Clonagem de plantas selecionadas de medronheiro e a sua avaliação de campo

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1 Clongem de plnts seleionds de medronheiro e su vlição de mpo Filomen Gomes 1, João Gm 2, Ptríi Figueiredo 3, An Rit Sntos 13 e Cláudi João 1 1 Instituto Politénio de Coimr / Esol Superior Agrári de Coimr, CERNAS, Bennt, Aprtdo 7036, Coimr fgomes@es.pt 2 Direção Regionl de Agriultur e Pess do Centro, Cstelo Brno, 3 GREENCLON, LDA, Ru António Jrdim Nº 24 R/ D to Frente, Coimr Resumo O medronheiro é um espéie utótone que pree em todo o pís desde os m de ltitude. É tolernte à seur, solos degrddos, diferentes tipos de roh-mãe, ph do solo e ondições limátis muito distints. Apree desde o xisto e do Brrol Algrvio, pssndo pelo lário d Arráid ou Sió té o grnito no Gerês, esteleendo ssoições om diferentes espéies vegetis. A espéie present ind um resistêni tiv os inêndios florestis, reentndo de toiç pós pssgem do inêndio. O onjunto dests rterístis onfere o medronheiro um pidde enorme de regir diferentes ondições de stresse mientl. No entnto, trdição d explorção do medronho pr produção de gurdente reside no Algrve. Ms, os tempos mudm, sendo váris s rzões. N Região Centro, ontinuidde de oerto vegetl de eulipto ou pinheiro tem ustos grves, omo propgção de prgs e doençs, oorrêni frequente de inêndios florestis, redução de rendimentos e desertifição humn por flt de investimentos e trlho. Por outro ldo, rise eonómi despertou nos produtores e em prtiulr em jovens griultores vontde de investir n griultur. O medronheiro é um espéie que veget em n Região Centro, que ri desontinuiddes n iomss florestl, ontriuindo pr o umento d iodiversidde, pr redução d propgção de inêndios florestis e tmém onstitui um fonte de rendimento. O fruto pode ser utilizdo lém d produção de gurdente, pr onsumo em freso (vlor nutritivo e teor em nti-oxidntes do fruto) e ind pr outrs utilizções (segem, muesli, doe). Assim, os produtores pretendem vlorizção eonómi ds explorções, reorrendo um espéie utótone e existente no estdo selvgem omo o medronheiro, instlndo pomres, om o ojetivo de onverter espéie num fruteir rentável. No entnto, vriilidde ds plnts é enorme, pois nun espéie foi sujeit o melhormento mis simples, i.e. à seleção ds plnts pel su pidde de produção e qulidde do fruto e ind pel su dptilidde diferentes regiões de proveniêni. Assim, surgiu um forte inremento n prour de plnts melhords. Pr o melhormento d espéie e om o poio d DRAPC e proprietários proedemos: 1) à seleção de plnts dults pel produção e qulidde do fruto; 2) à nálise dos frutos n ESAC, pr vlição d su qulidde; 3) à su longem por miropropgção e 4) à instlção de ensios utilizndo plnts lonis (CLO) e plnts de origem seminl (SE) om diferentes níveis de dução. Os resultdos presentdos referem-se à olheit de fruto o fim de 5 nos. Num ensio instldo em solos de xisto (litossolos e litólios de xisto), verifiou-se que produção ds plnts lonis, instlds um ompsso de 4x4m, produzirm 446 Kg/h, podendo tingir vlores de 597 Kg/h, qundo duds à plntção, omprtivmente om s plnts de semente que ns mesms ondições produzirm 65 ou 50 Kg/h, om ou sem dução, respetivmente. No entnto, há lertr que pr mnter um o produção e qulidde do fruto há que estudr, testr e vlir os níveis dequdos de fertilizção. Plvrs-hve: Arutus unedo; plnts dults seleionds; ensio lonl; produção fruto 1

