MELHORAMENTO GENÉTICO EM

CITRUS E GÊNEROS

RELACIONADOS

Maria Carolina Cásares Wong

Melhoramento de Frutíferas

Dezembro, 2011

INTRODUÇÃO

Citricultura brasileira: Importante segmento

econômico

Valor de produção

Geração de empregos

Brasil: Maior produtor de citros e maior

produtor e exportador de suco concentrado

congelado de laranja

Produtividade média: 2,0 caixas/planta/ano.

Florida: 6 caixas/planta/ano

Aumento da produção explicada por

acréscimo nas áreas de plantío

INTRODUÇÃO

Baixa produtividade devida a:

Pomares sem irrigação

Fatores fitossanitários

Estratégias de manejo do pomar

Manejo pós-colheita dos frutos

Vulnerabilidade do setor:

Diversidade biológica vs. Pouco material utilizado

Necessidade de ampliação das bases

genéticas atuais dos citros e potencializacão

do germoplasma já existente

TAXONOMÍA

Orden Geraniales

Familia Rutaceae

Subfamilia Aurantioideae

(Swingle y Reece, 1967)

Dos tribus

Clauseneae; Citreae

(Tres sub-tribus)

Citrinae

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

* GLANDULAS DE ÓLEO

*OVARIO SOBRE UN DISCO COM

NECTARIOS

* FRUTO COM PLACENTAÇÃO AXILAR

Géneros

Citrus

Poncirus

Eremocitrus

Microcitrus

Fortunella

Clymenia

(Davies & Albrigo; 1994)

TAXONOMIA HÍBRIDOS

Laranja

(Tangerina x Toronja)

Pomelo

(Tangerina x Toronja x

Cidra)

Limão

(Cidra x Toronja)

Lima

(Cidra x Toronja x

Microcitrus)

VERDADEIRAS ESPÉCIES

Cidra

C. medica L.

Toronja

C. maxima L.

Tangerina

C. reticulata Blanco

(Davies & Albrigo; 1994)

GRUPOS HORTÍCOLAS

(Hodgson, 1967)

LARANJAS DOCES

C. sinesnsis L. Osbeck

Valencia, Pera, Hamlin, Natal,

Pineapple. Washington Navel,

Baianinha, Summerfield,

Navelate

Tarocco, Sanginello, Moro

GRUPOS HORTÍCOLAS

(Hodgson, 1967)

TANGERINAS

C. reticulata Blanco

C. unshiu Marc.

Satsuma: Miyagoma, Okitsu, Owari,

Clausellina

Común: Clementinas (Fina, Marisol,

Oroval), Dancy, Ponkan

LIMÕES

C. limon Burmann

Verna, Lisboa, Eureka

GRUPOS HORTÍCOLAS

(Hodgson, 1967)

POMELOS

C. paradisi Macf.

Duncan, Marsh Rosados. Foster, Thompson

Rojos: Star Ruby, Ray Ruby, Redblush, Rio Red

GRUPOS HORTÍCOLAS

(Hodgson, 1967)

Citrus aurantifolia L.

Citrus latifolia Tanaka

LIMAS KUMQUATS

Fortunella margarita “Nagami’

F. crassifolia “Meiwa’

F. japonica “Marumi’

NECESSIDADES DE MELHORAMENTO

Culturas sob diferentes condições de stress

Solos: Alcalinidade, acidez, salinidade

Inundações, secas

Geadas e altas temperaturas

Pragas e doenças em geral

Dificuldade para produzir frutas de qualidade: Falta

de adaptação, insuficiência de cultivares

Leprosis de los cítricos (CiLV)

(Machado et al., 2005; Pompeu Júnior, 2005)Tristeza de los cítricos (CTV)

MELHORAMENTO GENÉTICO EM

CITRUS

Melhoramento de cultivares para copa, para porta-

enxerto e as suas interações

Melhoramento tradicional:

Seleção clonal

Hibridação sexual

Mutagénesis induzida

Manipulação da ploidía

Alternativas atuais:

Manipulação da ploidia

Transformação genética

Variação somaclonal

Hibridação somática

SELEÇÃO CLONAL

Citrus com alto grau de mutação nas gemas

Origem da maioria dos materiais cultivados

Seleção e caracterização de laranjeiras-doces

(Citrus sinensis (L.) Osbeck) no estado do Acre.

