agentes
externos, tais como doenças, pragas, radiação solar, etc., ou a resíduos do metabolismo
vegetal. Estes princípios ativos possuem funções ecológicas importantes para a
sobrevivência da espécie e são produzidos pelo metabolismo secundário das plantas
(SHUKLA & FAROOQI, 1990).
A produção de metabólitos secundários resulta de complexas interações entre
biossíntese, transporte, estocagem e degradação de compostos químicos (WINK, 1990),
e cada um desses processos, por sua vez, é governado por genes e, portanto,
influenciado por três fatores principais: genótipo, ontogenia e ambiente (HARBONE,
1977; ROBERTS, et al., 1996).
Os óleos essenciais são misturas complexas que podem conter vários compostos
orgânicos presentes em diferentes proporções, e seus constituintes podem pertencer a
diversas classes de compostos. O estudo destes compostos orgânicos é de fundamental
importância no entendimento da aplicação dos mesmos (MACIEL et al., 2002).
Sabe-se que os reguladores vegetais utilizados no manejo da planta podem
modificar seu comportamento, alterando não só a produtividade como o seu
metabolismo secundário, obtendo-se às vezes um aumento do teor de óleo essencial
(SHUKLA & FAROOQI, 1990). A expressão diferencial dos genes geralmente é
associada a diferentes estádios de desenvolvimento da planta e por influência do meio
ambiente (GARDNER et al. 1991).
Em L. alba, pouco se conhece sobre a biologia floral e mecanismos reprodutivos
da espécie, germinação de sementes, dormência, cruzamentos naturais, etc., porém, para
o planejamento e desenvolvimento de um programa de melhoramento genético, bem
11
como para compreensão do seu processo de domesticação, estes aspectos da biologia da
planta são de fundamental importância.
CASTRO (2001) estudando produção de biomassa, rendimento e composição
química dos óleos essenciais em diferentes épocas do ano, e em diversas posições das
folhas nos galhos (apical, mediana e basal), observou que as partes apical e mediana
representaram cerca de 80% da massa das folhas frescas, e que nas porções apicais a
produção de metabólitos secundários é mais intensa do que em suas porções basais e
medianas. Estas observações indicam que folhas em estádio inicial de desenvolvimento
produzem mais óleo quando comparadas com folhas mais velhas.
O estudo da L. alba tendo como modelo o quimiótipo linalol nesta pesquisa
deve-se ao fato de que o linalol, que é um álcool monoterpênico, é largamente utilizada
como fixador nas indústrias de perfumes e cosméticos. Enquanto produtos populares
utilizam linalol sintético, os produtos mais finos e caros utilizam linalol extraído da
Aniba rosaeodora Ducke, que é uma árvore da família Lauraceae, conhecida como pau-
rosa. No Brasil a A. rosaeodora ocorre desde o Amapá até a fronteira com o Peru ao
longo das margens do rio Amazonas (LUPE, 2007).
A madeira da A. rosaeodora apresenta aroma que lembra rosa, e produz óleo
essencial constituído na maior parte por linalol (70-90 %). O linalol e seus ésteres,
como o acetato de linalila, são substâncias odoríferas de cheiro intenso e agradável. Os
problemas para a extração do óleo essencial de A. rosaeodora são devido à destruição
da árvore, pois, para obtenção deste óleo essencial o tronco é cortado e transformado em
serragem. Outros problemas são a falta de técnicas de plantio da espécie e o longo
período de maturação dessas plantas na floresta até atingirem o ponto de corte da
madeira, sendo de mais de 25 anos.
De acordo com o Ibama, para cada tambor de 180 litros de óleo produzido, 80
mudas de A. rosaeodora deveriam ser plantadas. Existe, entretanto, escassez de mudas,
o que as torna caras. Nos últimos tempos as indústrias de cosméticos e de perfumes têm
reduzido a utilização do óleo essencial de A. rosaeodora, tanto pelo preço quanto pela
questão ambiental, tendo em vista que a espécie corre perigo de extinção, e as empresas
em geral preferem não correr o risco de ter seu nome associado à devastação do meio
ambiente. Os principais compradores do óleo são os Estados Unidos e Europa, por
empresas sofisticadas como a francesa Chanel, que utiliza o óleo na produção dos seus
perfumes, sendo o mais conhecido o Chanel. nº 5 (BARATA, 2004).
12
Pesquisadores brasileiros preocupados com o esgotamento das reservas naturais
de A. rosaeodora têm realizado estudos com o objetivo de encontrar fontes alternativas
de óleos essenciais ricos em linalol, e alguns autores sugerem que o óleo essencial da L.
alba poderia vir a substituir o óleo essencial da madeira do pau-rosa (MAIA, 2004).
Diante do que foi exposto, é importante o conhecimento dos níveis e a
distribuição da variabilidade genética da L. alba entre e dentro das populações para
caracteres agronômicos e fitoquímicos, bem como estimar as herdabilidades e a
presença de correlações entre as características.
2.3 Estimativas de Parâmetros Genéticos
A estimativa de parâmetros genéticos é importante em programas de
melhoramento de plantas, pois permite conhecer a estrutura genética das populações
para fins de seleção, e a determinação da magnitude das estimativas de herdabilidade
fornece subsídios para definição das estratégias de seleção bem como auxiliam a
predição de ganhos obtidos (FEHR, 1987).
Segundo HALLAUER & MIRANDA FILHO (1981), e FALCONER (1987), é
necessário dimensionar as magnitudes das variâncias de origem genética frente às
variâncias devido ao ambiente, para que seja possível estimar de maneira adequada o
potencial da população quanto à seleção. O resultado da seleção baseada no fenótipo
dos indivíduos de uma geração é função do grau de associação da variância genética
destes com a variância genética da geração seguinte, o que expressa a herdabilidade.
(FALCONER, 1987), e segundo SIQUEIRA et al. (1994), para características
quantitativas, os efeitos do ambiente são mais influentes para o fenótipo final dos
indivíduos, resultando em menores herdabilidades.
Os caracteres fenotípicos de uma população, e os resultantes de cruzamentos
desta população são objetos de estudos dentro de um programa de melhoramento
genético para seleção de materiais superiores. A variabilidade intergênica e interalélica
presente nos indivíduos juntamente com as condições ambientais onde esta população
ocorre determinam a estrutura genética da mesma.
Para os pesquisadores que trabalham com seleção e melhoramento de espécies
aromáticas e medicinais, os caracteres avaliados de maior relevância são produção de
biomassa e rendimento de óleos essenciais (MONTANARI JR, 2005).
13
De acordo com HALLAUER & MIRANDA FILHO (1981), para a avaliação do
potencial de uma população para melhoramento e escolha do método de seleção a ser
utilizado é necessária à estimação dos componentes da variância genética. Segundo
LONNQUIST (1964), dentre os vários métodos utilizados no melhoramento genético, o
método de seleção entre e dentro de progênies de meios irmãos em espécies com baixo
índice de domesticação, que teoricamente apresentam maior variabilidade, tem
mostrado melhores resultados. Este método de seleção promove o aumento da
frequência dos genes favoráveis sem elevar as taxas de endogamia, aumentando a
eficiência da seleção intrapopulacional, sendo pouco dispendioso, com facilidade de
obtenção e manuseio, permitindo maior nível de recombinação, não requerendo
polinizações manuais, e de execução rápida. A L. alba, por ser alógama e apresentar
auto-incompatibilidade (SCHOCKEN, 2007), facilita a obtenção de progênies de meios
irmãos em polinização aberta.
PATERNIANI & MIRANDA FILHO (1978) destacam que quando se deseja
alterar as frequências gênicas de uma população deve-se analisar a variabilidade
genética presente na população, que é consequência da frequência gênica na população
original, o método de seleção empregado, a técnica e precisão das avaliações dos
genótipos, a influência do ambiente, bem como a interação com o ambiente (locais e
anos), os efeitos pleiotrópicos, o tamanho efetivo da população, e as correlações
fenotípicas, genotípicas e de ambiente, que atuam contra ou a favor da seleção.
Os parâmetros genéticos estimados mediante as variâncias mencionadas,
geralmente são: coeficiente de variação genética (CVG%), coeficiente de variação
ambiental (CVE%), valor b (CVG/CVE), herdabilidade no sentido amplo, no sentido
restrito, ganhos genéticos absolutos e relativos, correlações fenotípica, genética aditiva e
ambiental (BUSO, 1978; MIRANDA et al., 1988; SIQUEIRA et al., 1993, 1994).
O ganho genético depende da herdabilidade do caráter sob seleção, da
intensidade de seleção praticada e do controle das condições ambientais. Quanto maior
o nível de expressão da variabilidade genética em relação ao ambiente e, mais ainda, se
a proporção desta variabilidade genética for devido na sua maior parte a efeitos aditivos,
maiores serão os ganhos estimados para a geração seguinte (MIRANDA et al., 1988).
Na literatura não há trabalhos sobre estimativas de parâmetros genéticos e
correlações para L. alba, porém estudos realizados por YAMAMOTO et al. (2008),
mostraram que a seleção massal dentro de populações “per se” ou oriundas de
cruzamentos forneceram resultados favoráveis no melhoramento genético desta espécie,
14
e segundo PATERNIANI (1968) e ALLARD (1971) este tipo de seleção é eficiente
para espécies alógamas, com caracteres fenotípicos com adequada variabilidade
genética aditiva e alta herdabilidade.
Segundo HALLAUER & MIRANDA FILHO (1981), em genética quantitativa,
para o melhoramento de plantas é importante a estimativa de parâmetros genéticos nas
populações de estudo para predizer o progresso de acordo com a intensidade e o tipo de
seleção. Com as informações obtidas é possível avaliar se a população é adequada para
o melhoramento, bem como comparar os diferentes tipos de seleção mantendo constante
o tamanho efetivo da população selecionada.
Para que seja possível estabelecer o método de seleção a ser aplicado à
população de estudo é necessária a determinação de parâmetros genéticos da mesma
para obter informações sobre a natureza da ação dos genes envolvidos na herança dos
caracteres sob investigação (COCKERHAM; 1956).
De acordo com FALCONER (1987) a herdabilidade é um importante parâmetro
para o melhoramento, pois mostra a proporção da variação fenotípica total que é
atribuída ao efeito médio dos genes, e quando determinados indivíduos são escolhidos
para genitores, tendo como base seus valores fenotípicos, o sucesso na alteração das
características da população poderá ser predito através do conhecimento do grau de
relação entre o valor fenotípico e o genético, que é medido pela herdabilidade.
Esse mesmo autor destaca que a herdabilidade é propriedade não de apenas
determinada característica, mas da população e as condições ambientais onde esta se
encontra, uma vez que o valor da herdabilidade depende da magnitude de todos os
componentes da variância, salientando que quando se fizer referência à uma
característica, esse valor refere-se a uma população particular sob determinadas
condições.
Dentro deste contexto, ainda não se conhecem os valores de herdabilidade para
característica de rendimento de óleos essenciais, bem como dos constituintes presentes
na maioria das espécies aromáticas e medicinais. Trabalhos nesse sentido, com
determinadas espécies de plantas aromáticas e medicinais, a exemplo de L. alba, serão
inéditos e contribuirão para fornecer subsídios para o melhoramento genético desta
espécie não domesticadas. Até o presente, a obtenção de genótipos superiores baseia-se
em seleção massal (ou clonal) de indivíduos dentro de ecótipos preexistentes nos locais
de origem e de diversificação. Cruzamentos controlados ou dirigidos entre indivíduos
superiores e contrastantes poderão gerar populações segregantes com base genética
15
ampla para praticar seleção para um conjunto de características desejáveis
(FALCONER, 1987; MIRANDA FILHO & VENCOVSKY, 1995).
2.4 Estimativas de Correlações Genética Aditiva, Fenotípica e de Ambiente
O estudo de correlações entre características é importante para o melhoramento,
pois o aprimoramento de uma determinada propriedade da espécie estudada é
direcionado para um conjunto de caracteres simultaneamente VENCOVSKY (1978).
