Variabilidade genética em progênies de guapuruvu Schizolobium parahyba

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1 Scintia Agropcuaria 5 (014) Scintia Agropcuaria Sitio n intrnt: Facultad d Cincias Agropcuarias Univrsidad Nacional d Trujillo Variabilidad gnética m progênis d guapuruvu Schizolobium parahyba Gntic variability in guapuruvu Schizolobium parahyba prognis Frnanda Carolina Silva Chinlato 1, Cristiano Buno d Moras 1, André Carignato 1, Evandro Vagnr Tambarussi, Léo Zimback 3, Edwin Camacho Palomino 4,*, Edson Sizo Mori 1 1 Faculdad d Ciências Agronômicas d Botucatu - FCA/UNESP - Faznda Exprimntal Lagado, Rua José Barbosa d Barros, nº 1780, CEP: Botucatu, SP, Brasil. Programa d Pós-Graduação m Gnética Mlhoramnto d Plantas (ESALQ/USP), Univrsidad d São Paulo. Avnida Pádua Dias, nº 11 CEP: , Piracicaba/SP Brasil. 3 Instituto Florstal do Estado d São Paulo, Florsta Estadual d Botucatu, Avnida José Ítalo Bacchi s/n, Aroporto, CEP: Botucatu, SP - Brasil. 4 Dpartamnto d Mlhoramnto Vgtal - Univrsidad Fdral do Ost do Pará UFOPA. Rua Vra Paz, s/n, Salé CEP: , Santarém/PA, Brasil. Rcibido 4 nro 014. Acptado 10 marzo 014. Rsumo O guapuruvu é uma spéci pionira d rápido crscimnto da família Lguminosa d grand importância m projtos d rstauração. O objtivo do studo foi vrificar a variabilidad gnética d progênis d Schizolobium parahyba da rgião d Botucatu/SP, por mio d parâmtros gnéticos quantitativos. O tst d progênis foi instalado no dlinamnto xprimntal m blocos casualizados, três rptiçõs, quatro plantas por parclas 60 progênis. Foram avaliados os caractrs: altura d plantas (ALT) diâmtro á altura do pito (DAP) nas idads d, 7, 14, 0 66 mss a porcntagm d sobrvivência, aos 66 mss, transformada m log (x+10). Para as stimativas dos parâmtros gnéticos, os dados coltados foram analisados plo softwar SELEGEN. Os coficints d variação gnética individual (CV gi %), variação gnotípica ntr progênis (CV gp %) variação rlativa (CV r ), aprsntaram stimativas qu dmonstram uma variabilidad gnética rstrita muito influnciada plo ambint. Os coficints d hrdabilidad ao nívl individual (ĥ a ) foram maiors para altura (0,318, 0,01, 0,47, 0,390 0,01) m rlação ao DAP (0,01, 0,04 0,015) aos 14, 0 66 mss, rspctivamnt. As corrlaçõs gnotípicas no gral foram altas ntr os caractrs ALT DAP. A maior corrlação gnética ntr os caractrs DAP ALT d plantas ocorru ntr a idad 14 mss (0,85). As progênis studadas, apsar d não mostrarm significativa variabilidad gnética, são potnciais para s dar início a programas d mlhoramnto consrvação gnética. Palavras chav: Guapuruvu, mlhoramnto florstal, parâmtros gnéticos, tst d progênis, variabilidad gnética. Abstract Th guapuruvu is pionr spci by fast growing of lgum family with grat importanc in rstoration projcts. Th aim of th study was to assss th gntic variability of offspring of Schizolobium parahyba through quantitativ gntic paramtrs. Th progny tst was installd in a randomizd block dsign in thr rplications four plants pr plot with 60 prognis. Was valuatd plant hight, diamtr at brast hight with th ags:, 7, 14, 