Boletim de Pesquisa 135 e Desenvolvimento ISSN 1676-1340 Outubro, 2006 CONSERVAÇÃO DE GERMOPLASMA DE Cucurbita spp. A LONGO PRAZO NO BRASIL.
ISSN 1676-1340 Outubro, 2006 Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 135 CONSERVAÇÃO DE GERMOPLASMA DE Cucurbita spp. A LONGO PRAZO NO BRASIL. SILVA, D. B WETZEL, M. V. FERREIRA, M. A. J. F. LOPES, J. F. BUSTAMANTE P. G. Brasília, DF 2006
Exemplares desta edição podem ser adquiridos na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia Serviço de Atendimento ao Cidadão Parque Estação Biológica, Av. W/5 Norte (Final) Brasília, DF CEP 70770-900 Caixa Postal 02372 PABX: (61) 3348-4739 Fax: (61) 3340-3666 www.cenargen.embrapa.br e.mail:sac@cenargen.embrapa.br Comitê de Publicações Presidente: Sergio Mauro Folle Secretário-Executivo: Maria da Graça Simões Pires Negrão Membros: Arthur da Silva Mariante Maria de Fátima Batista Maurício Machain Franco Regina Maria Dechechi Carneiro Sueli Correa Marques de Mello Vera Tavares de Campos Carneiro Supervisor editorial: Maria da Graça S. P. Negrão Normalização Bibliográfica: Ligia Sardinha Fontes Editoração eletrônica: Maria da Graça S. P. Negrão 1ª edição 1ª impressão (2006): Todos os direitos reservados. A reprodução não autorizada desta publicação, no todo ou em parte, constitui violação dos direitos autorais (Lei nº 9.610). C 755 Conservação de germoplasma de Cucurbita spp. a longo prazo no Brasil. / Dijalma Barbosa da Silva... [et al.]. Brasília, DF : Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2006. 12 p. - (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento / Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, ISSN 1676-1340 ; 135). 1. Cucurbitaceae. 2. Abóbora. 3. Recursos Genéticos. 4. Armazenamento. 5. Brasil. I. Silva, Dijalma Barbosa da. II. Série. 333.9534 CDD 21
SUMÁRIO Introdução... 7 Material e Métodos... 8 Resultados e Discussão... 9 Conclusão... 11 Referências... 10
CONSERVAÇÃO DE GERMOPLASMA DE Cucurbita spp. A LONGO PRAZO NO BRASIL. Silva, D. B. 1 Wetzel, M. V. 1 Ferreira, M. A. J. F. 1 Lopes, J. F. 2 Bustamante P. G. 1 Resumo O gênero Cucurbita nativo das Américas é constituído por 15 espécies, sendo a abóbora (Cucurbita moschata) e a moranga (Cucurbita máxima) as principais espécies cultivadas. A conservação de germoplasma a longo prazo, na forma de Coleção de Base é uma estratégia de manejo de recursos genéticos que visa assegurar e atender aos interesses futuros da sociedade e dos programas melhoramento genético. A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia é a instituição brasileira responsável pela conservação de germoplasma a longo prazo. As sementes ortodoxas são dessecadas a baixos teores de umidade (3% a 7%), sem danos a sua viabilidade e armazenadas em câmaras frias com temperaturas subzero (-20 o C). O objetivo deste trabalho foi avaliar a situação da Coleção de Base do gênero Cucurbita conservada pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, no período de 1979 a 2005, utilizando a base de dados do SIBRARGEN (Sistema Brasileiro de Informação de Recursos Genéticos). A Coleção de Base do gênero Cucurbita está composta por 1.338 acessos. As principais espécies conservadas são Cucurbita moschata (abóbora - 60,83%) e Cucurbita máxima (moranga - 36,99%). A percentagem de germinação das sementes de 264 acessos de abóbora e 109 de moranga foi incrementada após 10 a 14 anos de armazenamento, evidenciando que estas condições tem sido altamente favoráveis para a conservação a longo prazo deste germoplasma. Palavras chave: Cucurbitaceae, recursos genéticos, armazenamento. 1 Pesquisador da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, C. Postal 02372, 70.770-900, Brasília, DF. Email: dijalma@cenargen.embrapa.br 2 Pesquisador da Embrapa Hortaliças.