Segundo FALCONER (1987) existem dois fatores que influenciam na
correlação: o fator ambiental, e o fator genético. A correlação genética é devida,
principalmente, ao efeito pleiotrópico dos genes ou falta de equilíbrio de ligação. Ocorre
pleiotropia quando um gene que esta segregando afeta duas ou mais características,
causando variações simultaneamente nestas características, e a magnitude da correlação
observada pelo pleiotropismo indica o quanto estes caracteres são influenciados pelos
mesmos genes. Este mesmo autor cita que alguns genes podem atuar aumentando ou
diminuindo os caracteres, mostrando correlações positivas ou negativas, enquanto
outros podem agir em sentidos opostos, indicando que o pleiotropismo não causa,
necessariamente, uma correlação possível de ser detectada.
A correlação entre caracteres possibilita a seleção indireta para um caráter
desejado, muitas vezes com progresso mais acelerado do que a seleção direta, porém, a
seleção e o melhoramento podem ser dificultados se as características são desejáveis,
mas apresentam correlações elevadas e negativas, ou quando as características são
altamente correlacionadas positivamente, e uma delas é indesejável (FALCONER,
1987). A correlação fenotípica é composta pela correlação genética e de ambiente, mas
apenas a genética contém as características herdáveis que são utilizadas nos programas
de seleção e melhoramento de plantas (ROBINSON et al, 1951).
A correlação de ambiente ocorre quando as características avaliadas sofrem
influência pelas diferenças de condições do ambiente, e da mesma maneira, esta
correlação mostra o efeito total das variáveis ambientais, podendo apresentar correlação
negativa ou positiva, dependendo da característica (FALCONER, 1987; RAMALHO et
al. 2004). A correlação pode ser decorrente de ligações gênicas, porém são transitórias,
principalmente em populações derivadas de cruzamentos entre linhagens (FALCONER,
1987). CRUZ (2005), também considera como causas de correlação entre caracteres,
16
além do pleiotropismo, o desequilíbrio de fase gamética. Se não houver forte ligação
entre os genes, a correlação pode ser alterada em gerações avançadas por desequilíbrio
nos conjuntos gênicos, pelas permutas.
17
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Material Vegetal
3.1.1 Obtenção da população base de Lippia alba
Para a presente pesquisa obteve-se, inicialmente, uma população
recombinante de base genética ampla para estimar o potencial desta para fins de seleção
e melhoramento.
Esta população recombinante foi obtida a partir de infrutescências de oito
genótipos (IAC-1 a IAC-8), pertencentes ao quimiótipo linalol, colhidas separadamente
em 06/10/2005, em experimento instalado por YAMAMOTO (2006), no Pólo Regional
de Desenvolvimento do Leste Paulista, município de Monte Alegre do Sul, SP/APTA
(Figura 1a).
Este experimento era constituído de 20 clones pertencendo a cinco quimiótipos,
sendo eles, linalol (oito genótipos), mirceno/cânfora (três), limoneno/carvona (quatro),
citral (quatro) e mirceno (um). Como a L. alba é alógama e auto-incompatível, portanto
de polinização cruzada, houve recombinação entre os quimiótipos. Para obtenção das
progênies de meios irmãos, os frutos foram colhidos somente nas plantas dos oito
clones linalol (IAC 1 a IAC 8). Os frutos tipo seco, denominado de esquizocarpo, foram
retirados das infrutescências em laboratório. Cada fruto, medindo cerca de 3,0 mm, é
constituído de dois mericarpos contendo uma semente cada medindo aproximadamente
0,4 mm (SCHOCKEN, 2007). Como as sementes são de tamanho reduzido (Figura 1b),
e ficam presas no interior dos mericarpos, sua retirada é inviável. Portanto, optou-se por
colocar os frutos diretamente em bandejas de isopor de 128 células com 12 cm de altura
para obtenção de plântulas. O substrato utilizado foi o orgânico Plantmax HT®, indicado
para hortaliças.
Doravante, neste trabalho, quando se fizer referência às sementes de L. alba,
estará implícito que se trata de frutos ou frutos-semente. Foram semeadas 8.000
sementes colhidas nos quimiótipos linalol. A germinação foi irregular e em níveis
baixos, ao redor de 3,0% obtendo-se 296 plântulas em cinco meses após a semeadura.
Após a germinação, as plântulas foram transplantadas em bulk, em janeiro de
2006, para vasos de 30L com novo substrato na proporção de 2:1:1, de terra argilosa,
18
areia e substrato Plantmax HT® para hortaliças, respectivamente. Após a manutenção
das plantas em condições de sombreamento para desenvolvimento inicial (Figura 1c),
estas foram transferidas para local definitivo, com sistema automático de irrigação por
gotejo, constituindo-se na população base ou de trabalho. (Figura 1d).
Figura 1 - Obtenção da população recombinante de base genética ampla para estimar o
potencial desta para fins de seleção e melhoramento. a. Ensaio de L. alba em campo
experimental em Monte Alegre do Sul (APTA-SP), instalado por YAMAMOTO (2006); b.
Frutos-sementes, medindo cerca de 3,0 mm constituídos de dois mericarpos contendo uma
semente cada medindo aproximadamente 0,4 mm; c. manutenção das plantas em condições
de sombreamento para desenvolvimento inicial; d. população base ou de trabalho.
3.1.2 Obtenção das progênies clonais de meios irmãos
Da população base, com um ciclo de recombinação, formada por 296 plantas,
foram identificadas olfativamente 88 plantas como sendo também do quimiótipo linalol.
Destas, foram colhidas individualmente sementes (frutos-semente) em 67 delas
constituindo-se em progênies de meios irmãos com dois ciclos de recombinação. As
aa
aa
aa
aa
bb
cc dd
19
sementes foram colocadas para germinar em pratos plásticos (Figura 2a), em casa de
vegetação, contendo mistura de 1:1 de areia e substrato Plantmax HT® para hortaliças,
com sistema de irrigação por nebulização, e novamente a germinação ocorreu de forma
irregular e lenta (Figura 2b).
Figura 2 - Obtenção das progênies de meios irmãos a partir da população base de
trabalho. a. Frutos-sementes tratados e colocados para germinar em pratos plásticos; b.
germinação irregular e lenta.
Em função desta baixa e irregular germinação ao longo do tempo, poucas
progênies apresentaram plântulas em número razoável (>30) para serem novamente
identificadas olfativamente como linalol. Ressalte-se que as plântulas de cada progênie
de meios irmãos devem ser todas do quimiótipo linalol (óleo alvo do presente trabalho)
para serem levadas ao campo como meias irmãs.
Das cerca de 60 progênies coletadas em plantas linalol da população base apenas
23 forneceram, cada uma, entre 8 e 20 plantas identificadas olfativamente como
quimiótipo linalol. Essa quantidade é insuficiente para os experimentos com progênies,
portanto, optou-se por clonar por meio de estacas cada uma das plantas das progênies de
meios irmãos. As progênies, com cerca de 8 a 20 de cada planta, após cerca de um mês
em casa de vegetação, foram transplantadas para o campo tendo sido denominado de
matrizeiro de progênies (Figura 3a).
Para aumento do tamanho efetivo de progênies foram colhidas sementes de oito
clones IAC´s de quimiótipo linalol estudados por YAMAMOTO (2006) que foram
postas a germinar da mesma forma que as anteriores. Destes oito clones, sete
germinaram e produziram plântulas em quantidades suficientes para identificar
novamente as de quimiótipo linalol. Portanto, para a composição do matrizeiro foram
aa bb
20
transplantadas 30 progênies de meios irmãos, sendo 23 com dois ciclos de
recombinações oriundas da população base e sete dos clones IAC´s com um ciclo de
recombinação.
Após cerca de quatro meses, estacas padronizadas (15 a 20 cm de comprimento
e diâmetro aproximado de 2,0 cm) contendo somente dois nós foram coletadas de cada
planta do matrizeiro, constituindo-se nas progênies clonais de meios irmãos. Ressalte-
se que o termo clonal pode inferir que são clones de progênies e, portanto sem
variabilidade genética, mas na realidade cada estaca dentro de uma progênie representa
uma planta segregante oriunda de semente que se encontra no matrizeiro. As progênies
terão, portanto, estacas que são meias irmãs entre si e com variabilidade genética. As
variações fenotípicas dentro de progênies clonais de meios irmãos serão decorrentes da
componente genética e de ambiente, sendo este acrescido de efeitos ou desvios que
serão devidos às variações não controladas em nível de estacas como tamanho,
quantidade de reserva, diâmetros, posição na plantas etc.
No matrizeiro o espaçamento adotado foi de 0,70 x 0,40 m, e irrigação por
gotejamento com vazamento de 2,4 L. h-1
.
Em novembro de 2007 foram retiradas estacas de cada uma das plantas de
progênies do matrizeiro e colocadas em bandejas de plástico com 72 células preenchidas
com areia, com um nó enterrado para enraizamento, e um nó acima da superfície da
areia, para brotação, sendo mantidas em casa de vegetação, e regadas com freqüência
(Figura 3b).
Desta maneira 30 progênies clonais de meios irmãos, tendo de 8 a 15 plantas
linalol cada, foram utilizadas para estimar parâmetros genéticos e assim, quantificar a
variabilidade genética disponível à seleção para caracteres agronômicos e fitoquímicos.
Para se conhecerem as alterações que seriam provocadas nas estimativas de
parâmetros com três formas de arranjos das progênies optou-se por realizar as
ANAVAS e ANCOVAS com o total de progênies e depois estratificá-las para 23 e sete.
Com as 23 teríamos estimativas para progênies oriundas da população base, tendo
conforme mencionado anteriormente, dois ciclos de recombinação e com as sete
progênies de clones IAC´s estimativas com um ciclo de recombinação. Daqui para
frente, sempre que possível e com o objetivo de simplificar, ao invés de progênies
clonais será adotada a denominação progênies de meios irmãos.
21
Figura 3 - Matrizeiro para obtenção das estacas das progênies clonais de meios irmãos.
a. Instalação do matrizeiro; b. estacas de cada progênie, com um nó enterrado para
enraizamento, e um nó acima da superfície da areia, para brotação.
Entre os dias 29 de janeiro e 8 de fevereiro de 2008 as estacas mais uniformes
que estavam nas bandejas de plástico foram transplantadas para bandejas de isopor de
144 células preenchidas com areia, após terem as raízes e folhas podadas, ficando desta
maneira prontas para serem levadas para os campos experimentais (Figuras 4a, b, c ,d).
3.2 Instalação, Condução e Colheita dos Experimentos
Foram instalados dois experimentos, com as trinta progênies, e cada progênie
constituída de 8 a 15 plantas. O primeiro experimento foi instalado em Campinas, entre
os dias 13 e 15 de fevereiro de 2008, na Unidade de Entomologia do Centro
Experimental Central do Instituto Agronômico (IAC), em Campinas/SP, Fazenda Santa
Elisa (Figura 5a). O solo é caracterizado como argiloso e clima tropical quente, latitude
22º54‟S, longitude 47º05‟W, altitude de 674 m. O segundo experimento foi instalado
em 4 de abril de 2008, no Pólo Regional de Desenvolvimento Leste Paulista da Agência
Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA/SP), no município de Monte Alegre
do Sul, SP (Figura 5b), que tem o solo classificado como latossolo vermelho-amarelo,
latitude 22º43‟S, longitude 46º37”W, e altitude de 820m.
O espaçamento adotado foi de 1,0 x 0,50 m nos dois locais, e o sistema de
irrigação foi por gotejamento a 2,4 L. h-1
em Campinas, e por aspersão em Monte
Alegre do Sul.
aa bb
22
Figura 4 - Preparo das estacas das progênies meias irmãs para serem levadas para o
campo. a. Seleção das estacas; b. Desbaste das folhas e das raízes das estacas; c.
acomodação das estacas nas bandejas de isopor com areia; d. bandejas com as estacas
prontas para serem levadas para os campos experimentais.
Nos dois experimentos as plantas foram tutoradas (Figura 7a), para evitar que os
galhos tocassem o solo e desenvolvessem raízes, formando touceiras de plantas e
aumentando o erro experimental. As falhas foram corrigidas durante a fase de
pegamento das estacas através de reposição de novas estacas retiradas do matrizeiro.
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com três
repetições e cada parcela constituída de 8 a 15 plantas descendentes, clonadas via
estacas para cada progênie de meios irmãos.