2 Introdução O medronheiro é um espéie ntiv de Portugl onde oup er de h (Pedro, 1994). É um plnt lenhos (rusto ou árvore té 12 m), que veget no estdo silvestre em quse todo o território. Os frutos, normlmente olhidos em plnts espontânes, são usdos n produção de gurdente, que orresponde à prinipl fonte de rendimento. A espéie trdiionlmente não tem sido ultivd em pomres, por isso não foi sujeit nenhum proesso de seleção. Assim, é de esperr um vriilidde grnde entre s plnts no estdo selvgem. Est rterísti tem vntgens, já que pode permitir seleção de plnts por diferentes rterístis e em diferentes regiões e posteriormente su utilizção em ruzmentos pr otenção de híridos melhor dptdos determind ondição edfo-limáti. No entnto, plnt de semente, omo não provem de áres ou plnts om mior produção, não grnte produção e qulidde de fruto, grnte somente, o que não deix de ser importnte, pidde de dptção à região de proveniêni. A vrição fenotípi entre s árvores de um populção nturl é devid ftores mientis e genétios (Fig. 1). A vriilidde em populções nturis, devido à proveniêni, está diretmente reliond om s rterístis de dptilidde d espéie ondições de tolerâni stresses iótios (lim; solos; ged; se) e iótios (White et l., 2007). Assim, n primeir etp de melhormento é reomendd seleção de árvores superiores/fenótipos em diferentes povomentos e regiões de proveniêni (Fig. 1), seguid pel plição de protoolos de propgção, o esteleimento de ruzmentos, instlção de ensios pr vlição dos genótipos e definição de estrtégis de ruzmento (White et l., 2007). Os ensios lonis instldos em diferentes ondições permitem vlição de lones seleiondos e su posterior loção diferentes estções eológis. Proveniêni Povomento Árvore Figur 1 - A vrição fenotípi entre s árvores de um populção nturl é devid ftores mientis e genétios (Adptdo de White et l., 2007). 2

3 No so do medronheiro, onsiderndo que mior fonte de rendimento está ssoid à produção de fruto pr gurdente form identifids omo rterístis de seleção, produção e qulidde do fruto. A seleção fenotípi ds árvores foi feit om se no porte d plnt e n produção, onsiderndo homogeneidde de produção (nos de sfr) e distriuição d produção de fruto (ser onentrd num dd épo pr filidde de olheit). A vlição d qulidde do fruto foi relizd om se em diversos prâmetros (dimensão dos frutos; peso; durez; relção lire/peso; ph; gru Brix; idez totl; çúres redutores). As nálises dos frutos form relizds nos Lortórios de Ciênis Agráris e de Quími d ESAC. As ténis de propgção de plnts seleionds A propgção seminl é importnte pr o ruzmento de plnts seleionds. No entnto, não permite mnter e multiplir s rterístis genétis de um árvore seleiond ou de árvores de elite (plnts seleionds, multiplids e posteriormente já testds e vlids em ensios de mpo). Só propgção vegettiv grnte propgção do mteril seleiondo. No medronheiro, propgção vegettiv por estri e enxerti têm mostrdo limitções n su plição. N estri, estes resultdos estão ssoidos ixs txs de suesso devids à neessidde de mteril jovem pr propgção, o período urto de exeução (primver e verão) e à difiuldde de enrizmento de mteril dulto seleiondo (Mereti et