melhoramento gen ético da melhoramento genético da da... · evolução da produção de manga no...
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Melhoramento genético da
mangueira
Melhoramento genMelhoramento genéético da tico da
mangueiramangueira
54%54%54%
15%15%15%
Figura 1. Principais Estados produtores de manga no Brasil em 2006.
Fonte: IBGE, 2008
6%6%6%
14%14%14%
A Mangicultura no Brasil
4%4%4%3%3%3%
2%2%2%54%54%54%
A Mangicultura no Brasil
483 488 536 526 581667
842950
1.217
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1 2 3 4 5 6 7 8 91990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Produção (mil t/ano)
Figura 2. Evolução da produção de manga no Brasil no período de 1990-2006.
Fonte: IBRAF e IBGE, 2008
A Mangicultura no Brasil
Exportações(t) / ano
Figura 3: Exportações brasileiras de manga no período de 1982 a 2006.
Fonte: IBRAF, 2008
Principais importadores :
América do Norte e Comunidade Européia (Souza et al., 2002)
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
1 2 3 4 5 61982 1988 1994 1999 2000 2006
Origem
Uma das mais importantes frutas tropicais
Classificação de Vavilov (1950)
Originária do segundo grande Centro (Indiano)
Filipínico-Leste-TimorIndico-Burma-Tailandês
Filipínica ou Indo-chinesa(poliembriônica)
Ah Ping Man Doc Mai
Indiana(monoembriônica)
Classe - Dicotiledônea
Família - Anacardeaceae
Gênero - Mangifera
69 espécies (Bompard, 1993)
Principal espécie – Mangifera indica
Outras espécies com frutos comestíveis:
M. altissimaM. caesia
M. sylvatica
M. lagenifera
M. macrocarpa
M. odorata
Taxonomia
Taxonomia
Raça indianaRaça indiana Raça IndochinesaRaça Indochinesa
Mangifera indicaMangifera indica
Hibridação intra-racialHibridação intra-racial Hibridação intra-racialHibridação intra-racial
Hibridação inter-racialHibridação inter-racial
Milhares de variedades distribuídas em todo mundoMilhares de variedades distribuídas em todo mundo
Figura 4. Diagrama da espécie Mangifera indica com suas raças e híbridos inter e intra-raciais (São José, 1996).
X
Dispersão
Obstáculo: longevidade das sementes (recalcitrantes)
20º N
20º S
Entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio
latitudes: 20ºN a 20ºS (Mukherjee, 1985)
Temperatura ótima: 24 a 30ºC
Biologia Floral
Inflorescência: panícula (6 - 9 meses de idade)
Fonte: Ian. S. E. Bally, 2006
Fonte: Juliana H. de Souza, 2004
Flor monoclina (perfeita)
Flor estaminada (masculina)
Polinização
Figura 5. Moscas visitando flores de manga.
Fonte: Juliana H. de Souza, 2005
Lepidoptera – 33%
Diptera (moscas) – 51,6%
Polinização
Fator limitante (monoembriônicas)
Embriões nucelares: fecundação e vingamentodos frutos sem polinização
Plantas poliembriônicas
Auto-incompatibilidade do tipo esporofítica(Mukherjee et al., 1968)
Incompatibilidade
Auto-incompatibilidade parcial ou completa (Sharma & Singh, 1970; Ram et al., 1976; Pinto et al., 2002).
Vingamento de Frutos
grande número de flores perfeitas não são polinizadas
alto número de flores masculinas na panícula
pequeno número de pólen por antera (fator genético)
deficiência de B (fator nutricional)
temperatura abaixo de 16oC
Baixo vingamento de frutos
~ 0,01% o número de frutos no estande final
no máximo 35% das flores são polinizadas
Retenção de Frutos
“Cabeça-de-alfinete”
“Bola de gude”
“Bola de bilhar”
> percentual de queda (67%)
a queda de 22% dos frutos vingados
percentual de queda inferior a 1%
Embrionia
Herança monogênica – gene dominante (Aron et al., 1998)
Poliembrionia
Herança mono ou poligênica – gene recessivo (Leroy, 1947; Sturrock, 1968)
Manga poliembriônica porta-enxerto
Mangas monoembriônicas Mangas poliembriônicas
1 embrião zigótico 1 ou mais embriões
Fonte: Rossetto, C. J.