Gondim et al., 2001

Caracterização e seleção de plantas segundo: Idade,

aspetos fenológicos e fisiológicos

Média de 22 anos de idade (12-100)

54+1 (‘Aquiri’) materiais avaliados/limão Cravo

Comprovado valor agronômico e/ou adaptativo ao

ambiente e resistência/tolerância a doenças

SELEÇÃO CLONAL

Materiais promissores

Porta-enxerto

Variedade-copa precoce

Variedade-copa meia estação

Variedade-copa tardia

Variedade-copa continua

HIBRIDAÇÃO SEXUAL

Obtida pela polinização dirigida de flores

previamente emasculadas, com pólen da espécie

ou cultivar com os caracteres desejados

Gêneros, espécies e cultivares afines: Grande

variedade de caracteres disponíveis

Necessário conhecer: Biologia floral, influência dos

fatores climáticos e biológicos que afetam a

hibridação.

Temperatura Pistilos abortivos Doenças

(Agustí, 2003; Machado et al., 2005; Robles et al., 2010)

HIBRIDAÇÃO SEXUAL

(Machado et al., 2005)

HIBRIDAÇÃO SEXUAL

Tangor 14/22: un nuevo híbrido seleccionado.

Bello et al., 2004

Cruzamentos:Tangerina ‘Clementina’ (Citrus clementina

hort ex. Tan.)

Laranja ‘Victoria’ (Citrus clementina hort ex. Tan. X

Citrus sinensis (L.) Osb.)

Progenie Enxertia: Citrus macrophylla Wester

Preseleção e enxertia: Citrumelo ‘Swingle’ e laranja

azeda ‘Agrio-1’

HIBRIDAÇÃO SEXUAL

Crescimento vigoroso, e folhagem denso

Produção de 190 kg/árvore aos 10 anos

Frutos pequenos, poucas ou nenhuma semente,

bom conteúdo de suco e SST e acidez adequada

Características físicas e químicas do híbrido Tangor 14/22 em dois porta

enxertos e quatro datas de avaliação (Bello et al., 2004)

MUTAGÉNESIS INDUZIDA

Tratamento de gemas ou sementes com agentes

mutagênicos (físicos ou químicos) induze câmbios

no genoma

Raios Gamma em sementes (tolerantes)

Development of promising seedless Citrus

mutants through Gamma irradiation. Sutarto et

al., 2009

Tangerina (Citrus reticulata L. Blanco) cvs. Soe e Garut

Pomelo (Citrus grandis L. Osbeck) cv. Nambangan

(Agustí, 2003; Robles et al., 2010)

Raios Gamma: 20, 40 e

60 Gy

MUTAGÉNESIS INDUZIDA

Sobrevivência de gemas diferente, segundo

espécie e dose de irradiação

Variação no número de sementes/fruto

(Sutarto et al., 2009)

MUTAGÉNESIS INDUZIDA Mutantes sem sementes de Citrus reticulata L. Blanco cvs.

Keprok Garut and Keprok SoE

(Sutarto et al., 2009)

Mutantes sem sementes e cores diferentes de Citrus grandis

L. Osbeck cv. Nambangan

MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA

A DIPLOIDIA é regra geral nos Citrus e gêneros

relacionados

Euploidia: monoplóides, diplóides, triplóides,

tetraplóides, pentaplóides e octoplóides

Origem: Sexual e somático

Processos naturais: Mutações de gema e

embriogénesis nucelar

Processos artificiais: Colchicina e cultura de tecidos

Outros: Hibridações interespecíficas, grau de

ploidia e natureza mono/poliembriónica da

variedade

(Machado et al., 2005)

MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA

Frequency of triploids in different interploidal

crosses of Citrus. Jaskani et al., 2007

Tangerina Kinnow e Laranja doce Succari

Cruzamentos: 2x X 4x e 4x X 2x

Maior rendimento de triploides: Kinnow tetra x

diploide

Kinnow diplo x tetraploide: 2x, 3x e 4x

Succari 2x X Kinnow 4x: diploides nucelares, tri e

tetraploides sexuais

Triploides aumentam variabilidade genêtica

Tetraploides fértiles podem ser usados em programas

de melhoramento

LIMITAÇÕES PARA O MELHORAMENTO

TRADICIONAL

Complexa biologia reprodutiva: Esterilidade e

incompatibilidade sexual (não autopolinização)

