15/10/2010. Introdução ao Tomateiro. Introdução ao Tomateiro. Evolução do Estilete. 40 mil ha de tomate para mesa. R$ 4,2 Bilhões

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1 5/0/00 LGN 33 MELHORAMENTO GENÉTICO Introdução ao Tomateiro MELHORAMENTO GENÉTICO DO TOMATEIRO 40 mil ha de tomate para mesa t/ano (63,4 %) Produtividade de 63,5 t/ha R$ 4, Bilhões Fernando Angelo Piotto 8 mil ha de tomate para processamento t/ano (36,6 %) Departamento de Genética Avenida Pádua Dias, - Caixa Postal 83, CEP: Piracicaba - São Paulo - Brasil Telefone: (0xx9) / 45 / 46 - Fax: (0xx9) php Produtividade de 70 t/ha Fonte: IBGE 009 Introdução ao Tomateiro Evolução do Estilete Solanaceae Lycopersicon esculentum Mill. Solanum lycopersicum L. Espécie autógama Espécies ancestrais Cultivares Antigas cultivares Cultivares n = x = 4 cromossomos 3 espécies relacionadas auto-incompatíveis Latino-Americanas var. cerasiforme Européias e Norte-Americanas modernas Genoma: 70 milhões de pb Ampla gama de habitats Ambientes contrastantes Processo de Domesticação do Tomateiro S. lycopersicum var. cerasiforme S. pimpinellifolium S. cheesmaniae S. galapagense S. neorickii São consideradas 4 espécies atualmente melhoramento pomi d oro Latitude 0 a 30 S S. chmielewskii S. habrochaites S. chilense S. pennellii S. peruvianum Solanum ochranthum Solanum juglandifolium Solanum lycopersicoides Solanum sitiens Spooner et al., 005 (Taxon) gargalos de garrafa (bottlenecks) Domesticação fora do centro de origem Bai Poucos & Lindhout, acessos 007 levados (Annals para Europa of Botany) Melo Práticas et al., de melhoramento 009 (Acta Horticulturae) genético

2 5/0/00 Melhoramento Estreitamento na Base Genética Grande diversidade morfológica Espécie cultivada Baixa diversidade genética Morfologia Floral Pétalas S. lycopersicum S. lycopersicum var. cerasiforme S. chmielewskii S. pimpinellifolium S. neorickii S. peruvianum S. cheesmaniae S. habrochaites S. chilense S. galapagense S. pennellii Estilete Anteras Sépalas Ovário Camada de abscisão Camada de abscisão Atherton & Rudich, 986 (The Tomato Crop) Emasculação Cachos Florais Escolha das flores

3 5/0/00 Emasculação Emasculação 3

4 5/0/00 Coleta de pólen Cones de anteras Saquinhos ou potes Armazenamento Cruzamento Cruzamento 4

5 5/0/00 Cruzamento Métodos de Melhoramento Introdução e Seleção Seleção Genealógica (Pedigree)* SSD (Single(Single-Seed Descent)* População (Bulk) Avaliação de Produção Avaliações escalonadas 0 cachos por planta Parcelas de 8 a 0 plantas Frutos do tipos A AA AAA Seleção Recorrente Frutos danificados Avaliação de Produção A AA AAAAAA Cruzamento Produção Total e Comercial Retrocruzamentos* Salada Tipo Diâmetro transversal do fruto (SALADA) Melhoramento O que melhorar? Características Maior que 85 mm A qual mercado o produto é destinado? Italiano AA A AA AAA Consumo in natura (para mesa), Indústria Entre 65 e 85 mm Qual grupo de mercado será o alvo (para mesa)? A Menor que 65 mm Salada, Santa Cruz, Italiano, Cereja 5

6 5/0/00 Características Importantes no Melhoramento do Tomateiro Vegetativa Reprodutiva Hábito de crescimento Quantidade Flores Altura Formato dos frutos Arquitetura Foliar Cor dos frutos Enfolhamento Tamanho dos frutos Arquitetura de raiz Frutos longa vida Tolerâncias e Resistências Sabor Pragas Doenças Desordens Melhoramento: órgãos vegetativos Hábito de crescimento Porte da planta Tomate para mesa Tomate para processamento industrial Fisiológicas Textura Diferenças Importantes Tomate Indústria Tomate para Mesa Plantas de Crescimento Determinado Plantas de Crescimento Determinado Cultivo em Sistema Mexicano Tomate rasteiro Uniformidade de maturação Possibilidade de colheita mecanizada Impacto no Teor de Sólidos Solúveis Totais (ºBrix (ºBrix)) Tomate Para Mesa Plantas de Crescimento Indeterminado Tomate Para Mesa Crescimento Indeterminado 6

