Indução de floração em plantas de Ipomoea batatas enxertadas em Ipomoea anil e Ipomoea setosa, Notas de estudo de Agronomia

Baixe Indução de floração em plantas de Ipomoea batatas enxertadas em Ipomoea anil e Ipomoea setosa e outras Notas de estudo em PDF para Agronomia, somente na Docsity! FACULDADES INTEGRADAS DA TERRA DE BRASÍLIA CURSO DE AGRONOMIA NANCY DOS SANTOS ALVES INDUÇÃO DE FLORAÇÃO EM PLANTAS DE IPOMOEA BATATAS ENXERTADAS EM PLANTAS DE IPOMOEA NIL E IPOMOEA SETOSA ORIENTADOR – JOÃO BOSCO DE CARVALHO SILVA RECANTO DAS EMAS – DF JUNHO DE 2008 FACULDADES INTEGRADAS DA TERRA DE BRASÍLIA CURSO DE AGRONOMIA NANCY DOS SANTOS ALVES INDUÇÃO DE FLORAÇÃO EM PLANTAS DE IPOMOEA BATATAS ENXERTADAS EM PLANTAS DE IPOMOEA NIL E IPOMOEA SETOSA Monografia apresentada ao Curso de Agronomia das Faculdades Integradas da Terra de Brasília, como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Agrônomo. ORIENTADOR - JOÃO BOSCO DE CARVALHO SILVA RECANTO DAS EMAS – DF JUNHO DE 2008 Dedico a Deus, a todos a minha família e amigos e a todos os educadores que contribuíram ao longo do curso com informações que possibilitaram a realização desse trabalho. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus por ter retomado meu caminho com relação ao curso de agronomia, concluindo esta etapa e partindo para novas oportunidades. Aos colegas de faculdade e estagiários Raissa Hamanda e Mariozan Lima bem como todos aqueles que me apoiaram durante os últimos 2 anos na Embrapa Hortaliça, como os funcionários e estagiários. Aos meus colegas de faculdade que estiveram ao meu lado principalmente neste ultimo anos como: Pedro Paulo, Ítalo Miranda, Olaiana e Rubens Cardoso pelos momentos de alegria e incentivo. Ao Dr. João Bosco de Carvalho Silva (orientador) pela oportunidade de realizar este experimento bem como a atenção e disposição no desenvolvimento deste trabalho A todo o corpo docente da Faculdade em especial a professora Ivone Midori Icuma pela disponibilidade de avaliar nesta banca examinadora. A todos que direta ou indiretamente estiveram ao longo deste período acadêmico e contribuíram para minha formação e construção de perspectivas para o futuro. RESUMO A batata-doce ocupa hoje o sexto lugar no âmbito das hortaliças mais cultivadas no Brasil, sendo um alimento de bom conteúdo nutricional, principalmente como fonte energética, também de grande importância na alimentação animal e na produção industrial de farinha, amido e álcool. Estratégias no sentido de conservação do banco de germoplasma de sementes são de grande importância tendo em vista que a baixa floração em acessos de Ipomoea batatas impede que se obtenham quantidades suficientes de sementes para formação de um banco para as pesquisas que visam a obtenção de novas variedades. O objetivo deste experimento foi induzir a floração em acessos das coleções de germoplasma de batata-doce da Embrapa CNPH dos quais não se obtém sementes botânicas através do método de enxertia com o uso de plantas da mesma família que produzem flores em grandes quantidades. Quinze acessos do banco de germoplasma de batata-doce que não produzem sementes botânicas foram enxertados em plantas de Ipomoea nil e Ipomoea setosa, num total de 120 enxertos e 60 testemunhas. Ao final de quatro meses, as plantas enxertadas produziram 654 botões florais, sendo 357 em Ipomoea nil e 297 em Ipomoea setosa, mesmo ocorrendo a morte de 77,5% dos enxertos, enquanto que, as plantas não enxertadas produziram apenas 11 botões em 60 plantas. Palavras chaves: Batata-doce, conservação de germoplasma, indução de florescimento, enxerto, floração. LISTA DE FIGURAS Figura 1 — Plantio de batata-doce, Embrapa CPACT .......... o 15 Figura 2 = Flor dé batata-doce, flickr.com................ cce 17 Figura 3- Floração de batata-doce induzida por enxertia Brasília, FTB/Embrapa Ebrtaliças, 2008... ereermensseeerenaeceracnsaecocencoaonarenarenesaoacosnsaco ae vanenesenasasoaconcaco cenas ee Figura 4 — Emissão de botões florais de batata-doce enxertadas em plantas de Ipomoea nil e Ipomoea setosa. Brasília, FTB/Embrapa Hortaliças, 2008 ......... 