0 and 66 months and th prcntag of survival at 66 months. For th stimats of gntic paramtrs, th data wr analyzd by softwar SELEGEN. Th hritability cofficints at individual lvl (ĥ a ) wr highr by hight (0.318, 0.01, 0.47, and 0.01) compard to DBH (0.01, 0.04 and 0.015) in th 14, 0 and 66 months, rspctivly. Th highst gntic corrlation btwn charactrs and plant hight DBH occurrd in th priod of 14 months (0.85). Th prognis studid, dspit not show significant gntic variability, hav th potntial to initiat programs of forst brding and for consrvation gntics. Kywords: Guapuruvu, forst brding, gntic paramtrs, progny tsts, gntic variability. * Autor para corrspondncia dwincamacho@gmail.com (E. Camacho)

2 F. Chinlato t al. / Scintia Agropcuaria 5 (014) Introdução A Mata Atlântica tm rcbido crta atnção quanto aos studos da strutura gnética das populaçõs naturais d spécis arbóras, gralmnt slcionando-s ssas spécis para studos com bas m suas caractrísticas cológicas, o qu já tm possibilitado infrências sobr a comunidad d spécis arbóras dst cossistma (Ortga Engl, 199). O Schizolobium parahyba é uma spéci nativa qu ocorr principalmnt na Florsta Ombrófila Dnsa, prtnc à família Lguminosa - Casalpinoida também conhcido como fichira, pataquira, guarapivu, pau-d-vintm, birosca favira. Esta spéci stá distribuída plos stados da Bahia até Santa Catarina o su crscimnto é favorcido m solos prfrncialmnt fértis, profundos úmidos (Carvalho, 005; Colho t al., 006; Carvalho t al. 008). Esta spéci pod chgar até 30 m d altura 80 cm d diâmtro d tronco, possui madira muito lv (d=0,3g/cm 3 ), com inúmras utilidads, podndo sr mprgada para a confcção d miolos d painéis portas, mdicina popular, projtos d paisagismo como planta apícola (Lornzi, 199). Frir t al. (007) studando S. parahyba, obsrvaram altos nívis d divrsidad gnética para a spéci. Esss msmos autors discutm qu as cinco populaçõs d S. parahyba avaliadas aprsntaram um alto nívl d polimorfismo d divrsidad gênica, sugrindo qu as populaçõs têm potncial para a consrvação gnética. A obtnção d stimativas dos parâmtros gnéticos fnotípicos é fundamntal para orintar os futuros trabalhos d mlhoramnto, spcialmnt no caso d spécis arbóras. Dntr os parâmtros gnéticos os qu mais intrssam ao mlhorista qu são objtos d studos m tsts d procdências progênis são as variâncias gnéticas, os coficints d variação, a hrdabilidad no sntido amplo rstrito o ganho gnético (Vncovsky, ; Borém Miranda, 009). Dntr os parâmtros gnéticos a variância gnética aditiva é o componnt mais important, pois é a principal causa da smlhança ntr parnts; logo é o principal indicador das propridads gnéticas obsrvadas m uma população sua rsposta à slção (Massaro t al., 010; Zimback t al., 011). A viabilidad gnética das populaçõs, principalmnt d spécis arbóras raras, sofr muito mais com os fitos da fragmntação (Kagyama t al., 1998; Fonsca t al., 010), podndo sr considradas rfrências para studo d variabilidad gnética. O prsnt trabalho tv por objtivo studar variabilidad gnética d progênis S. parahyba da rgião d Botucatu/SP, por mio d parâmtros gnéticos