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GERMINAÇÃO PRÉ-COLHEITA EM

TRIGO (Triticum aestivum L.)

Lauro Akio Okuyama1

1. Instituto Agronômico do Paraná – IAPAR, Caixa Postal 301,

Rodovia Celso Garcia Cid, Km 375, CEP 86047-902, Londrina, Paraná, Brasil, e-mail: [email protected].

INTRODUÇÃO

• Germinação pré-colheita:

– problema em várias regiões produtoras de trigo no mundo;

– perdas de produção e qualidade dos grãos;

– Nova normas de classificação no Brasil - maior rigor;

– O conhecimento do grau de tolerância das cultivares de trigo quanto a germinação pré-colheita é fundamental para os Agricultores, Cooperativas, Moinhos, Instituições e Empresas de Pesquisa.

GERMINAÇÃO PRÉ-COLHEITA EM TRIGO

1. FATORES RELACIONADOS A GERMINAÇÃO - Dormência das sementes; - Genes; - Cor do grão; - Estrutura e morfologia da espiga; - α-amilase; - Fatores ambientais.

2. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO - No campo, após um período de chuva; - No laboratório, utilizando placas de Petri; - No laboratório, imersão de espigas em água. - No telado, por meio de nebulização.

3. AVALIAÇÃO DE GRÃOS GERMINADOS - Avaliação visual de grãos; - Percentagem de grãos germinados; - Peso do hectolitro; - Número de queda ou “Falling Number”.

4. FONTES DE TOLERÂNCIA 5. GERMINAÇÃO, SEGUNDO OS OBTENTORES 6. SELEÇÃO POR MARCADORES MOLECULARES 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

1. FATORES RELACIONADOS A GERMINAÇÃO PRÉ-COLHEITA

• Dormência das sementes

• Genes

• Cor do grão

• Estrutura e morfologia da espiga

• α-amilase

• Fatores ambientais

Dormência das sementes

– O ácido abscísico (ABA) promove a dormência ;

– ácido giberélico (GA) desencadeia a germinação

• A atividade hormonal do ácido giberélico (GA) aumenta

quando o grão é embebido e induz a síntese e secreção

de amilases.

Assim, as reservas de carboidratos são

hidrolisadas, translocadas e utilizadas pelo embrião em

crescimento (Derera, 1989).

Genes

• Vários genes têm sido identificados como relacionados a germinação pré-colheita (Bailey et al., 1999; Flintham, 2000; Yang et al., 2007; Sun et al., 2012).

• A falta de dormência adequada das sementes é a principal causa da ocorrência de germinação pré-colheita no campo, sendo esta governada por múltiplos genes e altamente herdáveis (Li et al., 2004).

• O RL4137 possui dois ou mais genes que controlam a dormência da semente, um associado com cor de semente e outros independentes de cor de semente (DePauw & McCaig, 1983).

• Genes AGO802 e AGO804, localizados nos cromossomos 3S e 1s, relacionados a dormência (Singh et al., 2013).

Cor do grão

Associação entre a cor vermelha da semente e a

dormência;

• A semente vermelha é sempre dominante em relação à branca,

sendo a cor de grão codificada por três genes independentes

(Freed et al., 1976).

• A cor vermelha da semente no entanto, não assegura

tolerância a germinação na espiga (Gordon, 1979; De Pauw &

McCaig, 1987).

Estrutura e morfologia da espiga

• O processo de germinação pode ser afetado pela:

– gluma que contem inibidores (Derera et al., 1977);

– limitação de passagem de água aos grãos (King &

Chandin, 1983);

– presença de ácido abscísico (King, 1993);

– presença de inibidores no pericarpo e endosperma

(Belderok, 1976).

α-amilase

• A enzima α-amilase, sintetizada na camada de

aleurona e escutelo, promove a decomposição do amido

em açúcares disponíveis para germinação (Lunn et al.,

2002);

• - A atividade da α-amilase, pode ser quantificada por

meio do valor do número de queda (Finney, 1985).

• Uma farinha de valor comercial requer um número de

queda entre: 200 e 300 segundos (Moss et al., 1972); ou

240 e 270 segundos (Mares, 1987).

Fatores ambientais

• Os danos de germinação pré-colheita estão altamente

relacionados a fatores ambientais, como temperatura,

umidade, nebulosidade e radiação.

• A maturação de grãos sob condições de baixa

temperatura condiciona maior nível de dormência do

que grãos sob condições de alta temperatura. (Reddy et

al., 1985).

• Resultado similar foi observado por Mares (1993) que

verificou maior dormência em cultivares expostas a

regime de temperatura de 26,5°C/8,5 °C em relação a

aquelas expostas a 35,6°C/17,5°C.

2. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DE

GERMINAÇÃO DE GRÃOS

Vários métodos têm sido utilizados para avaliação de

germinação, entre esses:

- No campo: - amostragem após um período de chuva;

- No laboratório: utilizando placas de Petri;

- No laboratório, imersão de espigas em água: Após,

acondicionadas em papel toalha e mantidas em câmara

de germinação;

- No telado: As espigas são mantidas sob nebulização

até o início da germinação.

Seleção para germinação pré-colheita –

placas de petri

Métodos de avaliação – espigas sobre tela de malha quadrangulares

Fonte: Bizova et al., 2012

Avaliação de germinação pré-colheita

em telado - nebulização

IAPAR - Londrina

Avaliação de germinação pré-colheita

em telado – nebulização – 2 dias

IAPAR - Londrina

Germinação pré-colheita – 4 dias

3. AVALIAÇÃO DE GRÃOS GERMINADOS

• 3.1. Avaliação visual de grãos na espiga

• 3.2. Percentagem de grãos germinados

• 3.3. Peso do hectolitro

• 3.4. Número de queda ou “Falling Number”

Avaliação visual de grãos na espiga

• É a forma mais simples para verificar grãos germinados. O método possibilita avaliações rápidas do nível de tolerância dos genótipos.

Fonte: Bizova et al., 2011

Percentagem de grãos germinados

• Possibilita uma melhor classificação dos genótipos quanto a tolerância à germinação pré-colheita. Os genótipos com menor percentagem de grãos germinados apresentam maiores valores do número de queda.

Avaliação de grãos germinados

Grãos germinados

Avaliação de grãos germinados

Peso do hectolitro

• É a massa (peso) de 100 litros de trigo expressa em

kg/hl;

• Um alto valor de peso do hectolitro nem sempre

representa menor percentagem de grãos germinados e

características reológicas adequadas.

Segundo MAPA - Ministério da Agricultura, Pecuária

e Abastecimento - ( 2010), os requisitos do peso do

hectolitro por tipos são os que seguem:

Tipos

Peso do Hectolitro

(Valor mínimo)

1 78

2 75

3 72

Fora de tipo Menor que 72

Número de queda ou “Falling

Number”

• O número de queda é um método padrão que os moinhos e as

indústrias de alimentos utilizam para quantificar os danos da

germinação pré-colheita.

• Esta análise mede indiretamente a atividade da enzima α-amilase

que representa expressão bioquímica da germinação de grãos na

espiga (Finney, 1985).

• A classificação do trigo no Brasil, está baseada na qualidade

segundo a força do glúten, estabilidade, número de queda,

percentagem máxima de matéria estranhas e impurezas e

percentagem máximo de defeitos (MAPA, 2010).

Quadro 1. Classes do trigo do Grupo II destinado à moagem e a

outras finalidades, segundo MAPA - (Ministério da Agricultura,

Pecuária e Abastecimento), 2010.

ClassesForça do

Glúten1(Valor mínimo expresso

em 10-4J)

Estabilidade2

(Tempo

expresso em minutos)

Número de

Queda3 (Valor

mínimo expresso em seg.)

Melhorador 300 14 250Pão 220 10 220

Doméstico 160 6 220Básico 100 3 200

Outros Usos Qualquer Qualquer Qualquer

•Força do Glúten (W): É a energia que se gasta para expandir a

massa (farinha + água) até a ruptura, e é medida em Joules (J).

•Estabilidade: É o tempo, em minutos, que uma massa mantém

estável suas características viscoelásticas (força da massa)

resistindo ao processo de amassamento.

Aspecto do pão em função do Número de

Queda (¨Falling Number¨)

Fonte: http://www.cnpt.embrapa.br/eventos/2010/Forum_trigo_2010/Luiz_Carlos_Caetano-ABITRIGO.pdf

4. FONTES DE TOLERÂNCIA A

GERMINAÇÃO PRÉ-COLHEITA

• De um modo geral, as cultivares que apresentam melhores características de maior tolerância a germinação pré-colheita no Brasil são: Frontana, Ônix, TBIO Itaipu, Safira, BRS 177, BRS 248 e IAPAR 53.

• Em termos internacionais:

a) cultivares trigo branco: Tom Thumb (Bhatt et al., 1977); Kite (Mares, 1987); Clark's Cream (Morris & Paulsen, 1989), Kenya321.BT.1.B.1 e Peck (DePauw et al., 1992); Snowbird, AC Karma, AC Vista (SING et al., 2013);

b) trigo vermelho: Takahe (McEwan, 1976), RL4137, Chris, Frontana, Exchange e Sommerweizen 8793 (Czarnecki, 1987), RL4137(DePauw et al., 2009); resistentes: RL4137 e Domain; tolerante: Thatcher (SING et al., 2013).

