Melhoramento gen ético da Melhoramento genético da da... · Evolução da produção de manga no...

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%


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


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



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



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.



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


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


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


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

di

Tom

my

Atk

ins

BR

S

Ôm

ega

CP

AC

22

/93

CP

AC

16

5/93

CP

AC

26

3/94

CP

AC

32

9/94

CP

AC

46

3/94

CP

AC

58

/95

Ren

dim

ento

s (n

ºm

édio

de

frut

os/p

lant

a)

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

50

% d

a su

perf

ície

do

frut

o oc

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a po

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sões

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se

BR

S

Ôm

ega

CP

AC

16

5/93

CP

AC

81

/93

Mal

lika

Alfa Lita

Bet

a

Ken

tT

omm

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tkin

s

Ubá

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)


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


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


Materiais selecionados:

Clonados por enxertia

Testes regionais: avaliar a regularidade de produção

Copa

cv

cv


~ 1.000 plantas (150 cm de altura)

Inoculação do fungo Ceratocystis fimbriata (3X)

Porta-enxertos resistentes:

2 anos: 2.000 sementes de Coquinho Canteiro


Resistente Resistente Suscetível

90 dias após inoculaçãocvEliminação das plantas suscetíveis


941 plantas

202 plantas

1a aplicação do fungo

2a aplicação do fungo

32 plantas


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

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