quantitativos, visando obtr subsídios para programas d mlhoramnto consrvação gnética da spéci.. Matrial métodos O tst d progênis d polinização abrta d guapuruvu foi implantado na Faznda Exprimntal Lagado, FCA/UNESP/ Campus d Botucatu/SP, disposto no dlinamnto xprimntal m blocos casualizados, três rptiçõs, quatro plantas por parclas 60 progênis. Para o ntndimnto da população d guapuruvu foram analisados os sguints caractrs: altura d plantas (m), diâmtro à altura do pito (cm) aos, 7, 14, 0 66 mss. As stimativas dos componnts d variância parâmtros gnéticos foram obtidas plo método da máxima vrossimilhança rstrita mlhor prdição linar não viciada (REML/BLUP), a partir dos dados dos caractrs studados, mprgando-s o programa gnéticostatístico SELEGEN, dsnvolvido por Rsnd (007). Utilizou-s o modlo matmático: y = Xr + Za + Wp + (modlo 93), ond y é o vtor d dados, r é o vtor dos fitos d rptição (assumidos como fixos) somados à média gral, a é o vtor dos fitos gnéticos aditivos

3 individuais (assumidos como alatórios), p é o vtor dos fitos d parcla (assumidos como alatórios), é o vtor d rros ou rsíduos (alatórios). As ltras maiúsculas rprsntam as matrizs d incidência para os rfridos fitos. X, Z W são matrizs d incidência conhcidas, formadas por valors zro um, as quais associam as incógnitas r, a p ao vtor d dados y, rspctivamnt. A mtodologia d modlos mistos prmit stimar r plo procdimnto d quadrados mínimos gnralizados prdizr a p plo procdimnto BLUP. Através d algoritmos EM raliza-s o procdimnto REML ou método da máxima vrossimilhança, ond as rsoluçõs d matrizs gram stimativas d fitos ajustados dos vtors calculados. Foram calculados os sguints parâmtros gnéticos: a) Variância gnética aditiva ( ˆ ): 1 1 ˆ a [ aˆ' A aˆ ˆ tr ( A C )]/ q b) Variância ambintal ntr parclas ( ˆ ): 33 ˆ [ˆ' ˆ ˆ c c c tr C ]/ s1 c) Variância rsidual (ambintal + não aditiva) ( ˆ ): rˆ' ˆ [ y' y X ' y aˆ' Z' y cˆ' W ' y]/[ N r( x)] m qu: C, C 33, C 44 C 55 vm da invrsa d C; C: matriz dos coficints das quaçõs d modlo misto; tr: oprador traço matricial; r(x): posto da matriz X; N, q, s: númros d dados, d indivíduos d parclas, rspctivamnt. d) Variância fnotípica individual ( ˆ ): ˆ f = ˆ a + ˆ c + ˆ ) Hrdabilidad individual no sntido rstrito, ou sja, dos fitos aditivos: ˆ a ĥ a = ˆ f F. Chinlato t al. / Scintia Agropcuaria 5 (014) f) Hrdabilidad da média d progênis: h ˆmp = ( 1/ 4 ).ˆ a ˆ c ( 0, ˆ ) ( 1/ 4 ).ˆ r n.r a c f -73- g) Hrdabilidad aditiva dntro d parcla: 0, ĥ ad = 0, ˆ h) Coficint d variação gnética aditiva individual: CV gi (%) = ˆ a.100 mˆ i) Coficint d variação gnotípica ntr progênis: 0, 5.ˆ a CV gp (%) =.100 mˆ j) Coficint d variação xprimntal: ˆ CV (%) = [( 0, ˆ ) / n] c.100 mˆ k) Coficint d variação rlativa: CV CV r = gp CV l) Acurácia da slção d progênis, assumindo sobrvivência complta: r âa = ĥ m. n) Corrlaçõs ntr idads: foram stimadas plas quaçõs d Lambth, sgundo Rsnd (007), utilizando os modlos do programa SELEGEN. 