Embrionia
Germinação de semente
monoembriônica
Semente poliembriônicagerminada
Fonte: Rossetto, C. J.
Citogenética da Mangueira
Alopoliplóide - anfidiplóide (alógama)
Mangifera indica - 2n=40
Plantas tetraplóides - 2n=80 (Singh, 1969)
Utilização de outras espécies do gênero Mangifera
Obtenção de híbridos interespecíficos
produção fora da época normal de colheita da M. indica
EX: Mangifera caesia
Obtenção de progênies que produzam em épocas cujos preços sejam mais vantajosos para o produtor
Melhoramento Genético
Tommy Atkins - 80% da área plantada (+ exportada)
Base comercial da mangicultura brasileira
poucas cultivares (todas de origem americana)
alta produtividade
boa capacidade de adaptação a diferentes ambientes de cultivo
> tolerância a certas doenças
cor de casca atraente e boa conservação pós-colheita
Cultivo monoclonalPinto et al. 2005
alta suscetibilidade à malformação e ao
colapso interno da polpa
sabor regular / alternância de produção
Melhoramento Genético
Outras cultivares plantadas no Brasil
Keitt
KentVan Dyke
Haden
Rosa
Palmer
DisponívelParcial-176TARITaiwanDisponívelParcial34294VáriasTailândiaDisponívelParcial4461VáriasUSA
---140FONAIAPVenezuela
---59ICCRATEspanha
DisponívelParcial-81VáriasPeruDisponívelParcial9343UPLBFilipinasDisponívelParcial-100DP/NARSPortugalDisponívelEm desenv.-117CSFRIÁfrica do Sul
DisponívelEm desenv.-54VáriasNicarágua
DisponívelEm desenv.-407VáriasBrasil*ParcialEm desenv.-107BARIBangladesh
DisponívelParcial -350DICFCubaDisponívelEm desenv-143VáriasFijiDisponívelEm desenv.61100IIHRÍndiaDisponívelEm desenv. 9292VáriasIndonésiaDisponívelParcial-63RDD/MAJamaicaDisponívelEm desenv. -111MARDIMalásiaDisponívelEm desenv.-143VáriasMéxico
---119INIAMoçambique
---51VáriasCosta RicaDisponívelEm desenv.159CorpoicaColômbia
DisponívelParcial-63DPIAustráliaDisponibilidadeAvaliaçãoMangifera sp.M. indicaInstituiçãoPaís
Tabela 1 . Principais coleções de germoplasma de manga existentes no mundo
Adaptado de Bettencourt et al. 1992. *Dados atualizados pelos autores
Coleções e Bancos Ativos de Germoplasma
cvcvcvcvcv
Embrapa/Cpatsa (Petrolina-PE) – 105 acessos
IAC/APTA (Pindorama-SP) ~ 90 acessos
Embrapa/CPAC (Planaltina-DF) – 72 acessos
Unesp/FACVJ (Jaboticabal-SP) – 60 acessos
UFV (Viçosa-MG) – 17 acessos
Maior coleção - Instituto de Pesquisa Hortícola da Índia
Campo na forma clonal (3 a 5 plantas/acesso)
Brasil
Manutenção
Pinto et al., 2000 ; Cordeiro et al., 2005
Programa de melhoramento da mangaEmbrapa Cerrados
Início – 1983
obtenção de cultivares com características superiores
Campo experimental em Planaltina - DF
Objetivo:
Resistência às principais doenças e desordens fisiológicas
Baixo porte
Produtividade
Melhor qualidade da fruta para o mercado de consumo
cv
cv
cv
cv
Embrapa Cerrados
Figura 6. Organograma de execução das etapas do programa de melhoramento de manga
Embrapa Cerrados
Introdução
78 cultivares de diferentes países e regiões
Manutenção de uma coleção ativa
Mínimo de 4 plantas/variedade (número de acesso)
Variedades com 2 características negativas marcantes
Não devem ser mantidas na coleção!!!