7 5/0/00 Tomate Para Mesa Plantas de Crescimento Indeterminado Hábitos de Crescimento 3 Carmel-Goren et al., 003 (Plant Molecular Biology) Necessidade de tutoramento Colheita escalonada Maior qualidade de frutos Tamanho padrão 3 Crescimento Indeterminado SELF-PRUNING (SP) Crescimento Determinado self-pruning (sp) 3 3 Indeterminado Determinado Grande diversidade no tamanho, formato e cor dos frutos Melhoramento: órgãos reprodutivos Coloração dos frutos Variações tamanho dos frutos Poligenes fasciated (f) QTL fw. Formato dos frutos Beta-carotene (B) Laranja ovate (o) Formato oval Delta-carotene (Del) Amarelo Sun (Sun) Alongado yellow flesh (r) Amarelo fasciated fruit (f) Multilocular fasciated (f) colorless fruit epidermis (y) Rosa Anthocyanin fruit (Aft) Escuro Frary et al., 000 (Science) Melhoramento: órgãos reprodutivos Diversidade de Cores e Formas Variações na cor dos frutos Tipos de carotenóides Nutracêutica (Alimentos Funcionais) Culinárias típicas Mercado Europeu x Mercado Brasileiro 7

8 5/0/00 Grupos de Mercado no Brasil Frutos Longa Vida Tipos Normal Longa Vida Estrutural Longa vida Salada ou Caqui Santa Cruz Italiano non ripening (nor) alcobaça (alc ou nora) Mercado Salada = 60% Cereja Outros = 30% Variações na cutícula dos frutos Saladié et al., 007 (Plant Physiology) ripening inhibitor (rin) Della Vecchia & Koch, 00 Frutos Longa Vida Híbrido (heterozigoto): Aspecto mesclado Sabor comprometido Pleiotropia Melhoramento: órgãos reprodutivos Classe Vida Média Pós-Colheita Pós- Tipo de Tomate Longa Vida Homozigoto (var) Normal Mole 4 dias Tradicional Homozigoto (var) Normal Firme 8 dias Estrutural Heterozigoto (híb) alc Firme 6 dias alc Heterozigoto (híb) rin Firme 0 dias rin Heterozigoto (híb) nor Firme 6 0 dias nor Heterozigoto (híb) rin e nor Firme 0 8 dias rin/nor Genótipo var = variedade; híb = híbrido No inverno, os frutos duram em média 4 dias a mais Della Vecchia & Koch, 00 Tolerâncias e Resistências Fungos Bactérias Vírus Nematóides Insetos Desordens Fisiológicas Fusarium raça 3 8

9 5/0/00 Tolerâncias e Resistências Fungos Transgenia I, I, I3 (Fusarium oxysporium f. lycopersici) Ve (Verticiulium albo atrum) Sw (Stemphylium solani; Stemphylium lycopersici ) Cf... Cf9 (Cladosporium fulvum) Pacote Mínimo I, I, Ve, Mi Bactérias Seleção assistida por marcadores Mapeamento de QTLs Pto (Pseudomonas syringae pv. Tomato) Vírus Tm-, Tm-, Tm-3 (TMV) Ty, Ty-, Ty-3 (TYLCV) Híbridos com até resistências Pragas Mutagênese Sequenciamento Mi (Nematóides do gênero Meloidogyne) Acesso: 8/05/00 Helicoverpa armigera (Broca-dos-Frutos) Acúmulo de Antocianinas nos Frutos Controle Proteção contra o câncer Controle Transgênico Transgênico Doenças cardiovasculares Doenças degenerativas relacionadas à idade Anti Anti--inflamatórios Transgênico: Expressa a proteína CryAb de Bacillus thuringiensis Promotores de acuidade visual Resistência a Helicoverpa armigera (Broca-dos-Frutos) Retardadores da obesidade e diabetes Kumal & Kumal, 004 (Crop Protection) 9

10 5/0/00 O que é necessário melhorar no tomateiro? Delila Boca-de (Del) de-dragão / Rosea (Ros) Genes de Boca-de-Dragão (Antirrhinum majus) (Antirrhinum majus) Nutracêutica Sabor Tolerâncias: Pragas e Doenças Produtividade Consumidor Cor Objetivos do Melhorista Arquitetura e hábito Produtor Textura Firmesa Longa vida Estresses abióticos Barra = cm Butelli et al., 008 (Nature Biotechnology) Comerciantes (pós-colheita) OBRIGADO!!! fpiotto@gmail.com 0