31 Figura 5 — Sobrevivência de plantas de batata-doce enxertadas em /pomoea ni! e Ipomoea setosa. Brasília, FTB/Embrapa Hortaliças, 2008... 31 11 1 INTRODUÇÃO A batata-doce (Ipomoea batatas) é uma hortaliça tuberosa de grande produtividade, baixo custo de produção e cultivável em todo território nacional, alcançando hoje o sexto lugar entre as hortaliças mais plantadas no Brasil (IBGE, 2006). A planta pode ser multiplicada por diversas formas, mas os plantios comerciais são feitos geralmente a partir de segmentos de ramas com aproximadamente 30 cm, denominados de ramas-semente. As sementes botânicas de batata-doce não têm importância para produção comercial, mas são de grande importância para a manutenção de germoplasma e para as pesquisas que visam a obtenção de novas variedades (Silva et al., 2004). Uma das justificativas para a não utilização das sementes de batata-doce para fins comerciais é o fato de ser uma espécie hexaplóide e auto-incompatível o que significa que cada semente é originada de um cruzamento genético com infinitas possibilidades de combinação de genes. Isso favorece a fecundação artificial e torna a obtenção de sementes de interesse dos melhoristas e bancos de sementes (Soares, at al., 2007). Uma das dificuldades em obter um banco de germoplasma completo de sementes de batata-doce, está relacionada com a ausência de florescimento de alguns acessos e também com a baixa produção de sementes observado no Distrito Federal. Trinta por cento dos acessos do Banco de germoplasma de batata-doce da Embrapa Hortaliças não florescem e que a maioria dos acessos (cerca de 70%) floresce e produz sementes, mas em quantidade insuficientes. (Menêzes; Ritschel,1998). As condições que favorecem o florescimento de batata-doce são dias curtos e estresse, podendo este ser de origem fisiológica, nutricional ou por déficit de umidade. Uma das metodologias para provocar o estresse e a indução ao florescimento consiste na enxertia da batata- doce em plantas de Ipomoea nil (Ritschel at al., 1999). O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de floração de plantas de batata-doce quando colocadas em porta-enxerto de plantas de Ipomoea setosa e Ipomoea nil, em condições de dias curtos, visando obter sementes dos acessos de batata- 12 doce que ainda não possuem sementes e aumentar a disponibilidade de sementes botânicas para manutenção de germoplasma. 15 Figura 1 – Plantio de batata-doce, Embrapa CPACT. No aspecto botânico, a batata-doce é pertencente à família das convolvuláceas, ao gênero Ipomoea e à espécie Ipomoea batatas L., É uma espécie dicotiledônea que agrupa aproximadamente 50 gêneros e mais de 1000 espécies, sendo que dentre elas, somente a batata-doce tem cultivo de expressão econômica. (Edmond e Ammerman, 1971). Porém o uso de plantas da mesma família como a Ipomoea nil e Ipomoea setosa como plantas indicadoras de viroses de batata-doce através do processo de enxertia, mostra como o uso de plantas da mesma família é importante como ferramenta em auxilio da planta em foco (Castro; Oliveira, 2007). A planta possui caule herbáceo, rastejante verde ou arroxeada, com ramificações de tamanho, e pilosidade variáveis. Este caule também conhecido como rama, pode ser segmentado e utilizado como rama-semente para formação de lavoura. As ramas- semente têm capacidade de emitir raízes em tempo relativamente curto, que pode variar de três a cinco dias, dependendo da temperatura e da