3. Rsultados discussão As stimativas da variação gnética para os caractrs DAP ALT para as quatro idads do xprimnto stão aprsntadas na Tabla 1. Com bas nos rsultados d variação gnética, as progênis foram analisadas como uma população. Dssa manira as stimativas das variâncias hrdabilidads foram obtidas da manira tradicional. Em média, as progênis d guapuruvu, obtivram,3, 3,0 5,6 m d altura 6,0, 7,5 11,0 cm d DAP, aos 14, 0 66 mss rspctivamnt. Os coficints d variação gnética individual (CV gi %), gnotípica ntr progênis (CV gp %) variação rlativa (CVr %) mostraram uma variabilidad gnética rstrita muito influnciada plo ambint, msmo m

4 F. Chinlato t al. / Scintia Agropcuaria 5 (014) condiçõs ond os coficints d variação rsidual stão acitávis ntr 1,8 6,%, sndo um comportamnto típico d caractrs poligênicos, sugrindo o uso d slção rcorrnt não individual para a spéci. Ainda na Tabla 1, os coficints d hrdabilidad ao nívl individual foram maiors para altura (0,318, 0,01, 0,47, 0,390 0,01) m rlação ao DAP (0,01, 0,04 0,015) aos 14, 0 66 mss rspctivamnt, sndo qu valors smlhants foram ncontrados para hrdabilidad aditiva dntro d parclas. Já os rsultados obtidos para hrdabilidad ao nívl d média d progênis para ALT (0,354, 0,01, 0,199 0,7 0,015) DAP (0,05, 0,06 0,01) foram d baixo a modrado. Msmo para altura o coficint d hrdabilidad não foi alto, mas prmit mlhors ganhos aumntando-s o númro plantas slcionadas dntro d progênis. Dssa forma, prmit um tamanho ftivo (N ) suficint para uma slção rcorrnt m futuras graçõs. Comparando com os rsultados obtidos com ucalipto, os coficints d hrdabilidad para altura são baixos tanto para progênis como para indivíduos dntro d progênis, principalmnt para o DAP (Moras, 1987; Sampaio t al., 00; Garcia Noguira, 005; Zimback t al., 011). As stimativas dos coficints d hrdabilidad dntro d progênis foram d modradas a baixas para os caractrs avaliados, variando d 0,009 a 0,34. Todos os parâmtros gnéticos variaram com as difrnts idads studadas para o carátr DAP. O coficint d hrdabilidad média aos 0 66 mss d idad para a caractrística DAP foi baixo aprsntando valors d 0,06 0,015 rspctivamnt. As hrdabilidads no sntido rstrito ao nívl d plantas individuais foram d 0,04 0,01 adntro foi d 0,018 0,009 para as idads d 0 66 mss. O coficint d variação gnética ao nívl d plantas foi modrado 3,04% para o caráctr DAP ALT 13,81 para a idad d 0 mss, já aos 66 mss os valors obtidos foram,8 para o caractr DAP ALT 3,34. Os coficints d variação xprimntal (CV %) foram d 16,1% 19,80 para o caractr DAP aos 0 66 mss, mostrando rros acitávis para xprimntos d campo. Rsultados sts qu não stão d acordo com o studo ralizado por Fritas t al. (008). Ests autors obsrvaram variação gnética para os caractrs quantitativos crscimnto, sobrvivência forma do fust m progênis d Gallsia intgrifólia, procdnt d Alvorada do Sul (PR), na Estação Exprimntal d Luiz Antônio (SP) aos 0 anos d idad. Tabla 1 Estimativa d parâmtros gnéticos para o carátr diâmtro a altura do pito (DAP) altura d plantas m tsts d progênis d guapuruvu, avaliados aos, 7, 14, 0 66 mss d idad Parâmtros gnéticos 7 14 mss 0 mss 66 mss mss mss ALT ALT DAP ALT DAP ALT DAP ALT h a 0,318 0,01 0,01 0,47 0,04 0,390 0,01 0,015 h mp 0,354 0,01 0,05 0,199 0,06 0,7 0,015 0,01 h ad 0,60 0,009 0,016 0,198 0,018 0,34 0,009 0,011 CV gi % 10,97,6 3,13 11,7 3,04 13,81,8 3,34 CV gp % 5,48 1,13 1,57 5,86 1,5 6,90 1,41 1,67 CV % 1,83 18,0 16,97 0,35 16,1 19,55 19,80 6,8 CV r 0,43 0,06 0,09 0,9 0,09 0,35 0,07 0,063 Média Gral 0,70 1,10 6,15,30 7,53 3,0 11,84 5,60-74-