O experimento de Campinas foi adubado com 8 gramas de adubo por planta, de
fórmula 4-14-8, em 17/04/2008, e pulverizado (Figura 6a) com Chlorothalonil, na
dosagem de 3 mL. L-1
, Deltametrina a 0,5 mL. L-1
, Oxicloreto de cobre a 3 g. L-1
e
Milbemectina A3 com Milbemectina A4 e Oxociclohexanona a 1,5 ml. L-1
, em
a b
c d
c
23
16/05/2008 e 02/06/2008. As pulverizações foram necessárias devido à incidência de
ferrugem (Puccinia sp) e ácaro branco (Poliphagotarsonemus latus) e rajado
(Tethranichus sp). A primeira colheita da parte aérea do experimento de Campinas foi
feita entre os dias 14 e 16 de julho de 2008 (Figura 7b e c), e em 23/07/2008 foi feita
nova adubação na mesma quantidade com o mesmo produto. A segunda colheita foi
realizada entre os dias 13 e 15 de outubro de 2008. Entre as duas colheitas não houve
necessidade de pulverização.
Figura 5 - Instalação dos campos experimentais. a. Instalação em Campinas; b.
Instalação em Monte Alegre do Sul.
Em 24/07/2008 o experimento de Monte Alegre do Sul foi adubado com 8
gramas de adubo 4-14-8 por planta e pulverizado (Figura 6b) com Chlorothalonil na
dosagem de 3 mL. L-1
, trifloxystrobin e tebuconazole a 0,6 mL. L-1
, Oxicloreto de cobre
a 3 g. L-1
e Milbemectina A3 com Milbemectina A4 e Oxociclohexanona a 1,5 ml. L-1
,
A única colheita deste experimento foi em 11/11/2008.
Figura 6 - Pulverizações dos experimentos; a. Campinas; b. Monte Alegre do Sul.
a b
a b
24
Figura 7 – Vista do experimento em Campinas. a. Antes da colheita; b. Durante a
colheita; c. Após a colheita.
3.3 Características Avaliadas
Nas três colheitas realizadas (Figura 8a), as folhas foram separadas dos galhos
(Figura 8b) e posteriormente colocadas para secar separadamente, à temperatura
ambiente, (Figura 8 c, d, e, f, g) e os dados foram analisados como médias de parcelas
ou progênies. Após as folhas e os galhos secarem (até peso constante), foram pesadas e
obtidas massa seca total de folhas por progênie e massa seca total de galhos por
progênie.
Os valores observados foram divididos pelo número de plantas por progênie,
fornecendo a média da massa seca de folhas por progênie (MSF), média da massa seca
de folhas mais galhos por planta ou média da massa seca total por planta (MST). O
rendimento médio de folhas por planta (RDF) foi obtido da seguinte maneira:
RDF = (MSF / MST) x 100.
O óleo essencial das progênies foi extraído pela técnica de hidrodestilação das
folhas por 1 hora e 30 minutos em aparelho de Clevenger (Figura 9 a, b e c). Após a
separação do óleo da água (Figura 9d) , o rendimento de óleo (RDO) foi calculado pela
proporção de massa de óleo extraído (MO), em gramas, em relação à massa de folhas
secas utilizada na extração (MSFEXT), em gramas, através da fórmula: RDO (%) = (MO
/ MSFEXT) x 100.
A produção de óleo por planta (PO), em gramas de óleo por planta, foi calculada
através da fórmula: PO = MSF x (RDO/100).
a b c
25
Figura 8 – Material vegetal após colheita da parte aérea das progênies de L. alba. a.
Material vegetal da primeira colheita após chegar do campo, antes da separação das
folhas e dos galhos; b. Vista das folhas durante separação; c. Vista parcial dos sacos
com galhos (azuis) e sacos com folhas (sacos pardos) durante a secagem à temperatura
ambiente (primeira colheita); d. Vista parcial dos sacos com galhos da segunda colheita;
e. Detalhe dos sacos com galhos da segunda colheita; f. Vista parcial dos sacos com
folhas da segunda colheita; g. Detalhe dos sacos com folhas da segunda colheita.
a b c
d e
f g
26
3.4 Análises Estatísticas
As estimativas dos parâmetros genéticos foram calculadas pelas
esperanças matemáticas dos quadrados médios (EQM) das análises de variâncias
(ANAVAS) simples e conjuntas. Os dados foram submetidos à análise de variância
utilizando o “software” SANEST (Programa SANEST – MACHADO & ZONTA,
1995).
Figura 9 – Hidrodestilação após secagem das folhas de L. alba. a. Bateria de balões de
2000 mL com folhas secas e aproximadamente 1000 mL de água destilada prontos para
a extração dos óleos essenciais; b. Vista parcial dos extratores montados em série; c.
Aparelho de Clevenger; d. Detalhe da separação do óleo essencial da água após a
hidrodestilação.
a b
c d
27
Para as estimativas destes parâmetros foram feitas ANAVAS individuais e
conjuntas das colheitas para os três tamanhos efetivos de progênies: o primeiro grupo
constituído de 30 progênies, sendo 23 com dois ciclos de recombinações oriundas da
população base mais sete progênies dos clones IAC‟s, com um ciclo de recombinação; o
segundo grupo constituído somente com as 23 progênies com dois ciclos de
recombinação, e o terceiro com as sete com um ciclo de recombinação, visando assim
observar a influência nas estimativas de parâmetros genéticos.
Como a segunda colheita de Campinas foi feita em época distinta e ainda sob
condições de rebrota das plantas, portanto em condições muito diferentes da primeira,
decidiu-se considerá-la como outro experimento nas ANAVAS. Foram feitas também
análises conjuntas (ANCOVAS) também para os três tamanhos efetivos.
As significâncias dos quadrados médios das progênies resultantes das análises de
variância foram testadas pelo teste F a 1 e 5% de probabilidade. As análises de
comparações de médias foram feitas pelo teste de Scott & Knott (1974) a 5% de
probabilidade, considerando-se todas as progênies numa análise conjunta para as cinco
características avaliadas, utilizando o programa GENES (CRUZ, 2006).
As correlações fenotípicas (rF%), genéticas aditivas (rA%) e ambientes (rE%) foram
obtidas pelas análises de covariâncias (ANCOVAS), que foram calculadas com as
análises conjuntas das três colheitas e com todas as progênies. Desta forma pretendeu-se
obter estimativas mais robustas para as correlações entre as características avaliadas.
As magnitudes das correlações foram analisadas segundo o critério proposto por
SHIMAKURA & RIBEIRO JUNIOR (2009) descritos na Tabela 1.
Tabela 1 – Interpretação dos valores de correlação de acordo com SHIMAKURA &
RIBEIRO JÚNIOR (2009)
Valor da correlação (+ ou -) Interpretação da correlação
0,00 a 0,19 muito fraca
0,20 a 0,39 fraca
0,40 a 0,69 moderada
0,70 a 0,89 forte
0,90 a 1,00 muito forte
Esta tabela tem-se mostrado mais adequada para avaliar as magnitudes das
correlações, pois dependendo do tamanho amostral, tem-se observado que correlações
de baixa magnitude (<30,0%) têm sido significativas pelo teste T (YAMAMTO, 2006).
28
3.5 Estimativas de Parâmetros Genéticos: ANAVAS Simples e Conjuntas
Os parâmetros genéticos estimados foram: variância genética aditiva ou de
progênies (2
A ou 2
P), variância ambiental (2
E), coeficiente de variação genética
(CVG%), coeficiente de variação ambiental (CVE%), herdabilidade no sentido restrito
(h2
r%), valor b (CVG%/CVE%), ganho genético absoluto (GS), ganho genético relativo
(GS%), correlação fenotípica (rF), correlação genética aditiva (rA), e correlação ambiental
(rE).
Os parâmetros genéticos foram estimados para cada grupo de progênies formado
tanto como ANAVA simples como para conjunta (três colheitas).
As expressões matemáticas utilizadas neste trabalho para ANAVAS com médias
de progênies utilizando os componentes dos respectivos QM‟s e E(QM) foram baseados
em PATERNIANI & MIRANDA FILHO (1978), FALCONER (1987), SIQUEIRA et
al. (1993, 1994) e CRUZ (2005), cujas fórmulas serão apresentadas em seqüência.
3.5.1 Coeficiente de variação ambiental (CVE%) simples e conjunta:
CVE % = ( RESQM / M) x 100 onde: QMRES = quadrado médio residual = 2
E
M = média experimental
3.5.2 Coeficiente de variação genética aditiva (CVG%)
3.5.2.1 Simples:
CVG % = ( σ2A / M) x 100 onde:
2A (ou
2P) = variância genética aditiva
2
A = (QM PROG – QM RES) / rep
Sendo QM PROG = quadrado médio de progênies
QMRES = quadrado médio residual
M = média experimental
rep = número de repetições ou blocos
29
3.5.2.2 Conjunta:
CVG % = ( σ2A / M) x 100 onde:
2A (ou
2P) = variância genética aditiva
2
A = (QM PROG – QM ExP) / (rep x col)
Sendo QMPROG = quadrado médio de progênies
QMExP = Quadrado médio da interação
experimentos com progênies
M = média experimental
rep = número de repetições ou blocos
col = número de colheitas
3.5.3 Valor b
3.5.3.1 Simples e conjunto
b = CVG% / CVE% onde: valores próximos ou maiores que a unidade representam
populações com condições favoráveis para o
melhoramento genético (PATERNIANI & MIRANDA
FILHO, 1978).
3.5.4 Herdabilidade no sentido restrito = h2
r%
3.5.4.1 Simples:
h2
r% = [2
A / ( 2
A + (2
E / rep) x 100 onde: 2
A (ou 2
P) = variância genética aditiva
2
E = variância ambiental ou residual
r = número de repetições ou blocos
3.5.4.2 Conjunta:
h2
r% = [2
A / (2
A + 2
E / (rep x col) + 2
ExP / col)] x 100
onde: 2
A (ou 2
P) = variância genética aditiva
2
E = variância ambiental ou residual
2
ExP = variância da interação de experimentos com progênies
rep = número de repetições ou blocos
col = número de colheitas
30
3.5.5 Ganhos genéticos de seleção absoluto e relativo para progênies de meios
irmãos em ambos os sexos
3.5.5.1 Simples e conjunta
GSabs = hr x A x K30% sendo K um valor tabelado para seleção truncada (30% de
indivíduos selecionados) e A = desvio-padrão aditivo;
GS% = ( GSabs) / M x 100 M = media experimental
3.5.6 Correlações fenotípica (rF%), genética aditiva (rG% ou rA%) e de ambiente
(rE%)
Para as correlações foram feitas estimativas para as 30 progênies considerando a
ANAVA conjunta dos três experimentos, conforme relatado anteriormente.
rF% = COVF(x,y) / Fx x Fy onde: COVF(x,y) = covariância fenotípica entre x e y
F = desvio padrão fenotípico de x e y
rG% = COVG(x,y) / (Gx x Gy) onde: COVG(x,y) = covariância genética aditiva de x e y
G = desvio padrão genético de x e de y
rE% = COVE(x,y) / (Ex x Ey) onde: COVE(x,y) = covariância ambiental de x e y
E = desvio padrão ambiental de x e y
3.5.7 Contribuição de efeitos genéticos aditivos (G%) vs ambiente (E%) na
correlação fenotípica
Em razão de terem sido obtidas correlações de ambiente de muito fortes, fortes e
moderadas, realizou-se o cálculo das contribuições relativas para a componente genética
aditiva e demais efeitos não controlados do ambiente ou resíduo para a correlação
fenotípica. Este cálculo foi proposto por SIQUEIRA et al. (1993) baseado na expressão
da correlação fenotípica (rF) de FALCONER (1987).