idade do tecido. O enraizamento é 16 mais rápido em condições de temperatura elevada e em ramas recentemente formadas, pois as partes mais velhas apresentam um tecido mais rígido, por terem paredes celulares lignificadas e menor número de células meristemáticas, demandando maior tempo para que ocorra o processo de totipotência, que é o fenômeno da reversão de células ordinárias em meristemáticas, que dão origem às gemas vegetativas (Edmond e Ammerman, 1971). As folhas podem ser codiformes, lanceoladas e recortadas com pecíolos bastante desenvolvidos. A planta obtida de sementes apresenta dois cotilédones, (folhas embrionárias) bilobuladas. Ocasionalmente aparecem plântulas com um ou três cotilédones. As folhas normais (nomofilas) são simples, de inserção isolada sobre o caule, de forma espiralada. O pecíolo tem comprimento de 4 a 20 cm e apresenta cor e pubescência semelhantes ao caule (Folquer, 1978). Segundo (Folquer, 1978), as flores estão agrupadas em inflorescências de tipo cima bípara, com raquis de 5 a 20 cm de comprimento, com duas brácteas em sua extremidade. Os botões florais apresentam uma cor característica para cada variedade, que vão desde o verde pálido ao roxo escuro. As características florais são: 1- Pedúnculo floral: mede de 2 a 15 mm de tamanho; 2- Cálice: Formado por duas sépalas exteriores e 3 interiores oblongas; 3- Corola: A corola aberta é infundibuliforme, com 2 a 4 cm de largura por 2 a 4 cm de diâmetro. Tem as bordas das áreas mesopetalas roxas ou violetas, com o interior do tubo púrpura. Existem variedades com a corola branca; 4- Androceu: possui cinco estames cujos filamentos estão parcialmente soldados a corola; as anteras são amarelas, brancas ou rosadas, e sua deiscência é longitudinal; 17 5-Gineceu: É constituído por um pistilo bi carpelar com o estigma bi capitado (Característico do gênero Ipomoea) (Folquer, 1978). Da fertilização da flor à deiscência do fruto transcorrem seis semanas (Edmond e Ammerman, 1971). As flores abrem-se ao amanhecer ou pouco depois e começa a fechar-se no inicio da noite, dependendo das condições ambientais. A corola pode murchar-se e cair em 24 horas, e o ovário não fertilizado pode cair aos 2 ou 3 dias. O estigma é receptivo nas primeiras horas da manhã (Jones, 1980, Folquer, 1978). Figura 2 – Flor de batata-doce, flickr.com. O Fruto é uma cápsula redonda com diâmetro de 3 a 7 mm, que possui um ápice terminal deiscente. As cápsulas imaturas apresentam características típicas de cada cultivar. Sua coloração varia desde verde claro até roxo escuro com diversos graus de pubescência. A cápsula contém de uma a quatro sementes, cujo período de maturação é de 25 a 40 dias na primavera e 40 a 55 dias no outono (Folquer, 1978). As sementes possuem de 2 a 4 mm, com formato que varia de irregular a arredondada, levemente achatada de cor variando de castanho a negro. Mil sementes 20 2.2.1 Regime de dias-curtos O fotoperíodo é uma resposta da planta ao número de horas de luz no dia, o que varia com as estações climática e a latitude, além do efeito quantitativo (horas de luz) ocorre o efeito qualitativo da irradiação ou intensidade luminosa (Bickford e Dunn; McDavid, 1973). Métodos artificiais para indução do florescimento: a) - Coberturas impermeáveis aos raios da luz, para aplicação de dias curtos (Martin,1988). b) - Lâmpadas incandescentes - são ricas em comprimento de onda vermelha e vermelho-distante, são apropriadas para ampliar o comprimento do dia ou a interrupção da noite, ainda que sua eficiência seja reduzida em parte pela luz vermelho-distante (McDavid e Alamu, 1980). c) - Lâmpadas fluorescentes - são melhores fontes de luz para atender os requerimentos de alta intensidade luminosa em ambientes artificiais (McDavid e Alamu, 1980). 