Embrionia nucelar (Apomixia parcial): Competência

e dificuldade na identificação

Heterozigosis: Mutação gênica freqüente,

Polinização cruzada, Embrionia nucelar

Depressão por endogamia

Desconhecimento da genética básica da herança

dos caracteres horticolas de interesse

Periodo juvenil cumprido: Avaliações econômicas e

horticolas

(Machado et al., 2005)

ALTERNATIVAS. MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA

Tratamento de gemas ou sementes com agentes

mutagênicos físicos ou químicos para induzir

câmbios no genoma

In vitro induction, regeneration and analysis of

autotetraploids derived from protoplasts and

callus treated with colchicine in Citrus. Zeng et

al., 2006

Protoplastos de Kumquat ‘Meiwa’

Calo embriogênico de laranja Navel ‘Frost’

Colchicina para duplicar o número de cromossomas

Redução na viabilidade do protoplasto, retraso na

divisão do protoplasto e inibição no crescimento do calo

Autotetraploides usados em fusão de protoplastos para

criar germoplasmas valiosos

ALTERNATIVAS. MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA

Efeito da colchicina em diferentes concentrações sobre

a viabilidade do protoplasto em Kumquat ‘Meiwa’

Comparação morfológica entre células diploide

(branca) e tetraploide (preta) em uma

população mista

ALTERNATIVAS. TRANSFORMAÇÃO

GENÉTICA

Introdução em genoma de plantas, genes

procedentes da mesma espécie, de outras espécies

de plantas ou de organismos como bactérias,

leveduras ou vírus

Mais utilizado: Transformação mediada por

Agrobacterium

Transformação de laranja visando resistência ao

cancro cítrico usando genes de peptídeos

antibacterianos. Bespalhok Filho et al., 2001

Controle do cancro das cítricas

Gene da sarcotoxina (peptídeo antibacteriano)

Estirpe EHA-105 de Agrobacterium tumefasciens

ALTERNATIVAS. TRANSFORMAÇÃO

GENÉTICA

Plantas inoculadas com

Xanthomonas axonopodis pv. citri.

A. Planta expressando gene da

sarcotoxina. B. planta não

transgênica

Bespalhok Filho et al., 2001

ALTERNATIVAS. VARIAÇÃO SOMACLONAL

Formação de plantas mutantes como resultado das

diferenças genéticas preexistentes em células

somáticas cultivadas in vitro ou induzidas pelos

componentes do meio de cultivo (Gutierrez, 2003)

In Vitro Mutagenesis and Somaclonal Variation

Assisted Salt Tolerance in ‘Rough Lemon’

(Citrus jambhiri Lush.). Kumar et al., 2010

Calo de 40 e 60 dias

Mutagénesis física: 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 Gy.

Mutagénesis química: Etil Metano Sulfonato, Metil

Metano Sulfonato. 0,1; 0,2; 0,3; 0,4%

Concentracoes de NaCl: 0, 25(4), 50(1), 75 e 100(1) mM

ALTERNATIVAS. VARIAÇÃO SOMACLONAL

Seleção de variantes somaclonais de limão rugoso

em meios de regeneração contendo sal (NaCl)

(Kumar et al., 2010)

ALTERNATIVAS. HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA

Fusão de protoplastos (sem parede celular)

procedentes de dois parentais diferentes

Calo embriogênico obtido de cultivo in vitro de

óvulos e pedaços pequenos de folhas

Citrus somatic hybridization with potential for

improved blight and CTV resistance. Mendes et

al., 2001

Isolamento de protoplastos, fusão e regeneração de

plantas

Parental embriogênico: Laranja doce Caipira

Parentais não-embriogênicos: Limão Volkameriano ,

tangerina Cleópatra e limão rugoso

ALTERNATIVAS. HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA

Combinações de

parentais e plantas

geradas mediante fusão

de protoplastos

Potencial como porta

enxertos, prévia

avaliação das

características hortícolas

Aclimatização,

enraizamento,

propagação por estaquia,

enxertia

(Mendes et al., 2001)

OBRIGADA PELA

ATENÇÃO

MELHORAMENTO GENÉTICO EM CITRUS E

GÊNEROS RELACIONADOS

Maria Carolina Cásares Wong

Melhoramento de Frutíferas

Dezembro, 2011