31
rF(xy) = h2
(x) x h2
(y) x rA(xy) + (1 - h2
(x) ) x (1 - h2
(y)) x rE(xy);
onde: rF(xy) = coeficiente da correlação fenotípica entre duas características (x e y)
rE(xy) = coeficiente da correlação ambiente entre duas características (x e y)
h2
(x) e h2
(y) = respectivas herdabilidades no sentido restrito da característica x e y;
G = componente genética aditiva
E = componente de ambiente ou residual
A fórmula possui claramente dois componentes independentes, um de natureza
genética e outro de ambiente ou residual. A fração genética relativa (G%) e ambiente E%
foi obtida da seguinte maneira: = [ ( h2
(x) x h2
(y) x rA(xy) ) / rF ] x 100 = G% e
{[ (1 - h2
(x) ) x (1 - h2
(y)) x rE(xy) ] / rF } x 100 = E%.
G E
32
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Variabilidade Genética entre Progênies Clonais de Meios Irmãos nas Três
Colheitas
Foram feitas ANAVAS individuais e conjuntas das colheitas com três tamanhos
efetivos de progênies: a) com o total de 30 progênies, sendo 23 obtidas da população
base (dois ciclos de recombinação) e sete (um ciclo de recombinação) provenientes dos
clones IAC‟s; b) com 23 progênies e c) com sete progênies, visando assim observar a
influência nas estimativas de parâmetros genéticos na espécie não domesticada L. alba.
Através das ANAVAS para as características avaliadas inicialmente entre as
médias das 30 progênies nas três colheitas separadamente (Tabela 2), verificou-se
significância ao nível de 1% de probabilidade, pelo teste F, para a primeira e segunda
colheita de Campinas, em todas as características avaliadas (MSF, MST, RDF, RDO e
PO) e, em Monte Alegre do Sul, exceto para RDF. Existem, portanto, diferenças
fenotípicas entre as progênies de meios irmãos testadas.
Observando-se as médias das características verifica-se que a primeira colheita
em Campinas foi a que apresentou os menores valores, quando comparados com a
segunda colheita de Campinas e a única de Monte Alegre do Sul que tiveram valores
próximos. A superioridade da segunda colheita em relação à primeira pode ser devida às
rebrotas das plantas das progênies, pois estas já se encontravam estabelecidas no campo
com uma base radicular mais favorável ao do plantio inicial com uma estaca por
descendente da progênie. Em Monte Alegre do Sul, fatores de clima e solo podem ter
contribuído para a semelhança com a segunda colheita de Campinas. YAMAMOTO
(2006) e RUFINO (2008) também observaram superioridade dos clones experimentais
neste local.
Analisando a característica RDF, que é a proporção média de folhas em relação
à massa total por planta em cada progênie, a variação entre as três colheitas foi reduzida
com amplitude de apenas 13,7%. Isto mostra tratar-se de uma característica com menor
variabilidade genética. O menor RDF foi encontrado na colheita de Monte alegre do Sul
(36,83%) e o maior na primeira colheita em Campinas (41,86%).
Há, portanto, predominância de ramos e caules na massa total do que de folhas
propriamente dito. Seria importante obter plantas com maior taxa de produção de folhas
33
(g/g *100), pois nelas se concentram os óleos essenciais em tricomas glandulares.
Segundo CASTRO (2001) e SANTOS (2001), os óleos essenciais são substancias
voláteis de cadeia carbônica curta, caracterizados por possuírem geralmente um aroma
agradável e são secretados principalmente pelos tricomas foliares tipos capitatos,
tectores e por células do parênquima.
Tomando por base a produção total de biomassa, característica MST, a
estimativa da produção média por dia, ou seja, da instalação até a primeira colheita em
Campinas (152 dias); colheita em Monte Alegre do Sul (221 dias); e número de dias
entre a primeira e segunda colheita em Campinas (90 dias), os resultados foram 0,31 g.
dia-1
, 0,81 g. dia-1
, e 1,53 g. dia-1
respectivamente, na análise geral com as 30 progênies.
Para Campinas observou-se que o rendimento diário aumentou em cinco vezes a
produção da primeira colheita e num tempo menor, de 90 dias. Este fato indica que é
necessário o estudo de colheitas em série em experimentos em vários locais para
verificar o tempo de estabilização da produção, uma vez que após o primeiro plantio
com estacas as colheitas seguintes dependerão de rebrotas. RUFINO (2008) observou
que a capacidade de rebrota de 65 clones experimentais foi a característica de menor
precisão experimental e adverte para a necessidade de aumento do tamanho de parcela
nos experimentos.
Da mesma forma que MST, a produção média de folhas por planta (MSF) foi
menor na primeira colheita de Campinas. Entre a segunda colheita e a de Monte Alegre
do Sul as médias foram superiores, porém muito próximas. Uma vez que a produção de
óleo se concentra principalmente nas folhas de L. alba, (CASTRO, 2001 e SANTOS,
2001) pode-se esperar aumento de rendimento de óleo (no caso linalol) com a seleção
de plantas com maior enfolhamento por unidade de área. Além do componente genético,
o plantio em condições de ambientes favoráveis (como Monte Alegre do Sul) também
incrementaria o rendimento de massa de folhas.
34
Tabela 2 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância entre médias da primeira e segunda colheita em Campinas/SP, e da única
colheita em Monte Alegre do Sul/SP, utilizando as 30 progênies (23 da população base
e sete dos clones IAC´s).
Campinas - primeira colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 15,72 167,73 9,75 0,036 0,001
Progênies 29 155,82**
1141,92**
45,96**
0,027**
0,005**
Resíduo 58 26,14 194,13 6,98 0,009 0,001
Média Geral 18,79 46,45 41,86 0,526 0,098
CV% 27,2 30,0 6,3 18,0 33,4
Campinas - segunda colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 104,97 251,86 74,31 0,150 0,017
Progênies 29 473,42**
5927,51**
55,48**
0,028**
0,029**
Resíduo 58 102,75 938,83 5,33 0,006 0,006
Média Geral 49,66 138,23 37,22 0,706 0,348
CV% 20,4 22,2 6,2 10,9 22,3
Monte Alegre do Sul – única colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 1598,84 25288,12 7454,37 0,071 0,035
Progênies 29 1167,75**
17761,54**
177,73ns
0,035**
0,077**
Resíduo 58 206,24 3027,14 195,87 0,015 0,015
Média Geral 47,52 179,04 36,83 0,758 0,357
CV% 30,2 30,7 38,0 16,3 33,8
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo.
Com relação a RDO, foi observado uma menor amplitude de variação dos dados
em cada colheita, comparativamente a MST e MSF. Por outro lado, a característica PO
teve a maior amplitude, de 264,3% (dados não apresentados). Os efeitos genéticos e os
de ambiente (épocas, clima e solo), além da interação de ambos estão envolvidos nas
35
variações fenotípicas observadas nas plantas das progênies. Segundo EHLERT (2003),
o rendimento de óleo varia significativamente conforme a idade da planta e época de
colheita, bem como a interação entre estas duas variáveis. Em trabalhos de INNECO et
al. (2003) e SANTOS & INNECO (2004), utilizando um determinado quimiótipo, são
relatadas alterações significativas no rendimento de óleo essencial em função da época
de colheita, onde relatam aumento de rendimento na seca explicado pela maior
incidência de luminosidade e temperaturas mais altas.
Quando se analisa a média entre a primeira e segunda colheita de Campinas, as
variações foram de 164,3, 197,6, 34,2 e 264,3% para MSF, MST, RDO e PO
respectivamente, e de 11,01% para RDF (dados não apresentados). A segunda colheita
em Campinas mostrou melhor precisão experimental do que as outras duas. Vale
ressaltar que a segunda colheita de Campinas foi a única originária de rebrota e como as
parcelas continham entre 8 a 15 plantas não houve perda de precisão experimental como
observado por RUFINO (2008) ao utilizar duas estacas por parcela nos experimentos de
avaliação de clones experimentais de linalol.
Estratificando-se a população de progênies para o tamanho efetivo de 23, que
possuem dois ciclos de recombinação (Tabela 3) verificam-se semelhanças com as
médias, CV% e significâncias (teste F) dos quadrados médios de progênies (QMP) nas
três colheitas. Por outro lado com o menor tamanho efetivo de progênies, ou seja,
considerando somente as sete progênies de meios irmãos (um ciclo de recombinação),
os valores de QMP não foram significativos para os caracteres MST e RDF (primeira e
segunda colheita) e RDF para a colheita de Monte Alegre do Sul (Tabela 4). No entanto,
as médias gerais destas progênies foram maiores do que as de 23 progênies.
Salienta-se que a ausência de significância de F de alguns QMP, nas três
colheitas, evidencia certa uniformidade nas plantas das sete progênies além do
desempenho superior destas a julgar pelas médias mais elevadas desta subpopulação.
Além disso, o menor tamanho efetivo (amostra reduzida) também pode ter contribuído
para não significância apesar de a precisão experimental ter sido a melhor dentre os três
casos estudados.
A suposta menor variabilidade para as características nas sete progênies
estudadas deverá ser testada com as estimativas de parâmetros genéticos ao longo das
discussões.
36
Tabela 3 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância entre médias da primeira e segunda colheita em Campinas/SP, e da única
colheita em Monte Alegre do Sul/SP, utilizando 23 progênies da população base.
Campinas - primeira colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 7,81 27,35 0,64 0,022 0,001
Progênies 22 133,10**
1026,45**
56,84**
0,032**
0,004**
Resíduo 44 21,69 149,35 7,23 0,012 0,001
Média Geral 17,00 41,74 42,33 0,521 0,087
CV% 27,4 29,3 6,4 20,6 35,6
Campinas - segunda colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 55,81 1808,21 73,89 0,095 0,038
Progênies 22 386,80**
4854,62**
58,29**
0,025**
0,020**
Resíduo 44 82,27 697,40 5,80 0,006 0,005
Média Geral 45,94 124,65 38,22 0,700 0,319
CV% 19,7 21,2 6,3 10,8 22,3
Monte Alegre do Sul - única colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 1038,55 20406,05 3940,19 0,062 0,021
Progênies 22 950.33**
15238,21**
182,26**
0,039* 0,061
**
Resíduo 44 240,76 3331,88 196,32 0,019 0,016
Média Geral 42,45 160,48 35,55 0,755 0,316
CV% 36,6 36,0 39,4 18,1 39,4
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo.
A característica que foi mais influenciada pelo menor tamanho efetivo de
progênies foi RDF, embora esta mesma tendência tenha sido também detectada nas
demais formações (30 e 23). Desta forma espera-se menor variabilidade genética para
ser explorada no melhoramento genético para esta característica, necessitando de
melhorar a precisão experimental, ou aumento do número de progênies.
37
Tabela 4 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância entre médias da primeira e segunda colheita em Campinas/SP, e da única
colheita em Monte Alegre do Sul/SP, utilizando sete progênies de meios irmãos obtidas
após um ciclo de recombinação de clones IAC´s.
Campinas - primeira colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 117,26 1117,16 25,38 0,016 0,004
Progênies 6 106,32* 661,79
ns 2,65
ns 0,014
** 0,004
*
Resíduo 12 28,57 227,87 4,50 0,001 0,001
Média Geral 24,69 61,93 40,29 0,542 0,134
CV% 21,7 24,4 5,3 4,9 23,1
Campinas - segunda colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 958,16 6596,90 5,24 0,060 0,010
Progênies 6 186,75* 1756,51
ns 4,36
ns 0,044
** 0,030
**
Resíduo 12 43,51 621,66 3,70 0,007 0,005
Média Geral 61,90 182,86 33,91 0,723 0,442
CV% 10,7 13,6 5,7 11,4 16,2
Monte Alegre do Sul - única colheita
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Blocos 2 636,16 4957,43 4237,29 0,010 0,025
Progênies 6 893,20**
12990,87**
110,68ns
0,020* 0,063
**
Resíduo 12 101,37 2401,72 106,32 0,005 0,011
Média Geral 64,2 240,03 41,01 0,768 0,492
CV% 15,69 20,4 25,1 9,1 21,9
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo.
Para a característica MST, quando é calculada a produção média por dia, da
instalação até a primeira colheita em Campinas (152 dias), colheita em Monte Alegre do
Sul (221 dias), e número de dias entre a primeira e segunda colheita em Campinas (90
dias), nas ANAVAS separadas com as sete progênies os resultados foram 0,41 g. dia-1
,
38
1,09 g. dia-1
, e 2,03 g. dia-1
respectivamente, ao passo que o mesmo cálculo para as 23
progênies a produção foi de 0,27 g. dia-1
, 0,72 g. dia-1
, e 1,39 g. dia-1
, indicando que as
sete progênies de clones do IAC apresentam crescimento de parte aérea superior e
podem se constituir em fontes de seleção em programas de melhoramento genético.