5 F. Chinlato t al. / Scintia Agropcuaria 5 (014) Assim sndo, ncontraram coficints d variação gnética rlativamnt altos para os caractrs DAP (6,75%) VOL (7,70%), modrado para ALT (3,47%) baixo para forma do tronco (1,41%) sobrvivência (0,54%). A baixa hrdabilidad média ntr progênis obsrvada para sobrvivência vidência um baixo control gnético dssa caractrística na população. Isto pod star indicando qu a spéci tm uma baixa taxa d ndogamia, autofcundação ou cruzamnto ntr parnts pod indicar qu as árvors matrizs qu dram origm às smnts utilizadas nst nsaio aprsntam baixa carga gnética, m trmos d allos ltais (Tabla ). Tabla Estimativas dos parâmtros gnéticos para sobrvivência no tst d progênis d guapuruvu, avaliado aos 66 mss Parâmtro gnético Sobrvivência h a 0,0108 ± 0,00 h mp 0,031 CV gi % 0,846 CV % 8,070 CV r 0,104 Média gral Log (x+10) 1,944 Média gral sm transformação 88,04 % Foram obtidas também as corrlaçõs fnotípicas gnéticas ntr ALT DAP para todas as idads d mdição (Tabla 3). Estas corrlaçõs podm sr considradas boas corrlaçõs fnotípicas variaram d 0,1 ntr altura aos mss altura aos 66 mss até 0,91 ntr as alturas aos 14 mss 0 mss. As mlhors corrlaçõs stão ntr mdidas ralizadas aos 14 0 mss. As corrlaçõs gnéticas mostraram tndências smlhants mostrando qu valors ntr 14 0 mss dntro do carátr DAP (0,88) da ALT (0,91) são os valors mais altos sndo, portanto, os mss indicados para slção prcoc. Já para o carátr DAP stá bm corrlacionado com altura aos 14 mss (0,85) um pouco mnos aos 0 mss (0,74), podndo aprsntar rsposta corrlacionada com a slção no carátr altura, uma vz qu a hrdabilidad d DAP foi muito baixa. Corrlaçõs fnotípicas gnéticas foram obtido por Sampaio t al. (00) para Pinus oocarpa Araucaria angustifolia (Sbbnn t al., 004), mostraram qu o carátr DAP tm o msmo comportamnto m divrsas spécis arbóras d divrsos gênros os dados obtidos stão m concordância com o qu é obsrvado na litratura. Tabla 3 Corrlaçõs fnotípicas (r f ) gnéticas (r g ) ntr os caractrs diâmtro a altura do pito (DAP) altura d plantas (ALT) nas idads d, 7, 14, 0 66 mss mss 7 mss 14 mss 0 mss 66 mss Variávis ALT ALT DAP ALT DAP ALT DAP ALT mss ALT - 0,489 0,57 0,580 0,475 0,514 0,434 0,13 7 mss ALT 0,49-0,373 0,466 0,389 0,51 0,87 0,80 14 mss DAP 0,585 0,433-0,819 0,907 0,737 0,539 0,467 ALT 0,580 0,469 0,853-0,86 0,918 0,588 0,606 0 mss DAP 0,537 0,41 0,90 0,841-0,851 0,596 0,601 ALT 0,469 0,384 0,735 0,878 0,831-0,553 0,61 66 mss DAP 0,338 0,56 0,469 0,460 0,535 0,475-0,538 ALT 0,5 0,57 0,384 0,466 0,487 0,497 0,