Genótipos

(No) Maior tolerância a germinação pré-colheita Fonte

20 Frocor, Frontana, Jaral, Klein Fortin, Jufy I, NP*6/RL 4137 e

RL 4137

Linhares, 1979

11 Frontana, FEPAGRO RS 15, RS 1-Fênix, CEP 27 Tonon, 2001

38 BR 35, BRS 193, CD 102, ICA 2, IPR 85, OCEPAR 22, Ônix,

Rubi,

Okuyama et al.,

2002.

19 BRS 177 e Frontana Okuyama et al., 2003

40 BRS 248, CD 114, CD 110, BRS 229, BRS 177, Safira,

Frontana, IPR 84, Ônix

Okuyama et al.,

2007

12 Frontana, IAPAR 53, ÔNIX, CD 108 e IPR 85 Franco et al.,

2009

20 BRS 177, BRS 248, BRS Tangará, IPR 84, Safira e Frontana Prando et al.,

2009

30 BRS 296, Fund. Bravo, Fund. Campo Real, Fundacep

Horizonte, Quartzo, Safira, TBIO Pioneiro e Vaqueano.

Pires et al., 2011

24 BRS 327, BRS Tangará, BRS Umbu, Campeiro, CD 117, Itaipu,

Ivaí, Pioneiro, Quartzo, Safira.

Almeida &

Okuyama, 2011

33 TBIO Itaipú, BIO 08228, Raízes, Horizonte, BRS 194, TBIO

Pioneiro, BIO 07367, Raízes, Guamirim e Frontana

Nörnberg, 2012

50 Ônix, Frontana, Safira, TBIO Iguaçu, Quartzo, TBIO Itaipu, CD

114, IAPAR 53, IPR Catuara TM e CD 117

Okuyama et al.,

2013

Quadro 1. Germinação pré-colheita, segundo várias fontes

5. CULTIVARES DE TRIGO QUANTO A

TOLERÂNCIA A GERMINAÇÃO PRÉ-COLHEITA,

SEGUNDO OS OBTENTORES

• O conhecimento da classificação das cultivares de trigoquanto à germinação pré-colheita é fundamental para queos agricultores possam optar por cultivares mais indicadas,escolher a melhor época de semeadura e programar aoperação de colheita.

• Nas tabelas 1 e 2 são apresentadas a classificação dascultivares de trigo, segundo os obtentores, quanto atolerância a germinação pré-colheita, classe comercialmelhorador e pão, respectivamente. Dados estes,adaptados do RCBPTT (2013).

Tabela 1. Classificação de germinação pré-colheita em cultivares de trigo, da

classe comercial melhorador, segundo os obtentores, 2013

Germinação1,

Cultivar Obtentor Classe segundo os

comercial obtentores

IAC 385-Mojave IAC Melhorador R

Jadeíte 11 OR Sementes Melhorador R

IAC 380-Saira IAC Melhorador R

BRS Gralha Azul Embrapa Melhorador MR/R

TBIO Mestre Biotrigo Melhorador MR

CD 1252 Coodetec Melhorador MR

BRS 254 Embrapa Melhorador MR

IPR 85 IAPAR Melhorador MR

Embrapa 42 Embrapa Melhorador MR

Embrapa 22 Embrapa Melhorador MR

IAC 24-Tucuruí IAC Melhorador MR

IPR Catuara TM IAPAR Melhorador MR/MS

CD 150 Coodetec Melhorador MR/MS

IPR 136 IAPAR Melhorador MR/MS

Germinação1,

Cultivar Obtentor Classe segundo os

comercial obtentores

CD 111 Coodetec Melhorador MR/MS

CD 151 Coodetec Melhorador MS

BRS Parrudo Embrapa Melhorador MS




T. Bandeirantes Biotrigo Melhorador S

BRS Pardela Embrapa Melhorador S

F. Cristalino Fundacep Melhorador S

BRS 328 Embrapa Pão/Melhorador MR/R

BRS Tangará Embrapa Pão/Melhorador MR

Ametista OR Sementes Pão/Melhorador MR/MS

BRS Albatroz Embrapa Pão/Melhorador MS/S

1. R: resistente; MR: moderadamente resistente; MS: moderadamente suscetível; S: suscetível. Fonte: Adaptado de RCBPTT, 2013.

Tabela 2. Germinação pré-colheita em cultivares de trigo,

classe comercial pão, segundo os obtentores, 2013.