2.2.2 Temperatura A resposta fotoperiódica é associada à temperatura. Geralmente, altas temperaturas aceleram a antese em condições de comprimento de dia indutivo, mas pode haver diminuição da resposta ou uma completa supressão da floração em condições de baixas temperaturas. (McDavid e Alamu,1980). 2.2.3 Reguladores do crescimento 21 Os hormônios ou reguladores do crescimento são compostos sintetizados pela planta e atuam regulando o crescimento, o desenvolvimento e o metabolismo de um modo específico (Howell e, Wittwer, 1955). Geralmente, o efeito dos hormônios é indireto e são ativos em pequenas quantidades. Os hormônios podem atuar no lugar da síntese ou atuar a nível genético como indutores e repressores, em resposta aos estímulos do ambiente (Bidwell, 1979). O Ácido Giberélico GA7 é mais efetivo que GA3, acelerando a floração em batata-doce, enquanto o número de flores é maior com tratamentos de GA3 (Suge, 1977). 2.2.4 Nutrição A nutrição é outro dos fatores responsáveis da floração. A floração é promovida por altos níveis de fósforo e potássio, baixo níveis de nitrogênio e baixa umidade do solo (Hammett, 1985). 2.2.5 Anelamento Consiste em fazer uma incisão no caule da planta a de 15 cm do solo, um corte de cerca de dois terços. O Re-anelamento deve ser continuado cada 10-15 dias, quando as condições climáticas favorecem o crescimento vegetativo. As primeiras flores aparecem 30 a 45 dias após anelamento (Huamán, 2008). 2.3 Enxertia A técnica de enxertia é de conhecimento mundial principalmente nas áreas de fruticultura e floricultura. Em hortaliças, os europeus e japoneses já a utilizavam desde 1921, principalmente tentando resolver o problema de adaptação de variedades a época de plantio (Goto et al, 2003). A técnica de enxertia herbácea iniciou-se no Japão no século passado, com o objetivo de prevenir a fusariose na cultura da melancia. Na Europa, a enxertia em hortaliças é utilizada desde a década de 40, sendo os agricultores holandeses os precursores desta técnica na cultura do tomate (Gonzáles, 1999). No 22 Brasil alguns produtores de pepino japonês vêm adotando a enxertia como uma alternativa de produção, que objetiva diminuir as perdas ocasionadas por fungos de solo e nematóides e, também melhorar a qualidade visual dos frutos (Goto e Canizares, 2003). A enxertia consiste em justapor um ramo ou um fragmento do caule contendo uma ou mais gemas sobre outro vegetal de modo que passem a constituir um único individuo. Na enxertia observa-se a intima associação dos tecidos cambiais de modo a formarem uma conexão continua (Detoni, 2007). O sucesso da enxertia depende da compatibilidade entre a planta a ser reproduzida (cavaleiro ou enxerto) e o porta-enxerto ou cavalo, do estágio vegetativo dos tecidos vegetais, e das condições ambientais. Devem-se utilizar plantas porta- enxerto jovens, segmentos de ramas recém-formados e ambiente de temperatura amena e que não favoreça a evaporação (Arantes, 2007). 2.3.1 Aplicações da enxertia A prática da enxertia tem diversas aplicações agronômicas tais como: 1 Antecipação do ciclo reprodutivo, por meio da enxertia de segmentos de plantas adultas em porta-enxerto jovens. 2 Melhoria das condições fitossanitárias – plantas suscetíveis podem crescer enxertadas em porta-enxerto resistente. Esta técnica é principalmente usada para superar problemas com patógenos do solo, tais como Fusarium, Pseudomonas e Nematóides. 3 Clonagem de plantas de difícil enraizamento de estacas. Permite por exemplo multiplicar plantas mutantes de interesse agronômico. (Detoni, 2007) 25 2 - Suscetibilidade a patógenos: Fator que pode ser relacionado à presença de algum tipo de vírus ou micoplasma existente em uma das duas partes que não é tolerada pela outra (SALAYA, 1999). Se a parte suscetível é o porta enxerto, a planta toda morre, quando é o enxerto a planta declina lentamente (Detoni, 2007). 