6 F. Chinlato t al. / Scintia Agropcuaria 5 (014) Conclusõs Exist variabilidad gnética nas procdências, no ntanto, os valors ncontrados foram baixos para todas as caractrísticas fnotípicas avaliadas. Os coficints d hrdabilidad, tanto para ALT como para DAP, variaram com a idad. Os baixos valors d hrdabilidad mostram havr grand influência ambintal nos caractrs studados nas idads avaliadas. As corrlaçõs gnotípicas no gral foram altas ntr os caractrs ALT DAP, sndo qu a maior corrlação ocorru aos 14 mss (0,85). 5. Rfrências bibliográficas Borém, A; Miranda, G. 009 Mlhoramnto d Plantas. Editorial UFV. Viçosa, Brasil Carvalho, M.; Nascimnto, I.; Carvalho, G Dsoxiflavonóids Lignina Isolados da Madira d Schizolobium parahyba (Vll.) S.F. Blak (guapuruvu). Química Nova 31(6): Carvalho, P.E.R Guapuruvu. Circular Técnica Embrapa Florstas 104: Colho, R.R.P.; Silva, M.T.C.; Bruno, R.L.A.; Santana, J.A.S Influência d substratos na formação d mudas d guapuruvu (Schizolobium parahyba (Vll. Blak). Rvista Ciência Agronômica 37(): Fritas, M.L.M.; Sbbnn, A.M.; Zanatto, A.C.S.; Moras, E.; Moras, M.A Variação gnética para caractrs quantitativos m população d Gallsia intgrifolia (Sprng.) Harms. Rvista Instituto Florstal 0(): Frir, J.M.; Piña-Rodrigus, F.C.M.; D Lima, E.R.; Sodré, S.R.C.; Corrêa, R.X Estrutura gnética d populaçõs d Schizolobium parahyba (Vll.) Blak (guapuruvu) por mio d marcadors RAPD. Scintia forstalis 74: Fonsca, S.M.; Rsnd, M.D.V.; Alfnas, A.C.; Guimarãs, L.M.S.; Assis, T.F.; Grattapaglia, D Manual prático d mlhoramnto gnético do ucalipto. Editorial UFV. Viçosa, Brasil. Garcia, C.H.; Noguira, M.C.S.N Utilização da mtodologia REML/BLUP na slção d clons d ucalipto. Scintia Forstalis 68: Kagyama, P.Y.; Gandara, F.B.; Souza, L.M.I Consqüências gnéticas da fragmntação sobr populaçõs d spécis arbóras. Sri Técnica IPEF 1: Lornzi, H Árvors brasiliras: manual d idntificação cultivo d plantas arbóras nativas do Brasil. Editorial Plantarum. Nova Odssa, Brasil. Massaro, R.A.M.; Bonin, C.A.V.; Scarpinati, E.A.; Paula, R.C Viabilidad d aplicação da slção prcoc m tsts clonais d Eucalyptus spp. Ciência Florstal 0(4): Moras, M.L.T Variação gnética da dnsidad básica da madira m progênis d Eucalyptus grandis Hill x Maidn suas rlaçõs com as caractrísticas d crscimnto. Dissrtação (Mstrado m Ciências Florstais) - Escola Suprior d Agricultura Luiz d Quiroz, Piracicaba. Ortga, V.R.; Engl, V. L Consrvação da biodivrsidad m rmanscnts d Mata Atlântica na rgião d Botucatu-SP. Rvista do Instituto Florstal 4(3): Rsnd, M.D.V Softwar Slgn-Rml/Blup. Editorial UFV, Colombo, Brasil. Sampaio, P.T.B.; Rsnd, M.D.V.; Araújo, A.J. 00. Estimativas d parâmtros gnéticos métodos d slção para o mlhoramnto gnético d Pinus oocarpa Schid. Psquisa Agropcuária Brasilira 37(5): Sbbnn, A.M.; Pontinha, A.A.S; Giannotti, E.; Kagyama, P.Y Variação gnética m cinco procdências d Araucaria angustifolia (Brt.) O. Ktz. no sul do Estado d São Paulo. Rvista do Instituto Florstal 16(): Vncovsky, R. Gnética quantitativa. In. Krr, W. E. (org.) Mlhoramnto Gnética, Editorial Mlhoramntos, São Paulo, Brasil. Zimback, L.; Mori, E.S.; BrizollaA, T.F.; Chavs, R Corrlaçõs ntr caractrs silvicuturais durant o crscimnto d Eucalyptus grandis Hill x Maidn. Rvista do Instituto Florstal 3(14):