l., 2002). A perd do mteril propgdo (o grfo, mteril vegetl seleiondo), devido à oorrêni de inêndios florestis, represent, no so de propgção por enxerti, um riso resido. A miropropgção de plnts dults seleionds permite nteipr idde de frutifição (Preee, 2008). Vários utores referem que miropropgção in vitro é um téni pr propgção de mteril de seleção mssl (Mereti et l., 2002), em prtiulr de árvores dults seleionds pel produção de fruto (Preee, 2008). A miropropgção de plnts dults seleionds Pr otenção de gnhos urto przo, definiu-se omo estrtégi de propgção, miropropgção de plnts dults seleionds, por ser úni form de ssegurr seleção por um onjunto de rterístis expresss unimente n fse dult, omo é produção de fruto. Os explntes mis jovens, provenientes de semente ou de plnts jovens, são em gerl mis fáeis de esteleer e propgr in vitro, no entnto os seus fenótipos / vlor omeril é imprevisível (Cnhoto, 2010). O protoolo seguido pr propgção ds plnts dults é presentdo n Fig. 2. Resumidmente são olhidos rmos ns árvores seleionds, mntidos em ondições ontrolds pr rolhmento de reentos epiórmios, que posteriormente são utilizdos pr o esteleimento ds ulturs in vitro (Gomes e Cnhoto, 2009). A utilizção destes reentos epiórmios tem diverss vntgens: () podem ser induzidos durnte todo o no e não firem restringidos à primver, omo o proesso de estri; e () o proesso de desinfeção é menos gressivo qundo omprdo om mteril vegetl olhido no mpo, permitindo melhores txs de sorevivêni e um redução de ontminções ou neroses (Preee, 2008; Cnhoto, 2010). Posteriormente n fse de multiplição form identifidos os meios de ultur, os reguldores de resimento mis fvoráveis à multiplição do mteril vegetl (Gomes et l., 2010). N fse de enrizmento foi identifid onentrção d uxin mis fvorável o enrizmento em simultâneo om limtizção (Figueiredo et l., 2013). 3

4 Figur 2 A seleção e posterior miropropgção de plnts dults. As diferentes fses de esteleimento in vitro, multiplição e enrizmento e limtizção em simultâneo (enrizmento ex vitro). Estão ind em urso ensios pr o esteleimento de miorrizs. As miorrizs são ssoições simiótis esteleids entre fungos e s rízes d mior prte ds espéies lenhoss (Molin et l., 1997). Os fungos miorrízios interferem em diferentes proessos, tis omo: () n promoção do resimento (trvés do umento do volume de solo explordo pelo miélio e onsequentemente pel ssimilção de nutrientes e águ); () no umento de tolerâni ondições de stresse iótio (stresse hídrio, solos degrddos) e iótio (prgs e doençs); () no umento d infiltrção de águ e redução de erosão (pel promoção d gregção dos solos, trvés d produção d glomlin); e prtiulrmente (d) n promoção e nteipção d idde de florção e frutifição (Fortin et l., 2008). N propgção do medronheiro, o esteleimento de miorrizs desempenh um ppel de grnde importâni. Contriui pr umentr sorevivêni, o resimento, tolerâni ondições de stresse (iótio e iótio) e pode, ind, onstituir outr fonte de rendimento eonómio, produção de ogumelos omestíveis (Prldé et l., 2004). N miorrizção form vlidos métodos de inoulção ds plnts em ondições in vitro (Gomes et l., 2013), em viveiro e foi instldo um ensio no mpo. Há ind referir que no melhormento, diversidde genéti d espéie é fundmentl. A respost à seleção depende d vriilidde genéti disponível. A longo przo, deve grntir-se existêni de um lrg se genéti pr futurs gerções do melhormento florestl d espéie (White et l., 2007). N nálise d diversidde genéti do medronheiro form identifidos 4 mirostélites om um vlor de informção polimórfio elevdo (Gomes et l., 2013). 4

