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Scientia Agropecuaria

versión impresa ISSN 2077-9917

Scientia Agropecuaria vol.5 no.2 Trujillo  2014

 

ARTÍCULOS ORIGINALES

 

Variabilidade genética em progênies de guapuruvu Schizolobium parahyba

Genetic variability in guapuruvu Schizolobium parahyba progenies

 

Fernanda Carolina Silva Chinelato1, Cristiano Bueno de Moraes1, André Carignato1, Evandro Vagner Tambarussi2, Léo Zimback3, Edwin Camacho Palomino4,*, Edson Seizo Mori1

1 Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu - FCA/UNESP - Fazenda Experimental Lageado, Rua José Barbosa de Barros, nº 1780, CEP: 18.610-307 - Botucatu, SP, Brasil.
2 Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (ESALQ/USP), Universidade de São Paulo. Avenida Pádua Dias, nº 11 CEP: 13418-900, Piracicaba/SP – Brasil.
3 Instituto Florestal do Estado de São Paulo, Floresta Estadual de Botucatu, Avenida José Ítalo Bacchi s/n, Aeroporto, CEP: 18603-970 - Botucatu, SP - Brasil.
4 Departamento de Melhoramento Vegetal - Universidade Federal do Oeste do Pará – UFOPA. Rua Vera Paz, s/n, Salé CEP: 68035-110, Santarém/PA, Brasil.

 


Resumo

O guapuruvu é uma espécie pioneira de rápido crescimento da família Leguminosae de grande importância em projetos de restauração. O objetivo do estudo foi verificar a variabilidade genética de progênies de Schizolobium parahyba da região de Botucatu/SP, por meio de parâmetros genéticos quantitativos. O teste de progênies foi instalado no delineamento experimental em blocos casualizados, três repetições, quatro plantas por parcelas e 60 progênies. Foram avaliados os caracteres: altura de plantas (ALT) e diâmetro á altura do peito (DAP) nas idades de 2, 7, 14, 20 e 66 meses e a porcentagem de sobrevivência, aos 66 meses, transformada em log (x+10). Para as estimativas dos parâmetros genéticos, os dados coletados foram analisados pelo software SELEGEN. Os coeficientes de variação genética individual (CVgi %), variação genotípica entre progênies (CVgp %) e variação relativa (CVr), apresentaram estimativas que demonstram uma variabilidade genética restrita e muito influenciada pelo ambiente. Os coeficientes de herdabilidade ao nível individual (ĥa2) foram maiores para altura (0,318, 0,012, 0,247, 0,390 e 0,012) em relação ao DAP (0,021, 0,024 e 0,015) aos 14, 20 e 66 meses, respectivamente. As correlações genotípicas no geral foram altas entre os caracteres ALT e DAP. A maior correlação genética entre os caracteres DAP e ALT de plantas ocorreu entre a idade 14 meses (0,85). As progênies estudadas, apesar de não mostrarem significativa variabilidade genética, são potenciais para se dar início a programas de melhoramento e conservação genética.

Palavras chave: Guapuruvu, melhoramento florestal, parâmetros genéticos, teste de progênies, variabilidade genética.

 


Abstract

The guapuruvu is pioneer specie by fast growing of legume family with great importance in restoration projects. The aim of the study was to assess the genetic variability of offspring of Schizolobium parahyba through quantitative genetic parameters. The progeny test was installed in a randomized block design in three replications four plants per plot with 60 progenies. Was evaluated plant height, diameter at breast height with the ages: 2, 7, 14, 20 and 66 months and the percentage of survival at 66 months. For the estimates of genetic parameters, the data were analyzed by software SELEGEN. The heritability coefficients at individual level (ĥa2) were higher by height (0.318, 0.012, 0.247, 0.390 and 0.012) compared to DBH (0.021, 0.024 and 0.015) in the 14, 20 and 66 months, respectively. The highest genetic correlation between characters and plant height DBH occurred in the period of 14 months (0.85). The progenies studied, despite not show significant genetic variability, have the potential to initiate programs of forest breeding and for conservation genetics.

Keywords: Guapuruvu, forest breeding, genetic parameters, progeny tests, genetic variability.

 


1. Introdução

A Mata Atlântica tem recebido certa atenção quanto aos estudos da estrutura genética das populações naturais de espécies arbóreas, geralmente selecionando-se essas espécies para estudos com base em suas características ecológicas, o que já tem possibilitado inferências sobre a comunidade de espécies arbóreas deste ecossistema (Ortega e Engel, 1992).

Schizolobium parahyba é uma espécie nativa que ocorre principalmente na Floresta Ombrófila Densa, pertence à família Leguminosae - Caesalpinoideae também conhecido como ficheira, pataqueira, guarapivu, pau-de-vintem, birosca e faveira. Esta espécie está distribuída pelos estados da Bahia até Santa Catarina e o seu crescimento é favorecido em solos preferencialmente férteis, profundos e úmidos (Carvalho, 2005; Coelho et al., 2006; Carvalho et al. 2008). Esta espécie pode chegar até 30 m de altura e 80 cm de diâmetro de tronco, possui madeira muito leve (d=0,32g/cm3), com inúmeras utilidades, podendo ser empregada para a confecção de miolos de painéis e portas, medicina popular, projetos de paisagismo e como planta apícola (Lorenzi, 1992).