2.4 Banco ativo de germoplasma de batata-doce (BAG/batata- doce) A Embrapa Hortaliças mantém o maior Banco de Germoplasma de batata-doce (BAG) do Brasil, com 1256 acessos, dos quais 1030 são mantidos na forma de plantas cultivadas em vaso, sob proteção de telados cobertos com plástico. Quatrocentos e quarenta e cinco acessos são mantidos em forma de sementes botânicas, porém a maioria deles com menos de 100 sementes por acesso, enquanto que o ideal seria ter mais que 500 sementes (Silva, Informação pessoal) 1. A conservação do Banco de Germoplasma em forma de plantas não tem se mostrado eficiente para a conservação deste recurso genético em longo prazo, devido à degenerescência por constantes ataques de vetores, aumentando a incidência acumulativa de viroses, especialmente o Sweet Potato Feathery Mottle Vírus e mais recentemente, pelo vírus sweet potato leaf curl vírus do grupo de Geminivirus, que são disseminados pela mosca-branca (Bemisia tabaci) (Inoue, Informação pessoal)². Duzentos e cinqüenta e seis acessos já foram perdidos e muitos outros estão em riscos de extinção, o que implicaria na perda de genes úteis ou potencialmente úteis (Ritschel; Menêses, 1998). Outra forma de conservação de germoplasma consiste no cultivo in vitro. Parte da coleção, (31 acessos) são mantidos desta forma, porém o custo e exigência de mão-de-obra especializada para manter toda a coleção do BAG é muito 1 Informação pessoal em 15/01/2008. ² Informação pessoal em 14/05/2008. 26 alto e implicaria em fazer a limpeza clonal prévia, caso contrário, o risco de perda pode ser ainda maior (Silva, Informação pessoal)³. As sementes possuem tegumento espesso, duro e ceroso. Estas características tornam as sementes dormentes, provavelmente devido a impermeabilidade, dificultando a germinação, que pode levar de quatro dias a quatro meses e até um ano, se as sementes não forem tratadas (Ribeiro Filho, 1967). Esta dormência pode ser facilmente superada realizando a escarificação do tegumento ou fazendo pequenos cortes com objeto pontiagudo como alicate de unha. Uma vez rompida a impermeabilidade, as sementes germinam em menos de 30 dias (Silva, Informação pessoal)³....2 Sementes intactas armazenadas em câmaras frias se conservam facilmente por mais de 20 anos. Entretanto, a preservação de germoplasma de batata-doce na forma de sementes botânicas não é adequada para manutenção de genótipos elite, já que cada plântula derivada de semente é geneticamente diferente das outras e constitui, potencialmente, uma nova cultivar (Jones, 1986). Entretanto, o método é bastante eficiente e menos oneroso quando se pensa na preservação do "pool gênico" da espécie, a longo prazo. Para produção de sementes botânicas visando a conservação do germoplasma tem sido recomendada a realização de "polycrosses", que reúnam materiais heterogêneos, identificados através da caracterização dos acessos, de forma a evitar problemas de auto-incompatibilidade e incompatibilidade cruzada (Martin, 1988; Huamán & De la Puente, 1988). Na organização de um Banco de Sementes Botânicas de batata-doce, enfrentam- se dois problemas cruciais, que são a definição do número de sementes a ser conservado e como produzir a quantidade necessária de sementes. Existe muita discussão a respeito do número de sementes a ser mantido em bancos de germoplasma, para garantir a conservação adequada de recursos genéticos em longo prazo (Hallauer & Miranda Filho, 1981). Vencovski (1986) considera que, para uma espécie diplóide e alógama, 3 Informação pessoal em 15/01/2008. 