5 Instlção de ensios lonis no mpo pr vlição dos lones seleiondos Após propgção ds plnts seleionds há que instlr ensios, preferenilmente em diferentes regiões eológis pr: () testr e vlir se s rterístis de seleção (produção e qulidde do fruto) estão relmente ssoids o genótipo, i.e. menos dependentes do meio miente ou ind d interção om este; () vlir o omportmento dos lones em diferentes regiões eológis; () vlir o omportmento dos lones (CLO) omprtivmente om s plnts de origem seminl (SE); e (d) de ordo om respost dos lones em diferentes regiões e d vlição d interção entre o genótipo e o meio miente, lor os lones, i.e. identifir, prever e seleionr os lones pr s diferentes ondições eológis. Têm vindo ser instldos diversos ensios lonis (Fig. 3). Figur 3 Plnt mãe seleiond lone AL 1 ( e ); plnt lonl AL 1 instld em 2007 num ensio lonl, Estreito, Oleiros, om 3,6 nos ( e d, fotogrfis de Amério Lourenço) Junho de d 5

6 Os resultdos presentdos referem-se um ensio lonl instldo n Pmpilhos d Serr no Outono de 2007, em Signo Smo. Neste ensio form omprds plnts de origem lonl (CLO) e plnts de origem seminl / semente (SE). Form testdos diferentes trtmentos de dução à plntção. O ontrolo (0) foi omprdo om plição de: (1) duo de liertção lent, Nutriforest 9:23:14 (+4; +0,1) NPK MgO B meses, n proporção de 30g/plnt o fundo d ov (identifido omo LL); e (2) duo grnuldo 133 (7:21:21; NPK) n proporção de 140g/plnt, distriuído por 2 ovs 20 m d plnt (identifido omo 133). Form utilizdos 4 loos ompletos e sulizdos om 5 plnts por trtmento e por loo. O ompsso n plntção foi de er de 4 x 4 m (16m 2 /plnt), num totl de 120 plnts (4 loos * 5 plnts/trtmento * 3 trtmentos de dução (0; 133; LL) * 2 mteril vegetl/plnts (CLO; SE). Teve-se o uiddo de identifir áres homogénes por loo (áre / loo de 480 m 2 e num totl de 1920 m 2 ). A áre em que fiou instldo o loo nº IV é rterizd por solos delgdos, predominntemente litossolos de xisto. Ao fim de 5 nos, em 2012 form relizds 9 olheits de fruto, semnlmente, no período de 15/10/12 13/12/12. Os ddos ixo indidos referem-se o vlor glol do peso do fruto. Os vlores reportdos Kg / h são extrpoldos onsiderndo o mesmo ompsso existente n plntção (1 plnt / 16 m 2 ; 625 plnts / h). Oservrm-se diferençs signifitivs devido o tipo de mteril vegetl / plnt, o trtmento de dução testdo, o número d olheit e respetivs interções (entre d 2 ftores testdos). Os melhores resultdos form otidos qundo form utilizds plnts lonis (CLO) e ests form duds (T. 1). Tel 1 Produção estimd (Kg/h) num pomr instldo um ompsso de 4 x 4 m (625 plnts / h), de ordo om produção oservd o fim de 5 nos pós instlção, em função do mteril vegetl testdo (lonl; seminl), do trtmento de dução à plntção e do loo. Plnt CLO SE Frutos (Kg/h)* 557,5 ± 5,8 Rzão CLO / SE = 8,9 62,6 ± 1,2 Adução Frutos (Kg/h)* 0 102,7 ± 2,7 LL 400,7 ± 7, ,8 ± 8,6 Bloo Frutos (Kg/h)* 1 316,0 ± 9, ,7 ± 11, ,4 ± 10,3 4 81,0 ± 3,6 Rzão Adução / ontrolo = 4.03 *Vlores (médi ± std); letrs diferentes indim existêni de diferençs signifitivs P < 5%. Mteril vegetl testdo (lonl / CLO; seminl / SE); Trtmentos de dução à plntção (ontrolo / 0; duo de liertção lent / LL e duo grnuldo 133; Bloos ou repetições (4). A tel nº 1 mostr que s plnts lonis produzirm 8,9 vezes mis que plnt seminl. Est oservção onfirm que miropropgção de plnts dults seleionds permite nteipr idde de frutifição (Preee, 2008). Assim, é provável que est diferenç venh diminuir om o proesso de mturção d plnt seminl. Por outro ldo, dução, independentemente do tipo de duo testdo, umentou produção em 4 vezes, de um form signifitiv qundo omprd om o ontrolo. Outro ftor importnte é o Bloo o que evideni importâni d fertilidde do lol. Assim, em ondições eológis semelhntes o loo 4, rterizds por litossolos de xisto, om profundidde do solo inferior 10 m, é provável que produção sej signifitivmente inferior (81,0Kg/h) qundo omprd om médi dos outros 3 loos (386,4Kg/h). 6

7 A Tel nº 2 mostr que dução é mis efiz qundo se utilizou o duo 133, pr mos tipos de plnts, ms sem diferençs signifitivs do duo de liertção lent. A dução estimulou produção de fruto e de um form mis evidente ns plnts lonis. Tel 2 Produção estimd (Kg/h) num pomr instldo um ompsso de 4 x 4 m (625 plnts / h), de ordo om produção oservd o fim de 5 nos pós instlção, em função do mteril vegetl testdo (lonl; seminl), do trtmento de dução à plntção e do loo. Bloo * Plnt Frutos (Kg/h)* Plnt * Adução Frutos (Kg/h)* 4 SE 2,1 ± 0,4 SE 0 26,6 ± 1,8 1 SE 58,7 ± 3,7 SE LL 74,8 ± 4,2 2 SE 84,2 ± 5,8 SE ,3 ± 4,2 3 SE 105,4 ± 6,3 CLO 0 178,8 ± 6,9 4 CLO 160,0 ± 9,3 CLO LL 726,6 ± 17,7 1 CLO 573,3 ± 24,5 CLO ,2 ± 20,0 2 CLO 711,3 ± 26,9 3 CLO 785,4 ± 22,1 *Vlores (médi ± std); letrs diferentes indim existêni de diferençs signifitivs P < 5%. Mteril vegetl testdo (lonl / CLO; seminl / SE); Trtmentos de dução à plntção (ontrolo / 0; duo de liertção lent / LL e duo grnuldo 133; Bloos ou repetições (4). A Tel nº 2 mostr ind, que neste so s plnts lonis testds, mesmo em ondições pouo fvoráveis (Bloos 4 e 1), otiverm um produção superior às plnts de origem seminl. Este fto poderá indir que o lone testdo tem um omportmento estável, i.e. é pz de responder quer ns melhores ondições quer em ondições mis desfvoráveis. No entnto, só oservções ns futurs mpnhs e tmém em outros lois distintos poderão onfirmr est oservção. Frno et l. (2013) referem que s plnts lonis presentrm vlores de gru Brix signifitivmente inferiores (21,6 ± 1,9) omprtivmente às plnts de origem seminl (25,3 ± 1,7). Por outro ldo, s plnts não duds presentrm vlores signifitivmente inferiores de gru Brix. Assim há lertr que pr mnter um o produção e qulidde do fruto há que estudr, testr e vlir os níveis dequdos de fertilizção (Frno et l., 2013). N instlção dos novos pomres terá tod vntgem: () plntção de plnts seleionds e testds pr s ondições mientis pretendids; () utilizção de diversos lones; e () utilizção de um perentgem de 5 10% de plnts de origem seminl, de form grntir um mior vriilidde genéti. Ests ondições pr grntirem suesso deverão estr ssoids () um preprção onveniente do terreno, em função ds rterístis do perfil do solo e () à plntção n épo mis fvorável, de form estimulr o desenvolvimento rdiulr iniil, instlção d ultur e pidde de melhor tolerr, posteriormente, s restrições mientis mis severs, omo seur do verão ou s geds do inverno. É ind relevnte que sejm utilizds s prátis ulturis mis fvoráveis à espéie em função ds ondições eológis d estção (solo; lim; disponiilidde de águ e nutrientes) e num perspetiv d relção usto/enefíio. 7