cvcv
Pinto, 1995 e 2001
Seleção de parentais (seleção fenotípica)
Plantas de porte anão
Alta produtividade e regularidade de produção
Elevada qualidade comercial dos frutos
Resistência a insetos pragas e doenças
Seleção recorrente ou individualcvcvcvcv
Embrapa Cerrados
Pinto, 1995 e 2001
1981 a 1983 - Técnica de Mukherjee et al. (1961)
Polinização em poucas flores/panícula e muitas panículas/planta
Polinização controlada ou manual
Técnica Antiga de Hibridação
Polinização em muitas flores/panícula e poucas panículas/planta
Embrapa Cerrados
1984 - Aperfeiçoamento da Técnica de Mukherjee
Pinto, 1995 e 2001
Perfuração dos sacos plásticos que envolvem as panículascv
cvEscalonamento na abertura das anteras a campo
cvSeleção de flores na parte interna da ráquis floral
cv1 flor masculina para polinizar 2 flores hermafroditas
cvPulverização semanalmente com água e/ou calda fúngica das
flores usadas nos cruzamentos
cvEnsacamento dos frutos híbridos resultantes
Fonte: Pinto, 2001
%Quantidade
1638
1408
108
Híbridos Obtidos
6,0027300
Técnica da Embrapa/CPAPC
(1986-1999)
1,4795911Técnica de Mukherjee
(1961-1985)
0,6217512Técnica antiga
(1961-1985)
Flores polinizadas
(Quantidade)Técnica e Período
Tabela 2 – Comparação da eficiência de técnicas de hibridação de manga no período de 1946 a 1999.
Embrapa Cerrados
4,53%
Embrapa Cerrados
Variedades com épocas de florescimento diferentes
indução floral (sincronia de abertura das flores)
Montículos de esterco de galinha
Proliferação de moscas domésticas
(polinizadoras)
Policruzamento
Técnica de recuperação de copa (Pinto, 1987) - multicopa
Pinto, 2001
Figura 7. Desenho esquemático mostrando a área experimental de manga em quadrado latinoPinto, 2001
Técnica do quadrado latino
Probabilidade máxima de 50% de uma variedade na herança de uma determinada característica
100 frutos
Embrapa Cerrados
Cruzamento aberto
Área da colheita dos frutos
Variedades com características desejáveis
Cordeiro, et al. 2006. RAPD RAPD markersmarkers utilizationutilization and and otherother parametersparameters in in thethe determinationdetermination
of mango of mango hybridshybrids genitorsgenitors. Revista Brasileira de Fruticultura, v.28, n. 2, p.164-167.AR
TIG
OA
RT
IGO
Figura 8. Desenho esquemático mostrando a área experimental de manga em quadrado latino. / demonstra a face de Mallika onde foram colhidos os frutos.
R M K A T M1 M2
Figura 9. Produtos de amplificação RAPD com os 5 possíveis parentais e os 2 híbridos analisados utilizando o primer decâmero OPE15
M1 e M2
Embrapa Cerrados
Cordeiro, et al. 2006. RAPD RAPD markersmarkers utilizationutilization and and otherother parametersparameters in in thethe determinationdetermination
of mango of mango hybridshybrids genitorsgenitors. Revista Brasileira de Fruticultura, v.28, n. 2, p.164-167.AR
TIG
OA
RT
IGO
0,880,83Tommy Atkins
0,870,83Alfa
0,770,75Keitt
0,910,84Mallika (mãe)
0,900,77Roxa
M2M1Progenitores/híbridos
Tabela 3. Índice de similaridade genética entre progenitores e híbridos obtido pelo coeficiente de similaridade de Nei & Li (1979) baseado na matriz binária de 134 bandas de RAPD.
1,03,752,253,251,03,02,753,5Total
00,750,25100,50,51Número de fragmentos homólogos
0,251110,25111Época e taxa de florescimento
0,510,250,50,510,250,5Proximidade de planta
0,2510,750,750,250,511Similaridade genética
KeitRoxaTommyAlfaKeitRoxaTommyAlfaPossíveis Progenitores Masculinos
M2M1Híbridos
Cordeiro, et al. 2006. RAPD RAPD markersmarkers utilizationutilization and and otherother parametersparameters in in thethe determinationdetermination
of mango of mango hybridshybrids genitorsgenitors. Revista Brasileira de Fruticultura, v.28, n. 2, p.164-167.AR
TIG
OA
RT
IGO
Tabela 4. Teste final para estimar prováveis parentais machos baseados nos quatro parâmetros.