Salienta-se que estas progênies de meios irmãos foram obtidas de clones
experimentais IAC´s de quimiótipo linalol, oriundos de coleta (variação pré-existente).
Entre estes clones, o IAC 2 e IAC 8 deverão ser lançados oficialmente após elaboração
de descritores botânicos (YAMAMOTO, 2006 e RUFINO, 2008).
Nas ANAVAS conjuntas de colheitas com 30, 23 e sete progênies, a
característica RDF, de menor variabilidade fenotípica, apresentou as médias de 38,63%,
38,70% e 38,41% respectivamente, portanto muito semelhantes (Tabelas 5, 6 e7). Além
disso, somente foi significativo (F5%) o QMP de progênies para esta característica
quando no tamanho efetivo de 23 progênies (Tabela 6). Isto evidencia que, além de
possuir reduzida variabilidade para ser explorada no melhoramento genético também se
mostra mais estável ou biologicamente “fechada”, pois não interagiu com as três
condições de colheita (Tabelas 5, 6 e 7). Por outro lado para MSF, MST, RDO e PO,
houve significâncias para efeito de progênies (QMp) nos maiores tamanhos efetivos (30
e 23). Com apenas as sete progênies, na ANAVA conjunta de colheitas, excetuando-se
RDO, não houve variação detectável estatisticamente para progênies (QMP) nas demais
características.
Houve sim, pelo teste F (1 e 5%) diferenças entre colheitas (Col) e interação
colheita x progênie (Col X Pro), evidenciando que determinadas progênies têm
desempenhos contrastantes nas diferentes colheitas (Tabela 7). Estas interações
significativas na ANAVA conjunta vão interferir nas magnitudes da variância genética
de progênies (2
P) reduzindo as estimativas de parâmetros. Estas observações sugerem
que para as características estudadas, os melhores tamanhos efetivos para detecção de
variação entre progênies de meios irmãos, nas condições experimentais adotadas foram
de 30 ou 23 no conjunto das três colheitas. As estimativas de parâmetros genéticos
permitirão um melhor conhecimento sobre a exploração da variação genética para fins
de ganhos genéticos em programas de melhoramento com a seleção entre e dentro
destes agrupamentos de progênies de meios irmãos.
39
Tabela 5 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância conjunta (três colheitas) entre médias, de progênies de meios irmãos,
utilizando 30 progênies (23 da população base e sete dos clones IAC´s).
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Bl/Col 6 - - - - -
Colheitas 2 26744,46**
415013,40**
705,62**
1,331**
1,946**
Progênies 29 1334,41**
17499,19**
118,55ns
0,049**
0,072**
Col x Pro 58 231,29**
3665,89**
80,31ns
0,021**
0,020**
Resíduo 174 111,71 1386,70 69,39 0,010 0,007
Média Geral 38,66 121,24 38,63 0,663 0,268
CV% 27,3 30,7 21,6 15,1 31,7
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo; Bl/Col: Bloco
dentro de colheita ou experimento; Col x Pro: Interação colheita versus progênie.
É importante mencionar que as estimativas de parâmetros genéticos de
populações de espécies alógamas, baseadas em progênies de meios irmãos, são muito
utilizadas para subsidiar o melhorista quanto à análise do potencial para seleção
recorrente ou intravarietal do seu material genético por vários ciclos (VENCOVSKY,
1978; PATERNIANI & MIRANDA FILHO, 1978; RAMALHO et al, 2004).
Para o caso de L. alba, uma espécie autoincompatível e alógama (SCHOCKEN,
2007) o melhoramento genético é agilizado e facilitado por possuir propagação
vegetativa (STEFANINI et al., 2002; CORREA et al., 1994). Desta maneira, a cada
ciclo de avaliação de progênies, as plantas selecionadas podem ser multiplicadas,
fixando-se os genótipos superiores. Novos ciclos de seleção podem ser feitos com a
coleta de sementes (novas progênies de meios irmãos) nos experimentos com os clones
experimentais de linalol obtidos. O potencial das progênies como população per se para
seleção e fixação de genótipos superiores será melhor analisado com as estimativas de
parâmetros genéticos que pode ser realizada em três tamanhos efetivos, conforme
mencionado no material e métodos.
40
Tabela 6 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância conjunta (três colheitas) entre médias, de progênies de meios irmãos,
utilizando os 23clones da população base.
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Bl/Col 6 - - - - -
Colheitas 2 17224,72**
255930,92**
805,48**
1,031**
1,225**
Progênies 22 1099,31**
15035,34**
142,83* 0,048
* 0,053
**
Col x Pro 44 185,46* 3041,97
** 77,28
ns 0,024
** 0,016
**
Resíduo 132 114,91 1392,88 69,78 0,012 0,007
Média Geral 35,13 108,96 38,70 0,659 0,241
CV% 30,5 34,3 21,6 16,6 35,2
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo; Bl/Col: Bloco
dentro de colheita ou experimento; Col x Pro: Interação colheita versus progênie.
Tabela 7 - Quadrados médios das características avaliadas, resultantes da análise de
variância conjunta (três colheitas) entre médias, utilizando sete progênies de meios
irmãos obtidas de clones IAC´s (um ciclo de recombinação).
F. V. G.L.
Quadrados Médios
Características
MSF MST RDF RDO PO
Bl/Col 6 - - - - -
Colheitas 2 10320,58**
173640,87**
321,71**
0,301**
0,788**
Progênies 6 577,44ns
7132,81ns
48,58ns
0,058**
0,046ns
Col x Pro 12 304,42**
4138,18**
34,55ns
0,010* 0,026
**
Resíduo 36 57,82 1083,75 38,17 0,004 0,006
Média Geral 50,25 161,61 38,41 0,678 0,356
CV% 15,1 20,4 16,1 9,5 21,6
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
);
CV%: Coeficiente de variação ambiental; (*)
: Significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F; (**)
: Significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste F; (ns)
: Não significativo; Bl/Col: Bloco
dentro de colheita ou experimento; Col x Pro: Interação colheita versus progênie.
41
4.2 Estimativas de Parâmetros Genéticos
4.2.1 ANAVAS simples por colheita
Excetuando-se RDF (8,0 a 11,05%) e RDO (11,0 a 16,0%), as demais
características (MSF, MST e PO) apresentaram elevados coeficientes de variação
genética nas três colheitas e nos tamanhos efetivos de 30 e 23 progênies (22,0 a 41,0%).
Quando se consideraram apenas as sete progênies de clones IAC´s a variação genética
mostrou-se reduzida (<16,0%), principalmente para a característica RDF. A primeira
colheita de Campinas e a de Monte Alegre do Sul tiveram ausência de variabilidade
genética aditiva com valores de variâncias 2
P menores do que a de ambiente 2
E. Isto
pode ser mais decorrente do baixo número de progênies do que propriamente o fato
destas terem somente um ciclo de recombinação, além de ser uma característica com
menor possibilidade de variação do que as demais aqui estudadas, pois dependeria de
plantas com internódios mais curtos, mas mantendo de certa forma o tamanho das
folhas.
RUFINO (2006) estudando 63 novos clones experimentais derivados de um
ciclo de recombinação genética encontrou apenas um clone (201) com esta
característica. A característica RDO seguiu uma mesma tendência com menor
variabilidade genética nas três colheitas, embora superior a RDF. As variações de teores
de óleo (RDO) nas extrações fitoquímicas foram também mais reduzidas do que as
características tipicamente de campo como MSF e MST, ficando ao redor de 0,7%.
Como ocorre melhor controle experimental, pois se trata de métodos bem padronizados
de hidrodestilação em Clevenger, resultando em menor variância residual 2
E (CVE%
entre 4,5 a 12,0%), os efeitos genéticos embora mais baixos do que os obtidos no
campo, predominaram na sua expressão. Com este melhor controle local (GOMES,
2000) o valor b acabou ficando acima de 1,0 no menor tamanho efetivo de sete
progênies nas três colheitas. O valor b quantifica em termos de proporção, os desvios da
média que são causados pelos efeitos genéticos (no caso de meios irmãos, genético
aditivo) sobre os desvios da média provocados por fatores não controlados no
experimento.
Os resultados dos parâmetros genéticos para os três tamanhos efetivos e cinco
características avaliadas encontram-se na Tabela 8.
42
Tabela 8 – Resultados das estimativas de parâmetros genéticos entre progênies de meios irmãos, obtidas através de médias das colheitas
individuais, com os três tamanhos efetivos de população.
Parâmetros Genéticos MSF MST RDF RDO PO
Progênies 30 23 7 30 23 7 30 23 7 30 23 7 30 23 7
Colheita 1 Campinas
M 18,79 17,00 24,69 46,45 41,74 61,93 41,86 42,33 40,30 0,53 0,52 0,54 0,10 0,09 0,13
P2 43,2267 37,1347 25,9162 315,9291 292,3643 144,6396 12,9953 16,5351 - 0,0062 0,0069 0,0043 0,0014 0,0011 0,0011
E2 26,1379 21,6912 28,5741 194,1304 149,3526 227,8743 6,9785 7,2314 4,5008 0,0089 0,0115 0,0007 0,0011 0,0010 0,0010
CVG% 34,99 35,86 20,62 38,26 40,96 19,42 8,61 9,61 0,00 14,91 15,88 12,16 38,05 37,35 24,78
CVE% 27,21 27,40 21,65 29,99 29,28 24,37 6,31 6,35 5,26 17,96 20,57 4,95 33,35 35,64 23,11
b 1,29 1,31 0,95 1,28 1,40 0,80 1,37 1,51 - 0,83 0,77 2,46 1,14 1,05 1,07
hr2(%) 83,23 83,70 73,13 83,00 85,45 65,57 84,82 87,28 - 67,41 64,12 94,76 79,61 76,72 77,53
GS 6,96 6,46 5,05 18,77 18,32 11,29 3,85 4,40 - 0,08 0,08 0,07 0,04 0,03 0,03
GS% 37,00 38,02 20,44 40,40 43,89 18,23 9,19 10,40 - 14,19 14,74 13,72 39,35 37,92 25,29
Colheita 2 Campinas
M 49,66 45,94 61,89 138,23 124,65 182,86 37,22 38,22 33,91 0,71 0,70 0,72 0,35 0,32 0,44
P2 123,5500 101,5107 47,7487 1662,8928 1385,7403 378,2858 16,7151 17,4969 0,2212 0,0200 0,0063 0,0125 0,0080 0,0050 0,0083
E2 102,7542 82,2655 43,5064 938,8286 697,4023 621,6560 5,3295 5,7970 3,6990 0,0100 0,0057 0,0068 0,0060 0,0051 0,0051
CVG% 22,3828 21,93 11,16 29,5 29,86 10,64 10,99 10,94 1,39 12,22 11,37 15,43 25,6 22,21 20,72
CVE% 20,41 19,74 10,66 22,17 21,18 13,64 6,20 6,30 5,67 10,87 10,76 11,43 22,26 22,30 16,22
b 1,10 1,11 1,05 1,33 1,41 0,78 1,77 1,74 0,24 1,12 1,06 1,35 1,15 1,00 1,28
hr2(%) 78,30 78,73 76,70 84,16 85,63 64,61 90,39 90,06 15,21 79,11 77,02 84,55 79,87 74,86 83,03
GS 11,40 10,36 7,01 43,36 39,93 18,12 4,51 4,60 0,21 0,09 0,08 0,12 0,09 0,07 0,10
GS% 22,96 22,56 11,33 31,37 32,03 9,91 12,11 12,04 0,63 12,59 11,57 16,44 26,51 22,27 21,88
Monte Alegre do Sul - única
M 47,51 42,45 64,18 179,04 160,48 240,03 36,83 35,55 41,01 0,76 0,76 0,77 0,36 0,32 0,49
P2 320,5039 236,5230 263,9416 4911,4658 3968,7749 3529,7161 - - 1,4518 0,0064 0,0070 0,0051 0,0208 0,0153 0,0173
E2 206,2370 240,7620 101,3742 3027,1420 3331,8834 2401,7204 195,8645 196,3192 106,3215 0,0153 0,0187 0,0049 0,0145 0,0155 0,0116
CVG% 37,67 36,23 25,32 39,14 39,26 24,75 - - 2,94 10,57 11,12 9,28 40,36 39,12 26,71
CVE% 30,22 36,55 15,69 30,73 35,97 20,42 38,00 39,41 25,14 16,29 18,12 9,13 33,77 39,42 21,91
b 1,25 0,99 1,61 1,27 1,09 1,21 - - 0,12 0,65 0,61 1,02 1,20 0,99 1,22
hr2(%) 82,34 74,67 88,65 82,96 78,14 81,51 - - 3,94 55,79 53,02 75,62 81,08 74,71 81,67
GS 18,83 15,40 17,73 73,98 64,54 62,17 - - 0,28 0,07 0,07 0,07 0,15 0,12 0,14
GS% 39,62 36,28 27,63 41,32 40,22 25,90 - - 0,68 9,15 9,38 9,35 42,13 39,19 27,97
M - Média; P
2 – Variância genotípica; E
2 – Variância ambiental; CVG% - Coeficiente de variação genética entre progênies de meiosirmãos; CVE% - Coeficiente de variação
ambiental; hr2(%) – herdabilidade no sentido restrito; b – Relação CVG% / CVE%; GS – Ganho de seleção absoluto com 30% de intensidade de seleção; GS% - Ganho de
seleção relativo à média; MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl-1
); MST: Massa seca total por planta (g. Pl-1
); RDF: Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de
óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
).