27 como o milho, uma amostra de 1.000 sementes seria suficiente para conservação. Na literatura não existem informações sobre o tamanho amostral adequado para conservação de sementes de espécies alógamas e hexaplóides, como a batata-doce (Austin, 1977). Entretanto, com base na recomendação para espécies diplóides, considerou-se 1.500 sementes como o número mínimo. Além de ser influenciada por fatores ambientais, a capacidade de produção de sementes é controlada por fatores genéticos e diferentes clones de batata-doce variam com respeito a este caráter (Jones, 1986). 30 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO A indução do florescimento das plantas de batata-doce por meio da enxertia foi efetiva (figura 3), sendo que dos quinze acessos avaliados, apenas dois não emitiram botões florais devido à morte de todos os enxertos. Por outro lado, nas plantas testemunhas, oito acessos não produziram flores e os sete que floresceram, apresentaram apenas 11 botões florais, num total de 60 plantas (tabela 3). O total de botões florais formados foi de 297 nas plantas enxertadas em I. nil, 357 nas enxertadas I. setosa (figura4), indicando que ambos porta-enxerto promoveram a intensa floração nas plantas de batata-doce, mesmo não tendo sido utilizadas as técnicas de indução de estresse e anelamento, que são também utilizadas para promoção da indução do florescimento (Huamán, 2008). Foram realizados enxertos em 120 plantas (60 em I. nil e 60 em I. setosa), ocorrendo o desenvolvimento inicial de todos os enxertos, mas após quatro meses, apenas 27 enxertos estavam vivos (figura 5). A mortalidade dos enxertos pode ser devida à transmissão de virose do enxerto para o porta-enxerto, uma vez que toda a coleção de acessos de batata-doce está com sintomas de viroses. Sobreviveram 11 enxertos sobre I. nil e 16 sobre I. setosa e esta diferença de comportamento pode ser devida à maior suscetibilidade da I. nil às viroses. Mesmo ocorrendo a mortalidade de 77,5% dos enxertos, as plantas sobreviventes dos enxertos em I. nil produziram 357 botões florais, com média de 32 flores por planta. As enxertadas em I. setosa produziram 297 botões florais, com média de 18 flores por planta sobrevivente. O cálculo da média foi realizado com o número de plantas sobreviventes porque a maioria das mortes ocorreu no início do desenvolvimento das plantas e a floração ocorreu no final do ciclo. 31 Foram obtidas 136 sementes botânicas de seis acessos, embora as plantas estivessem em local com certa restrição de polinização por insetos, devido à cobertura plástica. 0 20 40 60 80 100 31 38 44 53 65 76 83 90 107 114 135 143 Dias após a enxertia N úm er o de b ot õe s flo ra is Ipomoea nill I. setosa Testemunha Figura 4 – Emissão de botões florais de batata-doce enxertadas em plantas de Ipomoea nil e Ipomoea setosa. Brasília, FTB/Embrapa Hortaliças, 2008. Figura 5 – Sobrevivência de plantas de batata-doce enxertadas em Ipomoea nil e Ipomoea setosa. Brasília, FTB/Embrapa Hortaliças, 2008. 32 Tabela 3 - Número de botões florais obtidos até 150 dias em cada acesso de batata-doce enxertado em I. nil e I. setosa. Brasília, FTB/Embrapa Hortaliças, 2008. Acesso Ipomoea setosa Ipomoea nil Não enxertado 1190 37 82 1 1224 3 0 0 1037 0 0 0 1081 72 0 1 1036 25 0 0 1196 78 74 1 1073 19 10 0 1053 1 0 0 1188 2 37 0 1062 32 152 4 1235 0 0 0 1046 5 0 1 1043 13 1 0 353 6 0 2 1079 4 1 1 Total: 297 357 11 35 FOLQUER, F. La Batata (Camote). Estudio de la planta y su producciïon commercial. Buenos Aires, Argentina: Editorial Hemisferio Sur. 144.p.1978. GONZÁLES, H.Y & ANDREONI M.I. Cultivo del Boniato. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. Montevideo. Uruguay. 25.p.1988 GONZÁLEZ, J. El injerto en hortalizas. In: VILARNAU, A.; GONZÁLEZ, J. Planteles: semilleros, viveros. Reus : Ediciones de Horticultura, 1999. Cap.9, p.121- 128. 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