Freire et al. (2007) estudando S. parahyba, observaram altos níveis de diversidade genética para a espécie. Esses mesmos autores discutem que as cinco populações de S. parahyba avaliadas apresentaram um alto nível de polimorfismo e de diversidade gênica, sugerindo que as populações têm potencial para a conservação genética.

A obtenção de estimativas dos parâmetros genéticos e fenotípicos é fundamental para orientar os futuros trabalhos de melhoramento, especialmente no caso de espécies arbóreas. Dentre os parâmetros genéticos os que mais interessam ao melhorista e que são objetos de estudos em testes de procedências e progênies são as variâncias genéticas, os coeficientes de variação, a herdabilidade no sentido amplo e restrito e o ganho genético (Vencovsky, 1969; Borém e Miranda, 2009). Dentre os parâmetros genéticos a variância genética aditiva é o componente mais importante, pois é a principal causa da semelhança entre parentes; logo é o principal indicador das propriedades genéticas observadas em uma população e sua resposta à seleção (Massaro et al., 2010; Zimback et al., 2011).

A viabilidade genética das populações, principalmente de espécies arbóreas raras, sofre muito mais com os efeitos da fragmentação (Kageyama et al., 1998; Fonseca et al., 2010), podendo ser consideradas referências para estudo de variabilidade genética.

O presente trabalho teve por objetivo estudar variabilidade genética de progênies S. parahyba da região de Botucatu/SP, por meio de parâmetros genéticos quanti-tativos, visando obter subsídios para programas de melhoramento e conservação genética da espécie.

2. Material e métodos

O teste de progênies de polinização aberta de guapuruvu foi implantado na Fazenda Experimental Lageado, FCA/UNESP/ Campus de Botucatu/SP, e disposto no delineamento experimental em blocos casualizados, três repetições, quatro plantas por parcelas e 60 progênies. Para o entendimento da população de guapuruvu foram analisados os seguintes caracteres: altura de plantas (m), diâmetro à altura do peito (cm) aos 2, 7, 14, 20 e 66 meses.

As estimativas dos componentes de variância e parâmetros genéticos foram obtidas pelo método da máxima verossimilhança restrita e melhor predição linear não viciada (REML/BLUP), a partir dos dados dos caracteres estudados, empregando-se o programa genético-estatístico SELEGEN, desenvolvido por Resende (2007). Utilizou-se o modelo matemático: y = Xr + Za + Wp + e (modelo 93), onde y é o vetor de dados, r é o vetor dos efeitos de repetição (assumidos como fixos) somados à média geral, a é o vetor dos efeitos genéticos aditivos individuais (assumidos como aleatórios), p é o vetor dos efeitos de parcela (assumidos como aleatórios), e e é o vetor de erros ou resíduos (aleatórios). As letras maiúsculas representam as matrizes de incidência para os referidos efeitos. X, Z e são matrizes de incidência conhecidas, formadas por valores zero e um, as quais associam as incógnitasra e p ao vetor de dados y, respectivamente. A metodologia de modelos mistos permite estimar r pelo procedimento de quadrados mínimos generalizados e predizer a e p pelo procedimento BLUP. Através de algoritmos EM realiza-se o procedimento REML ou método da máxima verossimilhança, onde as resoluções de matrizes geram estimativas de efeitos ajustados dos vetores calculados. Foram calculados os seguintes parâmetros genéticos:

3. Resultados e discussão

As estimativas da variação genética para os caracteres DAP e ALT para as quatro idades do experimento estão apresentadas na Tabela 1.

 

 

Com base nos resultados de variação genética, as progênies foram analisadas como uma população. Dessa maneira as estimativas das variâncias e herdabilidades foram obtidas da maneira tradicional.  Em média, as progênies de guapuruvu, obtiveram 2,3, 3,0 e 5,6 m de altura e 6,0, 7,5 e 11,0 cm de DAP, aos 14, 20 e 66 meses respectivamente. Os coeficientes de variação genética individual (CVgi %), genotípica entre progênies (CVgp %) e variação relativa (CVr %) mostraram uma variabilidade genética restrita e muito influenciada pelo ambiente, mesmo em condições onde os coeficientes de variação residual estão aceitáveis entre 12,8 e 26,2%, sendo um comportamento típico de caracteres poligênicos, sugerindo o uso de seleção recorrente e não individual para a espécie.