43
É relevante destacar que, mesmo com o tamanho efetivo de somente sete
progênies houve variabilidade genética aditiva satisfatória ou suficiente para as
características estudadas MSF, MST, PO e RDO. As variações nas colheitas foram entre
11,0 a 26,0% - MSF; 10,0 a 25,0% - MST; 20,0 a 27,0% - PO e 9,0 a 16,0% - RDO.
Estes resultados sugerem que mesmo com populações muito pequenas é possível reunir
variabilidade suficiente para exploração no melhoramento, provavelmente por tratar-se
de uma espécie alógama e não domesticada (SCHOCKEN, 2007), com genes em
heterozigose em plena recombinação e segregação na natureza, geração após geração. A
seleção de indivíduos superiores pode ser feita por meio de seleção massal diretamente
em população segregante ou em progênies, fixando-se o genótipo superior a cada ciclo
de recombinação e seleção (YAMAMOTO, 2006 e SCHOCKEN, 2007). Mesmo com
todas as facilidades que esta espécie oferece o melhoramento no Brasil ainda é
incipiente (SILVA JÚNIOR, 1998; SALIMENA, 2000; BIASI & COSTA, 2003;
EHLERT, 2003).
Nos tamanhos efetivos de 30 e 23 progênies foram obtidas as maiores
herdabilidades em cada uma das três colheitas, ou seja, com valores de MSF entre 73,0
a 84,0%, MST entre 78,0 a 86,0% e PO entre 74,0 a 82,0%, propiciando os maiores
ganhos genéticos por ciclo de seleção. Desta forma pode-se aumentar a produção de
óleo linalol com a seleção de indivíduos com maior produção de massa de folhas ou de
massa total. Como a produção de óleo por planta é obtida a partir de duas
características, rendimento de óleo (RDO) e a massa seca de folhas (MSF), incrementos
de qualquer uma delas resultaria no aumento da característica PO. Os maiores valores
estimados de ganhos genéticos relativos, GS%, respectivamente em cada colheita, com
um ciclo de seleção baseada em médias de progênies de meios irmãos, foram para 30
progênies estudadas: MSF - 37,0; 23,0; 39,6%; MST - 40,4; 31,4; 41,3%; PO - 39,4;
26,5; 42,1% .
Utilizando-se as 23 progênies com dois ciclos de recombinação foi observada a
mesma tendência de valores elevados de ganhos genéticos relativos respectivamente nas
três colheitas: MSF - 38,0; 22,6; 36,3%; MST - 43,9; 39,9; 40,2%, PO - 37,9; 22,3;
39,2%. Agora com somente sete progênies com um ciclo de recombinações entre clones
experimentais IAC´s de quimiótipo linalol obtidas por YAMAMOTO (2006) os valores
foram pouco menores que as 23 de segunda recombinação, a saber: MSF - 20,4; 11,3;
27,6%; MST - 18,2; 9,9; 25,9%; PO - 25,3; 21,9; 28,0.
44
Destaque-se os valores semelhantes da primeira colheita de Campinas e a
também primeira de Monte Alegre do Sul e os valores menores na segunda colheita de
Campinas. Estes dados sugerem que o melhorista precisa ficar alerta para as diferenças
que podem surgir na expressão da variabilidade genética entre colheitas após o plantio
de estacas e após as rebrotas. Há indícios, embora necessite de mais tratamentos com
mais plantios e colheitas de várias rebrotas, que as variâncias genéticas aditivas (2
P)
aumentem na colheita de rebrota, mas isto não reflete como um todo em maiores ganhos
genéticos relativos, pois as médias também foram maiores (Tabela 8). Pode-se concluir
que existe variância genética aditiva suficiente nas progênies e, consequentemente na
população base, para identificar indivíduos superiores em cada um dos locais ou
colheitas dentro preferencialmente do tamanho efetivo de 30 e 23 progênies embora
também possam ser conseguidos ganhos substanciais com populações muito pequenas.
Em Monte Alegre do Sul, a característica menos favorável à seleção foi RDF,
com ausência, inclusive de ganhos genéticos nas condições experimentais realizadas no
presente estudo. Esperava-se com esta característica verificar se haveria variabilidade
nas progênies quanto à quantidade de folhas e variações na massa de galhos de forma a
otimizar o RDF. A L. alba possui elevada capacidade de brotações durante todo o ciclo
(CORRÊA, 1992). Via de regra os ramos laterais de L. alba são numerosos e engrossam
na sua base com o passar do tempo. Estudos sobre a produção de biomassa de folhas e
tempos de colheitas seriam importantes para verificação do ponto de estabilização desta
característica em vários ambientes.
4.2.2 ANAVAS conjuntas das três colheitas para os três tamanhos efetivos de
progênies
Os resultados de ANAVAS conjuntas apresentaram efeitos significativos de
colheitas, progênies e interações entre colheitas x progênies (Col x Pro) no conjunto das
30 progênies e com as 23 de duas recombinações para as características de campo MSF
e MST e as de laboratório RDO e a mista PO (Tabelas 5 e 6). Curiosamente, para as
sete progênies, exceto RDO, não houve efeito significativo de QMP pelo teste F a 5%
para MSF, MST, RDF e PO. Por outro lado, foram detectadas significâncias para
colheitas e interação Col x Prog. Os CV´s% foram satisfatórios a altos, com valores
entre 9,5 a 36,0%, dependendo da característica. As variâncias de interações Col x Prog
45
foram obtidas nas ANAVAS conjuntas e foram subtraídas dos quadrados médios de
progênies (QMP), resultando em menor 2
P que reflete a variância explicada ou gerada
somente pelas progênies com desempenho uniforme nas colheitas realizadas. Em outras
palavras, deve existir variabilidade genética aditiva suficiente entre médias de progênies
de meios irmãos, após excluir as variâncias causadas por interações, que resulte em
ganhos genéticos razoáveis para seleção e melhoramento genético para obtenção de
cultivares estáveis. Segundo DUDLEY & MOLL (1969), a variância para as
características avaliadas, ou fenótipo, inclui além de componentes genéticos, a interação
das progênies com locais e épocas, podendo causar superestimação dos componentes da
variância.
O comportamento das estimativas de parâmetros genéticos nos três tamanhos
efetivos de composição de progênies foi estudado neste trabalho. Na Tabela 9 estão os
resultados das estimativas de parâmetros obtidas para as características avaliadas nos
três tamanhos efetivos de progênies.
Os coeficientes de variação genéticos continuaram a ser elevados e muito
próximos para 30 e 23 progênies nas características mais relacionadas ao campo, MSF
(28,6 e 28,7%), MST (32,3 e 33,5%) e também para PO (28,2 e 26,4%), resultando em
valores de b em média próximos de um, mostrando-se favorável à seleção. Os valores
de CVG% a exemplo do que foi nas ANAVAS simples foram menores para RDF (5,3 e
7,0%) e RDO (8,5 e 7,8%), o que resultaram nos menores valores de b até então obtidos
(0,25 e 0,47%). Isto mostra a dificuldade de selecionar plantas superiores partindo-se
destas características. É mais estratégico, portanto, o aumento de RDO e
consequentemente de linalol com a seleção preferencialmente para MSF e MST. Para
PO como depende de RDO e MSF deve ser a terceira característica a ser usada para
seleção de melhores médias de progênies e dentro delas os indivíduos superiores.
As herdabilidades e consequentemente os ganhos genéticos continuaram a ser
elevados como nas estimativas por colheitas, mostrando que a L. alba é uma espécie
favorável para o melhoramento genético. Ganhos acima de 30,0% foram observados
para MSF e MST e ao redor de 25,0% para PO na ANAVA conjunta para 30 e 23
progênies respectivamente.
46
Tabela 9 – Resultados das análises conjuntas para estimativas de parâmetros genéticos entre progênies de meios irmãos, obtidas através de
médias das colheitas, com os três tamanhos efetivos de população.
Parâmetros Genéticos MSF MST RDF RDO PO
Progênies 30 23 7 30 23 7 30 23 7 30 23 7 30 23 7
M 38,66 35,13 50,25 121,24 108,96 161,61 38,63 38,70 38,41 0,66 0,66 0,68 0,27 0,24 0,36
P2 122,5690 101,5400 30,3363 1537,0328 1332,5968 332,7366 4,2489 7,2833 1,5591 0,0032 0,0027 0,0053 0,0057 0,0041 0,0023
E2 111,7097 114,9063 57,8183 1386,7003 1392,8794 1083,7502 69,3908 69,7825 38,1738 0,0120 0,0120 0,0042 0,0072 0,0072 0,0059
CVG% 28,64 28,69 10,96 32,34 33,5 11,29 5,34 6,97 3,25 8,50 7,83 10,73 28,25 26,4 13,36
CVE% 27,34 30,52 15,13 30,71 34,25 20,37 21,56 21,58 16,09 15,09 16,6 9,51 31,69 35,18 21,59
b 1,05 0,94 0,72 1,05 0,98 0,55 0,25 0,32 0,20 0,56 0,47 1,13 0,89 0,75 0,62
hr2(%) 82,67 83,13 47,28 79,05 79,77 41,98 32,26 45,89 28,88 58,27 49,73 82,42 71,90 68,94 44,04
GS 11,67 10,65 4,39 40,4 37,79 13,7 1,36 2,12 0,78 0,05 0,04 0,08 0,07 0,06 0,04
GS% 30,18 30,31 8,74 33,32 34,68 8,48 3,51 5,48 2,03 7,52 6,4 11,29 27,77 25,41 10,28
M - Média; P
2 – Variância genotípica; E
2 – Variância ambiental; CVG% - Coeficiente de variação genética entre progênies de meios-irmãos; CVE% - Coeficiente de variação
ambiental; hr2(%) – herdabilidade no sentido restrito; b – Relação CVG% / CVE%; GS – Ganho de seleção absoluto com 30% de intensidade de seleção; GS% - Ganho de seleção
relativo à média; MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl-1
); MST: Massa seca total por planta (g. Pl-1
); RDF: Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo
(%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
).
47
Na medida em que os ciclos de seleção vão sendo realizados os ganhos tendem à
redução gradativa, como são os casos de espécies cultivadas de importância econômica
como couve-flor (BUSO et al., 1980; BALDINI & SILVA, 1985), cebola (CANDEIA et
al., 1986), cenoura (SIQUEIRA et al., 1994), brócolis (DIAS et al. 1971, VELLO,
1977), Pfaffia glomerata (MONTANARI JR, 2005).