8 Agrdeimentos Pel orientção e olorção prestd um grdeimento espeil o Orientdor de doutormento Prof. Doutor Jorge Cnhoto d FCTUC. Pel olorção e poio prestdos um grdeimento espeil José Mi d ESAC; Helen Mhdo e Rit Cost do INIAV; Mrgrid Rieiro d ESACB; todos os Produtores Florestis que têm ontriuído pr seleção de plnts e instlção de ensios. Os trlhos presentdos form finnidos pelos progrms I&D: (1) PRODER, medid 4.1 Ref.ª 43748; (2) FCT: PTDC/AGR-FOR/3746/2012; (3) PROTEC/FCT, Ref.ª SFRH / BD / / 2009 e Ref.ª: SFRH/BD /37170/2007. Referênis Biliográfis Cnhoto, J.M., Biotenologi vegetl, d longem de plnts à trnsformção genéti. Imprens d Universidde de Coimr. Figueiredo, P., Gomes, F., Sntos, R., Pop, R.L., Rpid propgtion of Arutus unedo L. dult seleted plnts using ex vitro rooting. 8 th Interntionl Symposium on In Vitro Culture nd Hortiulturl Breeding. UC & ISHS, Coimr, p. Ast 157. Fortin, J.A., Plenhette, C., Pihé, Y., Les myorhizes l nouvelle révolution verte. Ed. Multimondes, Ed. Que, Quée. Frno, J., Botelho, G., Gomes, F., Gm, J., Efeito d seleção de plnts e d dução n produção e qulidde de medronho. 7º Congresso Florestl Nionl. "Florests - Conheimento e Inovção". SPCF, UTAD, IPB/ESAB, Vil Rel / Brgnç, p. Ast 244. Gomes, F., Cnhoto, J.M., Miropropgtion of strwerry tree (Arutus unedo L.) from dult plnts. In Vitro Cell. Dev. Biol.-Plnt 45, Gomes, F.; Cost, R.; Rieiro, M.M.; Figueiredo, E.; Cnhoto, J.M Anlysis of geneti reltionship etween Arutus unedo L. genotypes using RAPD nd SSR mrkers. Journl of Forestry Reserh 24 (2): Gomes, F.; Mhdo, H.; Sn Mrtin, E.; Portugl, A.; Cnhoto, J.M Myorrhizl synthesis etween Pisolithus rhizus nd n dult seleted lone of Arutus unedo in vitro nd in nursery. Journl of Forestry Reserh 24(2): Gomes, F., Simões, M., Lopes, M.L., Cnhoto, J.M., Effet of plnt growth regultors nd genotype on the miropropgtion of dult trees of Arutus unedo L. (strwerry tree). New Biotehnology 27, Mereti, M., Grigoridou, K., Nnos, G.D., Miropropgtion of the strwerry tree, Arutus unedo L. Si. Hort. 93, Molin, R., Smith, J.E., MKy, D., Melville, L.H., Biology of the etomyorrhizl genus, Rhizopogon 3. Influene of o-ultured onifer speies on myorrhizl speifiity with the rutoid hosts Artostphylos uv-ursi nd Arutus menziesii. New Phytologist 3, Prldé, J., Per, J., Luque, J., Evlution of myelil inoul of edile Ltrius speies for the prodution of Pinus pinster nd P. sylvestris myorrhizl seedlings under greenhouse onditions. Myorrhiz 14, Pedro, J.G., Portugl Atls do Amiente. Notíi Explitiv II.6 Crt d distriuição de figueir e medronheiro. D.G.A., Ministério do Amiente e Reursos Nturis, Liso. Preee, J., Stok plnt physiologil ftors ffeting growth nd morphogenesis. In: George, E.F., Hll, M.A., De Klerk, G.J. (Eds.), Plnt propgtion y tissue ulture, 3 rd ed. Springer, Dordreht, pp White, T.L., Adms, W.T., Nele, D.B., Forest Genetis. CAB Internionl Oxfordshire. 8