Valores: 1 (Probabilidade alta); 0,75 (provável); 0,5 (probabilidade média); 0,25 (baixa probabilidade)
RAPD é uma técnica eficiente para agregar informações em teste de paternidade de híbridos;
A eficiência da estimativa na identificação parental aumenta utilizando-se os parâmentrosde similaridade genética, amplificação dos fragmentos homólogos, época e taxa de florescimento e proximidade das plantas.
Cordeiro, et al. 2006. RAPD RAPD markersmarkers utilizationutilization and and otherother parametersparameters in in thethe determinationdetermination
of mango of mango hybridshybrids genitorsgenitors. Revista Brasileira de Fruticultura, v.28, n. 2, p.164-167.AR
TIG
OA
RT
IGO
Avaliação, seleção e caracterização de progênies
Plantio com alto adensamento (4 x 2 m)
Indução floral – avaliação e seleção precoces
Pinto, 1995 e 2001
Embrapa Cerrados
Avaliação por 3 anos (no mínimo)
Eliminação das progênies indesejáveiscv
Embrapa Cerrados
1º ano – 5% de intensidade de seleção (nanismo)
Resistência ou tolerância a doenças e insetos pragas
Correlação entre parâmentros morfológicos e fisiológicos
altura e comprimento de internódios
Densidade estomática e relação casca/xilema
Pinto, 1994 e 2001
Avaliação, seleção e caracterização de progênies
Embrapa Cerrados
Parâmetros de rendimento de frutos
Quantidade em número e peso total dos frutos colhidos (Kg)cv
Parâmetros de crescimento da planta
Altura (m)
Perímetro do tronco (cm) a 20 cm do chão
Média do diâmetro (m) da copa entre plantas e na linha das plantas
Pinto, 1995
Avaliação, seleção e caracterização de progênies
cvcvcv
Embrapa Cerrados
Produção e qualidade dos frutos
Intensidade de seleção de 2%cv
Características físico-químicas das frutas
Peso do fruto (g)
Forma do fruto
Percentagem da casca, do caroço e da polpa
Brix
Acidez
Relação brix/acidez (RBA)
Pinto, 1995
Avaliação, seleção e caracterização de progênies
cvcvcvcvcvcv
Mangueira Longo período juvenil
Alternância de produção
Coeficiente de repetibilidade
5 (4,5)3 (2,1)2 (1,3)0,81PMF
17 (17,1)8 (8,1)5 (5,1)0,53PFP
19 (18,5)9 (8,7)6 (5,5)0,51NTF
R2 = 0,95R2 = 0,90R2 = 0,851rCaracteres
Tabela 5. Número de medições associado a vários coeficientes de determinação (R2), com base na repetibilidade estimada para os caracteres número total de frutos/planta (NTF), produção de frutos/planta (PFP) e peso médio do fruto (PMF).
1 Número aproximado (número calculado)
Costa, 2003. Estimativas de Estimativas de repetibilidaderepetibilidade de alguns caracteres de produde alguns caracteres de produçção em ão em
mangueiramangueira. Ciência Rural, v.33, n. 2, p.263-266.AR
TIG
OA
RT
IGO
Pinto, 2001
Antes do lançamento da variedade
Liberação de própagulos para viveiristas idôneos
Multiplicação do material em larga escala
Embrapa Cerrados
cv
Plano de negócio pela instituição criadora
Nome fantasia e código de registro da variedade
Marketingcv
cv
XXXCPAC 58/95
XXXCPAC 463/94
XXXCPAC 329/94
XXXCPAC 263/94
XXXCPAC 165/93
XXXCPAC 22/93
XXXBRS Ômega
XXXHeidi
XXXTommy Atkins
AusentePresenteSMBBMAMASMBBMAMA
Colapso da PolpaMalformação FloralMosca-das-frutas
Incidências
Cultivar / Híbrido
Cultivar BRS Ômega para o Cerrado Brasileiro
Pinto et al., 2005
Incidência de mosca-das-frutas: MA - ≥ 75%, A - 50% e 75%, M - 25% e 50%, B - 10 e 25%, MB - até 10%, S - nenhum fruto atacado.Incidência de malformação floral: MA - >50%, A - 30% e ≤50%, M - 10% e ≤ 30%, B - 5% e ≤ 10%, MB - 1% e ≤ 5%, S - nenhuma panícula com malformação floral
103
240
345395 398
231
12075 68
0
100
200
300
400
500
Hei
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Tom
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CP
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8,4 5,8