Como já foi mencionado anteriormente para CVG% e valor b, as sete progênies
de clones IAC´s tiveram os menores valores de herdabilidade no sentido restrito para
MSF (47,3%), MST (42,0%), PO (44,0%) e RDF (28,9%). Isto resultou
consequentemente em menores ganhos genéticos até então observados. Os valores
obtidos foram de 8,7% para MSF; 8,5% para MST; 11,3% para RDO; 10,3% para PO e
2,0% para RDF. É importante ressaltar que, embora mais baixos, foram ganhos
genéticos desprovidos dos efeitos de interações, tornando possível, então, mediante a
2
P resultante na E(QMP) selecionar progênies melhores, mesmo com a pressão de
seleção de três colheitas em locais ou épocas diferentes. Este fato demonstra que não
houve perdas substanciais da variabilidade genética provocada por deriva ou por
restrição de recombinação, como se poderia esperar num tamanho efetivo de apenas sete
progênies, provavelmente pela espécie L. alba ser autoincompatível e, portanto,
alógama (SCHOCKEN, 2007), mantendo elevada freqüência de heterozigotos.
Trata-se, portanto de uma espécie muito favorável para o melhoramento
genético, pois mantém elevada variabilidade genética principalmente para caracteres de
parte aérea, mesmo em populações muito pequenas. Resultados opostos foram obtidos
por MONTANARI JR., (2005), onde obteve baixas estimativas de herdabilidades,
inclusive com valores negativos, evidenciando problemas de tamanho de amostra, com
redução da variabilidade genética em sete progênies de meios irmãos de Pfaffia
glomerata. Também foram apontadas como causas possíveis o menor controle
ambiental e pela colheita precoce das plantas, onde não havia ainda a completa
expressão fenotípica para biomassa.
4.3 Determinação dos Coeficientes de Correlações Fenotípicas (rF%), Genética
Aditiva (rA%) e de Ambientes (rE%).
Conforme mencionado no material e métodos, optou-se por fazer as correlações
considerando as 30 progênies de meios irmãos e com ANAVA e ANCOVA conjunta
48
das três colheitas visando maior amostragem e, portanto abrangência ou robustez dos
resultados. Como é muito comum nos estudos de correlações encontrar valores de baixa
magnitude, porém com significâncias pelo teste T, optou-se por utilizar os critérios de
classificação propostos por SHIMAKURA & RIBEIRO JÚNIOR (2009), cuja tabela
encontra-se incluída no material e métodos. Grandezas baixas de correlações com
significância estatística foram também obtidas por YAMAMOTO (2006) em L. alba,
MONTANARI JR. (2005) em Pfaffia glomerata e em cenoura (SIQUEIRA et al., 1993
e GALVANI, 2008).
A Tabela 10 apresenta as correlações obtidas em todas as combinações das
características estudadas.
Tabela 10 – Estimativas das correlações genética aditiva (rA), fenotípica (rF) e de
ambiente (rE),obtidas entre médias de progênies de meios irmãos, utilizando todas as
progênies (23 da população base e sete dos clones IAC´s), nas três colheitas.
MSF RDF RDO PO
rF% -11,3 - - -
RDF rA% -61,3 - - -
rE% 26,3 - - -
rF% -55,6 10,5 - -
RDO rA% -70,6 20,4 - -
rE% -23,7 6,1 - -
rF% 92,8 10,0 -14,0 -
PO rA% 94,6 69,9 -27,2 -
rE% 89,6 23,0 2,5 -
rF% 98,5 -17,5 -43,6 90,8
MST rA% 99,3 -79,4 -57,2 92,8
rE% 93,3 -20,8 -15,1 83,6
MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl
-1); MST: Massa seca total por planta (g. Pl
-1); RDF:
Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
).
rA%: correlação genética aditiva; rF%: correlação fenotípica; rE%: correlação ambiental.
As características MSF e MST foram fortemente correlacionadas geneticamente
(rA%>99,3%), de maneira que a seleção pode ser direcionada tanto para produção de
biomassa de folhas como biomassa total. Salienta-se que para estudos comparativos
49
entre trabalhos científicos a extração de óleos essenciais é realizada na maioria das
vezes separando-se as folhas da massa total, secando-as, obtendo-se assim o rendimento
(RDO) por razões entre as duas massas em g (folhas e óleos).
Na prática é frequente os produtores ou processadores de matéria prima
efetuarem a extração dos óleos essenciais em caldeiras utilizando toda a massa fresca
proveniente da colheita no campo (MAIA et al., 2001), razão pela qual, no presente
estudo, contemplou-se a massa total, embora no caso como matéria seca.
Em trabalhos anteriores com L. alba realizados no Centro de Pesquisa e
Desenvolvimento do Centro de Recursos Genéticos Vegetais do IAC por
YAMAMOTO (2006) com 20 clones experimentais, e RUFINO (2008) com 65 clones
experimentais, mostraram elevada correlação entre massa fresca e massa seca (entre
96,0 a 99,0%) em vários ambientes, por isso a opção de utilizar massa seca para a
execução do presente trabalho.
Além de MSF x MST, as demais correlações genéticas aditivas positivas ou
diretamente proporcionais foram MSF x PO (94,6%: muito forte), MST x PO (92,8%:
muito forte) e RDF x RDO (20,4%: fraca). A presença de correlações entre dois
caracteres indica relação linear entre as características estudadas (CRUZ, 2005). Estas
informações são muito importantes sob o ponto de vista do melhoramento, pois se pode
obter ganhos genéticos para produção de óleo total com a seleção indireta de plantas
para produção de massa seca (ou fresca), reduzindo sobremaneira as amostras que serão
levadas ao laboratório para análises de rendimentos de óleo. É importante salientar que
a característica PO foi formada por duas características, MSF e RDO. Esta última é mais
trabalhosa e onerosa por depender de equipamentos de laboratório e mão de obra. A
determinação de correlações entre caracteres é importante sob o ponto de vista do
melhoramento, pois permite praticar seleção indireta, utilizando-se de uma característica
de maior herdabilidade (menos influenciada pelo ambiente) de mais fácil avaliação para
obter ganhos genéticos em outra característica de baixa herdabilidade (VENCOVSKY,
1978 e CRUZ, 2005).
Conforme mencionado anteriormente, a L. alba é uma espécie pouco trabalhada
para seleção via recombinação genética (não domesticada), indicando ser prático
concentrar as seleções para aumento de biomassa (principalmente folhas) da parte
vegetativa com seleção recorrente e fixação de genótipos a cada ciclo ao invés de se
preocupar com aumento de rendimento de óleo total. Os ganhos genéticos deverão ser
maiores explorando-se primeiramente a variabilidade genética de características da
50
parte aérea e depois concentrar para aquelas inerentes à produção de óleo, como
rendimento de óleo total e proporção de linalol (RUFINO, 2008).
Ainda dentro das correlações genéticas aditivas positivas, não ocorrerá
vantagens em selecionar plantas com maior RDF com objetivo de aumentar o RDO,
uma vez que a correlação entre estas duas variáveis é baixa, indicando que
provavelmente sejam genes independentes para tais características. A presença de
correlações genéticas também reflete o mecanismo de ação pleiotrópica dos genes, ou
seja, a magnitude da correlação expressa a quantidade pelas quais duas características
são influenciadas pelos mesmos genes (FALCONER, 1987).
As correlações aditivas negativas (Tabela 10) foram observadas para as
combinações MSF x RDF (-61,3%: moderada), MSF x RDO (-70,6%: forte), MST x
RDF (-79,4%: forte) e MST x RDO (-57,2%: moderada) A primeira delas (MSF x RDF)
mostra que a seleção para aumento de biomassa seca somente de folhas (MSF) diminui
a relação de rendimento foliar. Então não é aconselhável o melhorista direcionar as
seleções de progênies, do presente estudo, para aumento da taxa de folhas (RDF), pois
prejudicará a produção de biomassa foliar. Este fato pode ser parcialmente explicado,
pois para que haja maior rendimento de produção foliar como proporção da massa total,
devem existir plantas ou progênies que possuam internódios curtos sem prejuízos do
tamanho de folhas. YAMAMOTO (2006) encontrou clones de quimiótipo
limoneno/carvona com tamanho muito reduzido de folhas e de porte de planta, mas que
eram causados por infecção de vírus. Este mesmo autor verificou que as plantas de
folhas maiores tinham internódios mais longos. Por outro lado RUFINO (2008)
observou poucos clones com internódios curtos e folhas grandes tendo encontrado
somente um (clone 201) dentre 65 que possuía quatro pares de folhas (dois pares a
mais) em comparação com o clone controle (IAC 8). Isto reforça que há reduzida
variabilidade genética aditiva para esta característica entre as 30 progênies testadas que
pudesse inverter a correlação MSF x RDF para positiva e em níveis razoáveis.
Interpretação semelhante pode ser feita para forte estimativa da correlação aditiva MST
x RDF.
Interessante foi a forte estimativa da correlação genética aditiva negativa
observada entre MSF x RDO (-70,6%), indicando também que a seleção para maior
biomassa de folhas secas reduzirá o rendimento de óleo. Os genes atuam para lados
opostos nestas duas características. Pode-se supor que plantas sob condições ótimas de
tratos culturais e de solo e clima (ausência de estresses) apresentem crescimento
51
vegetativo vigoroso e não necessite de agentes químicos ligados às defesas inerentes do
metabolismo secundário, como são os óleos essenciais. Já o inverso pode ocorrer
quando plantas sob estresses bióticos e/ou abióticos entram em rotas de defesas e
produzem mais óleos essencias. Os produtos do metabolismo secundário de plantas
estão relacionados às defesas dos vegetais, além de aspectos reprodutivos (atrativos) são
conhecidos na literatura (MATTOS, 2000; SOARES, 2001; STEFANINI et al., 2002;
EHLERT, 2003; INNECCO et al., 2003; TAVARES et al., 2005).
Interpretação semelhante pode ser aplicada para MST x RDO embora tenha sido
uma estimativa considerada moderada (-57,2%). De acordo com FALCONER (1987) e
RAMALHO et al. (2004), as forças do ambiente podem causar desvios nas
características envolvidas causando correlação tanto positiva quanto negativa. Por outro
lado, CRUZ (2005) também considera como causas de correlação entre caracteres, além
do pleiotropismo, as ligações gênicas em situações de desequilíbrios. Se não houver
forte ligação entre os genes, a correlação pode ser alterada em gerações avançadas por
quebra nos conjuntos gênicos pelas permutas (CRUZ, 2005).
Foi observada fraca correlação aditiva e negativa (-27,2%) para PO x RDO,
mostrando que a produção média de óleo por planta nas progênies de meios irmãos
pode ser mais influenciada por MSF uma vez que para o cálculo de PO é utilizada a
característica RDO.
Houve ampla variação de estimativas de correlações de ambiente entre as
combinações de características, tanto positivas quanto negativas, indo desde correlações
muito fracas (RDO x RDF: 6,1%, RDO x PO: 2,5%) até fortes (MSF x PO: 89,6%;
MST x PO: 83,6%) e muito forte (MSF x MST: 93,3%). Houve três estimativas
negativas de correlações de ambiente embora nos critérios de fraca e muito fraca
indicando que as forças de ambiente atuam nas características de forma oposta. Vale
salientar que em progênies de meios irmãos quando se trabalha com as médias das
mesmas, existem dentro delas, ou seja, dentro de progênies os efeitos de ambiente e
mais 3/4 2
A que é uma variabilidade significativa. Esta variação genética dentro de
progênies, não capitalizada ou isolada no caso presente, pois se trabalhou com médias,
pode ser a causa também da presença de correlação de ambiente. SIQUEIRA et al.
(1993), trabalhando com 102 progênies de meios irmãos de cenoura var. Campinas
chamou a atenção para esta variabilidade genética dentro de progênies que acaba por ser
classificada como “ambiente” ou residual nas ANAVAS estatísticas. Esta variação
genética aditiva (3/4) pode contribuir para as magnitudes elevadas de correlações de
52
ambiente detectadas, tanto positivas como negativas. FALCONER (1987) apresenta
estimativas de correlações genuinamente ambientais, ou seja, desprovidas
completamente de resíduos de efeitos genéticos, estimadas diretamente pelas
correlações fenotípicas em linhas endogâmicas e cruzamentos e aquelas com efeitos de
causas genéticas não aditivas em rE%.