Ainda na Tabela 1, os coeficientes de herdabilidade ao nível individual foram maiores para altura (0,318, 0,012, 0,247, 0,390 e 0,012) em relação ao DAP (0,021, 0,024 e 0,015) aos 14, 20 e 66 meses respectivamente, sendo que valores seme-lhantes foram encontrados para herdabili-dade aditiva dentro de parcelas. Já os resultados obtidos para herdabilidade ao nível de média de progênies para ALT (0,354, 0,012, 0,199 0,272 e 0,015) e DAP (0,025, 0,026 e 0,012) foram de baixo a moderado. Mesmo para altura o coeficiente de herdabilidade não foi alto, mas permite melhores ganhos aumentando-se o número plantas selecionadas dentro de progênies. Dessa forma, permite um tamanho efetivo (Ne) suficiente para uma seleção recorrente em futuras gerações. Comparando com os resultados obtidos com eucalipto, os coeficientes de herdabilidade para altura são baixos tanto para progênies como para indivíduos dentro de progênies, principal-mente para o DAP (Moraes, 1987; Sampaio et al., 2002; Garcia e Nogueira, 2005; Zimback et al., 2011).

As estimativas dos coeficientes de herdabilidade dentro de progênies foram de moderadas a baixas para os caracteres avaliados, variando de 0,009 a 0,324. Todos os parâmetros genéticos variaram com as diferentes idades estudadas para o caráter DAP. O coeficiente de herdabili-dade média aos 20 e 66 meses de idade para a característica DAP foi baixo apresentando valores de 0,026 e 0,015 respectivamente. As herdabilidades no sentido restrito ao nível de plantas indivi-duais foram de 0,024 e 0,012 e adentro foi de 0,018 e 0,009 para as idades de 20 e 66 meses. O coeficiente de variação genética ao nível de plantas foi moderado 3,04% para o carácter DAP e ALT 13,81 para a idade de 20 meses, já aos 66 meses os valores obtidos foram 2,82 para o caractere DAP e ALT 3,34. Os coeficientes de variação experimental (CVe %) foram de 16,12% e 19,80 para o caractere DAP aos 20 e 66 meses, mostrando erros aceitáveis para experimentos de campo.  Resultados estes que não estão de acordo com o estudo realizado por Freitas et al. (2008). Estes autores observaram variação genética para os caracteres quantitativos crescimento, sobrevivência e forma do fuste em progênies de Gallesia integrifólia, proce-dente de Alvorada do Sul (PR), na Estação Experimental de Luiz Antônio (SP) aos 20 anos de idade.

Assim sendo, encontraram coeficientes de variação genética relativamente altos para os caracteres DAP (6,75%) e VOL (7,70%), moderado para ALT (3,47%) e baixo para forma do tronco (1,41%) e sobrevivência (0,54%).

A baixa herdabilidade média entre progênies observada para sobrevivência evidência um baixo controle genético dessa característica na população. Isto pode estar indicando que a espécie tem uma baixa taxa de endogamia, autofecundação ou cruzamento entre parentes e pode indicar que as árvores matrizes que deram origem às sementes utilizadas neste ensaio apresentam baixa carga genética, em termos de alelos letais (Tabela 2).

 

 

Foram obtidas também as correlações fenotípicas e genéticas entre ALT e DAP para todas as idades de medição (Tabela 3). Estas correlações podem ser conside-radas boas correlações fenotípicas e variaram de 0,21 entre altura aos 2 meses e altura aos 66 meses até 0,91 entre as alturas aos 14 meses e 20 meses. As melhores correlações estão entre medidas realizadas aos 14 e 20 meses.

 

 

As correlações genéticas mostraram tendências semelhantes mostrando que valores entre 14 e 20 meses dentro do caráter DAP (0,88) e da ALT (0,91) são os valores mais altos sendo, portanto, os meses indicados para seleção precoce. Já para o caráter DAP está bem correlacionado com altura aos 14 meses (0,85) e um pouco menos aos 20 meses (0,74), podendo apresentar resposta correlacionada com a seleção no caráter altura, uma vez que a herdabilidade de DAP foi muito baixa.

Correlações fenotípicas e genéticas foram obtido por Sampaio et al. (2002) para Pinus oocarpa e Araucaria angustifolia (Sebbennet al., 2004), mostraram que o caráter DAP tem o mesmo comportamento em diversas espécies arbóreas de diversos gêneros e os dados obtidos estão em concordância com o que é observado na literatura.

4. Conclusões

Existe variabilidade genética nas procedências, no entanto, os valores encontrados foram baixos para todas as características fenotípicas avaliadas. Os coeficientes de herdabilidade, tanto para ALT como para DAP, variaram com a idade. Os baixos valores de herdabilidade mostram haver grande influência ambiental nos caracteres estudados nas idades avaliadas. As correlações genotípicas no geral foram altas entre os caracteres ALT e DAP, sendo que a maior correlação ocorreu aos 14 meses (0,85).

 

5. Referências bibliográficas

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* Autor para correspondencia
E-mail:
edwincamacho2@gmail.com (E. Camacho)

 

Recibido 24 enero 2014.
Aceptado 10 marzo 2014.

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