Abstract Long-term conservation of Cucurbita spp. germplasm in Brazil The American genus Cucurbita has 15 species, with pumpkins (Cucurbita moschata, Cucurbita máxima) as the main cultivated species. Long-term term conservation of germplasm in a Base Collection is a strategy in the management of genetic resources that aims to guarantee the supply of these resources for future demands of mankind and breeding programs. Embrapa Embrapa Genetic Resources and Biotechnology is the Brazilian institution reponsible for long-term germplasm conservation. Orthodox seeds are dried to low levels of humidity (3% a 7%) without endangering their viability and stored at subzero temperatures (-20 o C). The purpose of this research was to evaluate the state of the Cucurbita Base Collection maintained at Embrapa Embrapa Genetic Resources and Biotechnology between 1979 a 2005, using the SIBRARGEN (Brazilian System for Genetic Resources Information) database. The Base Collection for Cucurbita has 1.338 accessions. The main species conserved are Cucurbita moschata (60,83%) e Cucurbita máxima (36,99%). The percentage of germination of seeds of 264 accessions de C. moschata and 109 of C. maxima increased after 10 to 14 years of storage, showing that these conditions are highly favorable for the long-term conservation of the germplasm of these species. Key words: Cucurbitaceae, genetic resources, storage.
Introdução O gênero Cucurbita nativo das Américas é constituído por 15 espécies (Lira- Saade, 1995), sendo a abóbora (Cucurbita moschata) e a moranga (Cucurbita máxima) as principais espécies cultivadas. Estas espécies são encontradas em abundância, havendo evidências arqueológicas de que eram consumidas há mais de 2.000 anos. No entanto, existem relatos bem mais antigos de caules e sementes desenterrados por arqueólogos a 7.000-5.000 a.c. nas cavernas sob as Montanhas Tamaulipas no México (Martin, 2002). A grande variabilidade genética destas espécies é de suma importância para a alimentação humana tanto pela versatilidade culinária quanto pela riqueza em caroteno, ferro, cálcio, magnésio, potássio e vitaminas A, B e C. As fibras também contêm bioflavonóides, que bloqueiam os receptores de hormônios estimulantes do câncer e esteróis, que são transformados em vitamina D no organismo e estimulam a diferenciação celular (Martin, 2002). Em termos de uso, a polpa do fruto é usada no preparo de doces, sopas, refogados, suflês, nhoques, pão, bolos, purês e sorvetes. As atividades de manejo dos recursos genéticos, que visam disponibilizar o material genético para o desenvolvimento de novas cultivares, dispõem as coleções de germoplasma em três categorias: a) Coleção de Trabalho, composta por um pequeno número de acessos e, portanto, com variabilidade genética restrita; b) Coleção Ativa, formada por um número maior de acessos do que a Coleção de Trabalho, com a finalidade de atender aos programas de pré-melhoramento e melhoramento genético; c) Coleção de Base, representada por um número mais abrangente de acessos visando assegurar e atender aos interesses futuros da sociedade e dos programas de pré-melhoramento e melhoramento genético. A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia é a instituição brasileira responsável pela conservação de germoplasma a longo prazo. Esta atividade é desenvolvida através do armazenamento de coleções de sementes de várias espécies, constituindo-se na Coleção de Base de Germoplasma Semente (COLBASE). A COLBASE tem como objetivo, garantir a sobrevivência das sementes de espécies ortodoxas de interesse socioeconômico. As sementes ortodoxas são aquelas que toleram o dessecamento a baixos teores de umidade (3% a 7%), sem danos a sua viabilidade, permitindo o seu armazenamento em câmaras frias com
temperaturas subzero (-20 o C) (Faiad et al., 1998). Atualmente, a Coleção de Base possui 96.000 acessos de 745 espécies vegetais provenientes de coletas, intercâmbio e dos Bancos Ativos de Germoplasma (BAGs), integrantes do Sistema Nacional de Pesquisa Agropecuária. Todas as amostras de germoplasma semente recebidas na Coleção de Base são registradas e identificadas por um código numérico de acesso (BRA), por gênero e espécie, usando o sistema de código de barra. Além disso, são adicionadas as informações referentes à data de armazenamento, teor de umidade, quantidade de sementes, percentagem de germinação, qualidade fitosanitária e localização nas câmaras (Faiad et al., 2001). A conservação de germoplasma semente na Coleção de Base, segue os padrões internacionais de qualidade estabelecidos pelo Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos - IPGRI (IPGRI, 1994) com pequenas adaptações (Faiad et al., 1998). Por outro lado, informações sobre a monitoração da viabilidade de sementes armazenadas ainda são escassas no caso das abóboras e morangas. Hong et al. (1996) citam que Ewart (1908) observou a queda de 50% do poder de germinação de sementes de abóboras e morangas armazenadas em condições ambientes, após seis anos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a situação da Coleção de Base do gênero Cucurbita conservada pela Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia e apresentar o acervo de recursos genéticos destas espécies, conservados a longo prazo no Brasil. Material e Métodos Em 2004, realizou-se junto ao SIBRARGEN (Sistema Brasileiro de Informação de Recursos Genéticos), um inventário dos processos de incorporação de germoplasma de abóbora e moranga na COLBASE no período de 1979 a 2005. Este inventário consistiu no levantamento de informações referentes ao número de acessos incorporados/ano, suas procedências e resultados da monitoração da viabilidade das sementes, realizados de acordo com as Regras para Análise de Sementes (BRASIL, 1992).
Resultados e Discussão No período de 1979 a 2005, foram incorporados 1.338 acessos do gênero Cucurbita a COLBASE, sendo 60,83% de abóboras e 36,99% de morangas (Tabela 1). As instituições que mais contribuíram para o enriquecimento destas coleções foram a Embrapa Hortaliças (50,85% dos acessos de abóboras e 35,55% de morangas) e a Universidade Federal de Viçosa (47,29% de abóboras e 61,41% de morangas) (Tabela 2). De acordo com a FAO (1998), existem 17.309 acessos de germoplasma do gênero Cucurbita conservados em vários países. Destes, apenas 1.220 acessos estão sendo conservados a longo prazo no National Seed Storage Laboratory (NSSL) nos Estados Unidos da América. No entanto, no relatório da FAO não foi incluída a coleção de Cucurbita spp. conservada a longo prazo na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia que inclusive apresenta maior número de acessos do que os mantidos no NSSL. Vale ressaltar que há a possibilidade de aumentar o número de acessos mantidos na COLBASE, já que muitos dos acessos mantidos nos BAGs, em condições de conservação a médio prazo, ainda não foram incorporados à mesma. Tabela 1. Número de acessos de Cucurbita spp. conservados a longo prazo na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Espécie Número de Acessos Conservados Cucurbita moschata (Duch.) Duch. ex 814 Poiret Cucurbita maxima Duchesne 495 Cucurbita ficifolia Bouché 2 Cucurbita pepo L. 14 Cucurbita pepo L. var. melopepo (L.) Harz 5 Cucurbita moschata x C. máxima 5 Cucurbita sp. 3 Total 1338
Tabela 2. Número de acessos e procedência do germoplasma de abóbora e moranga incorporados a COLBASE no período de 1979 a 2005. Ano Cucurbita maxima Cucurbita moschata Procedência Acessos Procedência Acessos 1979 Cenargen 3 Cenargen 7 1985 UFV 126 UFV 93 1988 UFV 68 UFV 41 1989 UFV 44 UFV 110 1990 EPAGRI 5 CNPH 3 1991 UFV 37 UFV 44 1991 CNPH 26 CNPH 41 1992 UFV 29 UFV 97 1992 CNPH 76 CNPH 61 1996 Cenargen 1 - - 1996 EPAGRI 2 - - 1997 CNPH 10 CNPH 170 1999 CNPH 64 CNPH 139 2001 CPACT 4 CPACT 8 Total 495 814 UFV Universidade Federal de Viçosa; CNPH Embrapa Hortaliças; CPACT Embrapa Clima Temperado; EPAGRI Empresa de Pesquisa Agropecuária de Santa Catarina Os resultados da monitoração da viabilidade das sementes de 264 acessos de abóbora e 109 de moranga (Tabela 3) indicam que após 10-14 anos de armazenamento em câmara fria (-20 C), os acessos incorporados mostraram aumento do poder de germinação de 1,91% até 45,65%, com exceção de um acesso de moranga que mostrou redução de 1,09% para este parâmetro. Provavelmente, este aumento de viabilidade se deve a diferenças das metodologias utilizadas nas avaliações iniciais e finais. Muitas sementes poderiam estar dormentes por volta da avaliação inicial e também fungos presentes nas sementes armazenadas podem ter reduzido seu potencial de inóculo com o tempo de armazenamento em temperatura subzero. Com isso, pode-se concluir que estas coleções encontram-se bem armazenadas e disponíveis para intercâmbio, conforme estabelecimentos de Acordos de Transferência de Material. Para ampliar o uso do germoplasma conservado no Brasil, sugere-se intensificar a sua caracterização, assim como a definição de coleções nucleares. O estabelecimento de programas de pré-melhoramento também consiste em uma importante estratégia especialmente na identificação de genes de interesse para o melhoramento genético como, por exemplo, resistência a doenças e pragas e altos teores de beta caroteno.