A presença de correlações de ambiente muito forte ou forte encontrada neste
trabalho para L. alba e também em RUFINO (2008) em características inerentes às
estacas não invalidam as correlações genéticas aditivas. Elas dependem da
herdabilidade das duas características envolvidas na correlação, mas são independentes
quando participam nos cálculos de correlações fenotípicas (SIQUEIRA et al., 1993).
SIQUEIRA et al. (1993) baseados em FALCONER (1987), sugeriram uma
forma de quantificar em termos de proporções a contribuição das correlações genéticas
(no caso aditivas) e de ambiente na correlação fenotípica. As fórmulas se encontram no
material e métodos.
No presente trabalho utilizando-se somente as correlações fenotípicas muito
fortes (MSF x MST, MSF x PO e MST x PO), as taxas (%) de participação de efeitos
genéticos aditivos (G%) na correlação fenotípica variaram de 70,0 a 80,3% e as de
ambiente (E%) entre 19,7 a 30,0% (Tabela 11). Isto mostra que houve maiores efeitos
genéticos aditivos entre as duas características para a correlação fenotípica e que os
valores de participação dos efeitos de ambiente, apesar de muito correlacionados, foram
comparativamente de efeitos reduzidos a exemplo do que obtiveram SIQUEIRA et al
(1993) e RUFINO (2008).
Tabela 11 - Estimativas das contribuições (%) de componentes genético aditivas e de
ambientes na correlação fenotípica.
Característica G% E% rF%
MSF x PO 78,6 21,4 92,8
MSF x MST 80,3 19,7 99,3
MST x PO 70,0 30,0 90,8
(*)
= Apenas para as correlações fenotípicas muito fortes e fortes. G% = Contribuição da fração genética
aditiva na correlação fenotípica. E% = Contribuição da fração ambiente na correlação fenotípica. rF% =
coeficiente de correlação fenotípica; MSF: Massa seca de folhas por planta (g. Pl-1
); MST: Massa seca
total por planta (g. Pl-1
); RDF: Rendimento de folhas (%); RDO: Rendimento de óleo (%); PO:
Produção de óleo por planta (g. Pl-1
).
53
4.4 Contrastes de médias por Scott & Knott das 30 progênies de meios irmãos
Foi aplicado o teste de médias de Scott & Knott (1974), a 5% de probabilidade,
para identificação das melhores progênies de meios irmãos visando posterior seleção de
plantas superiores e propagação vegetativa por estaquia para experimentação.
A Tabela 12 apresenta o resultado deste contraste de médias para as cinco
características estudadas. Verificou-se que, dentro das condições experimentais
presentes, não houve contrastes para a característica RDF evidenciando limitação de
variabilidade genética, conforme pôde ser constatado nas estimativas de parâmetros
genéticos. Por outro lado as demais características foram variáveis e o teste de Scott &
Knott a 5% de probabilidade detectou três (MSF e MST) e duas (RDO e PO) categorias
de contraste (Tabela 12).
54
Tabela 12 – Teste comparativo de médias das características avaliadas nas três
colheitas, com as 30 progênies, pelo teste de Scott & Knott a 5% de probabilidade.
PROG MSF SK PROG MST SK PROG RDF SK PROG RDO SK PROG PO SK
IAC 2 58,59 a IAC 2 194,76 a 141 50,82 a IAC 1 0,79 a IAC 2 0,46 a
IAC 7 57,95 a 65 192,39 a 175 44,08 a 280 0,78 a IAC 1 0,41 a
202 54,58 a IAC 7 185,37 a 121 42,07 a 20 0,76 a IAC 4 0,40 a
IAC 4 54,29 a IAC 4 176,24 a 202 41,53 a 141 0,76 a 20 0,36 a
65 50,97 a 202 168,20 a 230 41,31 a IAC 2 0,75 a 202 0,34 a
IAC 1 50,82 a IAC 5 164,94 a 112 41,22 a 85 0,75 a IAC 5 0,34 a
IAC5 49,86 a IAC 1 159,26 a 100 41,12 a 51 0,72 a IAC 7 0,32 a
44 46,52 a 44 155,18 a 70 40,53 a IAC 4 0,71 a 230 0,32 a
20 45,31 a 70 150,57 a IAC 7 40,50 a 5 0,71 a IAC 8 0,32 a
184 44,47 a 184 144,48 a IAC 8 39,93 a 100 0,70 a 51 0,32 a
IAC 8 44,29 a 20 143,50 a IAC 2 39,60 a 230 0,68 a 70 0,32 a
70 43,84 a IAC 8 136,10 a IAC 4 39,24 a 25 0,68 a 65 0,31 a
175 42,48 a 51 134,00 a 51 38,89 a 3 0,68 a 280 0,31 a
51 42,36 a 230 126,28 a IAC 5 38,84 a 134 0,68 a 184 0,30 a
230 41,09 a 175 120,02 b 85 38,80 a IAC 8 0,67 a 123 0,27 a
280 38,14 b 109 118,34 b 280 38,65 a 121 0,66 a 175 0,26 b
123 37,62 b 123 114,90 b 5 38,24 a 70 0,66 a 100 0,25 b
109 36,25 b IAC 6 114,60 b 20 37,87 a IAC 6 0,66 a 44 0,25 b
IAC 6 35,97 b 100 113,38 b 196 37,70 a 123 0,66 a IAC 6 0,25 b
100 35,24 b 280 107,66 b 123 37,51 a 109 0,65 a 109 0,24 b
196 34,91 b 196 102,75 b IAC 1 36,91 a 184 0,63 b 196 0,24 b
128 32,37 b 128 93,37 b 44 36,87 a IAC 5 0,63 b 5 0,22 b
5 28,92 b 5 84,41 c 109 36,27 a 65 0,62 b 121 0,19 b
121 28,28 b 25 80,32 c 128 35,58 a 196 0,61 b 25 0,19 b
25 27,28 b 121 79,71 c 25 35,34 a 202 0,58 b 128 0,18 b
3 24,35 c 134 73,86 c 184 34,90 a 112 0,57 b 3 0,17 b
134 22,81 c 3 70,89 c 3 34,73 a 175 0,56 b 134 0,17 b
85 21,16 c 85 61,30 c 65 34,56 a IAC 7 0,54 b 85 0,16 b
112 18,60 c 112 49,14 c IAC 6 33,81 a 128 0,53 b 112 0,11 b
141 10,38 c 141 21,34 c 134 31,58 a 44 0,52 b 141 0,08 b
Médias seguidas da mesma letra não diferem significativamente entre si a 5% de probabilidade pelo teste
de Scott & Knott.
PROG: Progênie; SK:; Teste de Scott & Knott a 5% de probabilidade; MSF: Massa seca de folhas por
planta (g. Pl-1
); MST: Massa seca total por planta (g. Pl-1
); RDF: Rendimento de folhas (%); RDO:
Rendimento de óleo (%); PO: Produção de óleo por planta (g. Pl-1
).
As progênies selecionadas foram as mais freqüentes da primeira categoria (letra
a da Tabela 12) para as quatro características estudadas como pode ser visualizado na
Tabela 13.
55
Tabela 13 – Distribuição das progênies superiores (letras a nas ANAVAS conjuntas) com
maior repetição dentre as características que apresentaram contrastes de médias pelo teste
de Scott & Knott.
Classes de Frequência ou Presença nas Característica Estudadas na Primeira
Categoria da Tabela 12 (letra a)
1 2 3 4
Progênie
175 44 IAC 5 IAC 1
280 IAC 7 IAC 2
65 IAC 4
184 IAC 8
202 20
51
70
230
Dentro deste critério foram selecionadas para propagação vegetativa plantas
superiores dentro das melhores progênies de meios irmãos. Curiosamente foram quatro
progênies de um ciclo de recombinação de clones IAC´s: IAC 1, IAC2, IAC 4 e IAC 8,
e quatro progênies com dois ciclos de recombinação obtidos da população base: 20, 51,
70 e 230. Ressalte-se que a partir desta informação as progênies superiores (melhores
médias) sofrerão seleção massal individual dentro de progênies de acordo com critérios
subjetivos quanto ao vigor vegetativo, ausência de doenças, maior número de
ramificações e brotações na base do caule, etc.
Atualmente o Centro de P&D de Recursos Genéticos Vegetais do IAC/APTA
possui clones experimentais em fase de avaliação originados de programa de
melhoramento de L. alba, iniciado em 2004. Dentro de quimiótipo linalol o IAC dispõe
de dois clones experimentais superiores, IAC 2 e IAC 8, oriundos de coletas e
introduções que foram selecionados dentre 20 em experimentação (YAMAMOTO,
2006); dez clones experimentais superiores derivados de recombinação genética e
seleção massal que foram identificados dentre 63 (RUFINO, 2008) e agora plantas
superiores das oito progênies selecionadas do presente estudo que foram originados
também de recombinação genética, porém com teste de progênies. Com isto podemos
realizar experimentação regional para verificar se os ciclos de recombinação seguidos
de seleção massal e via progênies de meios irmãos podem gerar clones linalol
superiores aos de coleta ou os denominados de pré-existentes na natureza (RUFINO,
2008).
56
Analisando-se a Tabela 13 e considerando-se as características que classificaram
as progênies nos grupos pelo teste de Scott & Knott a 5% é possível selecionar as
seguintes progênies de acordo com a frequência: IAC 1, IAC 2, IAC 4, IAC 8, 20, 51,
70, e 230 como superiores, pois aparecem estatisticamente iguais e superiores nas
quatro características avaliadas que apresentaram diferenças, sendo as mais indicadas,
neste estudo, para programas de seleção e melhoramento.
57
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com relação às estimativas de parâmetros genéticos, nota-se que a espécie
apresenta adequada variabilidade genética para prática de seleção. As características
avaliadas tanto inerentes à fase de campo como aquelas obtidas em laboratório são
fundamentais para conhecimento do potencial da população base como reserva de genes
de interesse ao melhoramento desta espécie aromática não domesticada. Portanto, para
determinação do potencial de melhoramento da espécie empregaram-se as estimativas
de parâmetros genéticos com progênies clonadas de meios irmãos (cada semente da
progênie representada por uma estaca) em três colheitas (dois locais) com três tamanhos
efetivos para se diagnosticar as variações que poderiam advir destas amostragens. Foi
possível observar que mesmo com populações pequenas, de sete progênies, ainda é
possível obter ganhos genéticos significativos para as características ligadas à parte
aérea e produção de óleo por planta. Uma característica vantajosa desta espécie é que
após cada ciclo de recombinação pode haver seleção de clones experimentais em face
do seu sistema de cultivo ser por meio de estacas.
58
6 CONCLUSÕES
Os resultados obtidos permitem concluir que;
a) As progênies estudadas apresentam variabilidade genética para programas de seleção
e melhoramento.
b) As estimativas dos parâmetros genéticos apresentam valores elevados para os
caracteres avaliados, o que se justifica por tratar-se de espécie que não sofreu pressão
de seleção prévia em programas de melhoramento genético.
c) As progênies IAC‟s de um ciclo de recombinação apresentam médias superiores para
as características massa seca total e massa seca de folhas, sendo importante para
seleção entre e dentro de progênies para estas características.
d) Os parâmetros genéticos foram semelhantes nos tamanhos efetivos de 30 e 23
progênies de meios irmãos.
e) Apesar de serem em épocas diferentes, os parâmetros genéticos podem se alterar com
a colheita de primeiro plantio por estacas em relação à colheita após rebrotas.
f) As progênies com um ciclo de recombinação IAC 1, IAC 2, IAC 4, IAC 8, e as
progênies com dois ciclos de recombinação 20, 51, 70 e 230 são as melhores para
recombinações posteriores e para praticar a seleção dentro com fixação de genótipos
por propagação vegetativa.
g) Pode-se realizar seleção massal para MSF e MST e conseguir ganhos para produção
de óleo total.
h) RDF possui reduzida variabilidade genética para exploração no melhoramento nas
progênies estudadas.
i) Apesar de haver correlações de ambiente muito fortes, fortes e moderadas, a
participação relativa na correlação fenotípica é baixa, predominando os efeitos
genéticos aditivos na maioria das combinações estudadas.
59
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