Germinação1, Germinação1, Germinação1,

segundo os segundo os segundo os

Cultivar Obtentor obtentores Cultivar Obtentor obtentores Cultivar Obtentor obtentores

IAC 381-Kuara IAC R TBIO Seleto Biotrigo MR/MS IPR 128 IAPAR MS

IAC 375-Parintins IAC R TBIO Ivaí Biotrigo MR/MS BRS 264 Embrapa MS

TBIO Alvorada Biotrigo R/MR TBIO Tibagi Biotrigo MR/MS CD 114 Coodetec MS

TBIO Sinuelo Biotrigo R/MR CD 122 Coodetec MR/MS Supera OR/Biotrigo MS

CD 1550 Coodetec R/MR F. Bravo Fundacep MR/MS BRS Guabiju Embrapa MS

Quartzo OR/Biotrigo R/MR CD 117 Coodetec MR/MS Pioneiro UFV MS

Ônix OR/Biotrigo R/MR Marfim OR/Biotrigo MR/MS BRS 208 Embrapa MS

TBIO Iguaçu Biotrigo MR F. Raízes Fundacep MR/MS MGS1 Aliança Epamig MS

CD 124 Coodetec MR Abalone OR/Biotrigo MR/MS TEC Vigore CCGL TEC S

TBIO Pioneiro Biotrigo MR CD 108 Coodetec MR/MS Valente OR/Biotrigo S

CD 123 Coodetec MR FPS Nitron F. Pró sementes MR/MS BRS 220 Embrapa S

BRS 327 Embrapa MR TEC Veloce CCGL TEC MS BRS 207 Embrapa S

BRS Guamirim Embrapa MR CD 154 Coodetec MS BR 18-Terena Embrapa S

MGS Brilhate Epamig MR F. Horizonte Fundacep MS TEC Frontale CCGL TEC SI

BRS Tarumã Embrapa MR IPR 144 IAPAR MS Berilo OR Sementes SI

Safira OR/Biotrigo MR Mirante OR/Biotrigo MS Topázio OR Sementes SI

IAC 370 IAC MR IPR 130 IAPAR MS Turqueza OR Sementes SI

1. R: resistente; MR: moderadamente resistente; MS: moderadamente suscetível; S: suscetível.

Fonte: Adaptado de RCBPTT, 2013

6. SELEÇÃO ASSISTIDA POR MARCADORES

MOLECULARES

• Os marcadores moleculares vêm ganhando importância para

seleção de características desejáveis. Esta ferramenta

auxiliar apresenta a vantagens em relação a seleção

fenotípica de não ser afetada pelo ambiente e de possibilitar

a redução de tempo para avaliações e de área experimental.

• Vários marcadores moleculares foram identificados como

relacionados à dormência e/ou germinação pré-colheita. O

uso destes como atividade de rotina pelos programas de

melhoramento genético ainda é muito restrito, sendo ainda de

uso local (Pu Li et al., 2010; He Xiao et al., 2012), Liu et al.,

2013).

Quadro 3. Cromossomo e marcadores associados à

dormência e germinação pré-colheita.

CaracteresCromos-

somoMarcador Referência

Dormência do grão 3B Xwocs207 Kottearachchi et

al. 2008

Germinação pré-colheita 3AS QPhs.pseru-3AS, Liu et al. 2008

Germinação pré-colheita 3DL QPhs.dpiv-3D.1, QPhs.dpiv-3D.2 Imtiaz et al. 2008

Germinação pré-colheita 4AL, 3B Gpw2279 barc170Christopher et al.

2008

Germinação pré-colheita 3B e 4A Vp-1B3, DuPw004 Singh et al. 2010

Genes de pigmento roxo 2AS, 3AL Xgwm47, Xgwm155. Pu Li et al. 2010

Germinação pré-colheita

1BS, 2BS,

2BL, 2DS,

4AL, 6DL,

7BS e 7DS.

WPt-666564, wPt-8283, wPt-6003,

cfd37 e wPt-663918.Kulwal et al. 2012


1B, 2A,

2B, 3D,

5B, 5D

gwm413, gwm558, gwm16, cfd152,

cfd2, wmc274, wmc233

Jaiswal et al.

2012


e enchimento de grãos3A

Xbarc57, Xbarc294, Xbarc310 and

Xbarc321

He Xiao et al.

2012

Dormência 3A Qphs.pseru-3AS Liu et al. 2013

Dormência 3S e 1S ARGONAUTE4_9 (gene) Sing et al., 2013

Considerações finais

• há variabilidade genética;

• poucas opções de escolha pelos agricultores;

• Pesquisa:– obter e disponibilizar cultivares tolerantes a

germinação pré-colheita;

• Agricultores:– escolha criteriosa de cultivares;

– estratégias de colheita;

• Cooperativas / empresas:– recebimento / secagem / armazenamento.

Muchas gracias

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