21,8
11 137,2
39
46,9
15,6
35,7
10,2
34,6
0
10
20
30
40
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Mal
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Alfa Lita
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Van
Dyk
e
Am
rapa
li
Pinto et al., 2005
Pinto et al., 2005
Cultivar BRS Ômega para o Cerrado Brasileiro
81,9263,28,326,814,948321CPAC 58/95
77,5350,68,136,614,365452CPAC 463/94
75,2224,210,130,015,446298CPAC 329/94
88,2485,46,435,415,887550CPAC 263/94
82,9389,85,425,211,755470CPAC 165/93
72,6196,811,130,218,149271CPAC 22/93
71,3178,411,428,414,837250BRS Ômega
71,3258,09,434,019,972362Heidi
72,0418,08,046,020,0116580Tommy Atkins
%(g)%(g)%(g)(g)
PolpaSementeCascaFruto
Peso do Fruto e Porcentagem de Rendimento
Cultivar / Híbrido
BRS Ômega e seleções híbridas
Cor: amarelo-ouro a amarelo escuro Sabor: bom a excelente
Norte-americano (250 a 600g)
Europeu (300 a 450g) > 60%
Programa de melhoramento da mangaInstituto Agronômico de Campinas (IAC)
Selecionar variedades de “supermangas”
Objetivos:
Resistência múltipla às principais insetos e doenças
Ótima produtividade e qualidade das frutas
IAC 103 Espada Vermelha
cvcv
Selecionar porta-enxertos resistentes ao fungo Ceratocystis fimbriata, dentro da população da variedade coquinho (Seleção Massal)
1º ciclo de seleção recorrente:
Copa
AlfaIAC 111
Espada Vermelha
Rosa
“Rosa de Pernambuco”
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
2º ciclo de seleção recorrente:
Seleção de pais: Alfa, IAC 111, Rosa e Espada Stahl
Policruzamento(Embrapa)
Combinações específicas
Copa
cv
Alfa Alfa
Alfa
Alfa Alfa
Alfa
Alfa
AlfaAlfaAlfa
Alfa
Alfa
Alfa
AlfaIAC111
IAC111
IAC111
Alfa
IAC111
Alfa
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
1 a 1,5m de altura: resistência à seca-da-mangueira, bacteriose, malformação, antracnose e oídio
Frutificação: resistência à mosca- das-frutas e qualidade das frutas
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
Materiais selecionados:
Clonados por enxertia
Testes regionais: avaliar a regularidade de produção
Copa
cv
cv
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
~ 1.000 plantas (150 cm de altura)
Inoculação do fungo Ceratocystis fimbriata (3X)
Porta-enxertos resistentes:
2 anos: 2.000 sementes de Coquinho Canteiro
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
Resistente Resistente Suscetível
90 dias após inoculaçãocvEliminação das plantas suscetíveis
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
941 plantas
202 plantas
1a aplicação do fungo
2a aplicação do fungo
32 plantas
Instituto Agronômico de Campinas (IAC)
3 inoculações sucessivas do fungo (intervalo de 90 dias)
Plantas sobreviventes frutificação
Seleção das plantas semelhantes à planta mãe
Teste finais:
Verificar se os frutos fornecem plantas resistentes
Campo: verificar a produtividade que o porta-enxerto confere às copas nele enxertadas
cv
cv
cv
Perspectivas
Embriogênese somática e criopreservação
Wu et al. 2007
Variação somaclonal / seleção in vitro
Perspectivas
Biologia molecular
Transformação genética
Conservação de germoplasma in vitro
Identificação de cultivares
Diversidade genética
Mapeamento genético
Clonagem de genes
Seleção de clones dentro das variedades brasileiras
Informação pessoal do Dr. Carlos Jorge Rosseto, 2008 & Wu et al. 2007
Considerações finais
O melhoramento genético proporciona a geração
de cultivares com os atributos necessários e
assegura a competitividade da mangicultura
nacional;
A associação dos métodos clássicos de
melhoramento genético com as modernas
técnicas de biologia molecular poderá acelerar o
desenvolvimento de cultivares.
OBRIGADAOBRIGADA