Tabela 3. Monitoração da viabilidade de acessos de abóbora e moranga conservados a longo prazo na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Produt o Abóbor a Morang a Anos de Armazenamento Número de Acessos Poder de Germinação (%) Inicial Atual Acréscimo na Viabilidade (%) 10 66 67,28 98,00 45,65 12 44 78,69 98,71 25,44 13 41 96,45 98,30 1,91 13 3 96,00 99,00 3,12 14 110 90,37 96,18 6,42 12 34 72,69 87,79 20,77 13 1 96,00 95,00-1,04 13 25 95,18 96,60 1,49 13 5 88,40 99,20 12,21 14 44 91,77 96,77 5,44 Conclusão 1. A Coleção de Base do gênero Cucurbita está composta por 1.338 acessos. As principais espécies conservadas são Cucurbita moschata (abóbora - 60,83%) e Cucurbita máxima (moranga - 36,99%); 2. As instituições que mais contribuíram para o enriquecimento destas coleções foram a Embrapa Hortaliças (50,85% dos acessos de abóboras e 35,55% de morangas) e a Universidade Federal de Viçosa (47,29% de abóboras e 61,41% de morangas); 3. A viabilidade das sementes de 264 acessos de abóbora e 109 de moranga foi incrementada após 10 a 14 anos de armazenamento, evidenciando que estas condições tem sido altamente favoráveis para a conservação a longo prazo deste germoplasma. Referências BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Regras para análise de sementes. Brasília: SNDA/DNDV/CLAV. 1992. 365p. FAIAD, M. G. R.; GOEDERT, C. O.; WETZEL, M. M. V. S.; SILVA, D. B.; PEREIRA NETO, L. G. Banco de germoplasma de sementes da Embrapa. Brasília: Embrapa, 2001. 31p. (Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Documentos 71).
FAIAD, M. G. R. ; SALOMÃO, A. N. ; FERREIRA, F. R.; GONDIM, M. T. P; WETZEL, M. M. V. S.; MENDES, R. A. GOES, M; MIRANDA, A. R. de. Manual de Procedimentos para conservação de germoplasma semente a longo prazo na Embrapa. Brasília: Embrapa, 1998. 21p. (Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Documentos 30). FAO. The state of the world s plant genetic resources for food and agriculture. Rome: Food and Agriculture Organization of United Nations, 1998. 510p. IPGRI. Genebanks standards. Rome. International Plant Genetic Resources Institute, 1994. 13 p. HONG, D. T.; LININGTON, S.; ELLIS, R. H. Seed storage behavior: a compendium. Handbooks for genebanks: N. 4. International Plant Genetic Resources Institute, Rome. 1996. p. 665p. MARTIN, P. Abóboras. Nutrição em Pauta, setembro/outubro 2002 (http://www.nutricaoempauta.com.br/novo/56/nutrigastro.html) LIRA-SAADE, R. Estúdios Taxonômicos y Ecogeográficos de las Cucurbitaceae Lationoamericanas de Importancia Económica. Systematic and Ecogeographic Studies on Crop Genepools. 9. International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy. 1995. 281 p.