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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS GENÉTICOS VEGETAIS
CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E MOLECULAR
DO BANCO DE GERMOPLASMA DE ARROZ
IRRIGADO (Oryza sativa L.) DA EPAGRI
JULIANA VIEIRA
Dissertação apresentada no Programa de
Pós-Graduação em Recursos Genéticos
Vegetais na Universidade Federal de Santa
Catarina, como parte dos requisitos para
obtenção do Título de Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Rubens Onofre Nodari
Co-orientador: Dr. Rubens Marschalek
FLORIANÓPOLIS
SANTA CATARINA – BRASIL
2007
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Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
ii
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Nilcéia Hoier Vieira e Jorge Atílio Vieira, minha irmã Josy Vieira e
ao meu cunhado Reinaldo Bertholdi, que sempre me apoiaram e me incentivaram.
Ao meu noivo, Vagner Raimondi, que sempre esteve ao meu lado
compartilhando os momentos alegres e mais difíceis com muito amor e amizade.
Ao pesquisador, Dr. Rubens Marschalek, que sempre esteve presente com
entusiasmo, se doando ao máximo ao ato de educar.
Ao professor, Dr. Rubens Onofre Nodari, por compartilhar sua brilhante
experiência em recursos genéticos vegetais.
A toda equipe do Projeto Arroz Irrigado da Epagri - Estação Experimental de
Itajaí, que sempre estiveram ao meu lado incentivando e acreditando no meu potencial.
A Amiga Khadine Tatiane Appio, pela maravilhosa ajuda na caracterização
molecular, atuando sempre com eficiência e muito carinho.
Aos Amigos Adriana Custódio, Walter Soares, Samantha Filipon, Andréa Schmit,
Sandra Sasse, Mariane, Fernanda e Leandro, por terem compartilhado comigo uma das
melhores fases da minha vida durante o curso de Mestrado, principalmente à Adriana
Custódio por ser uma Amiga fantástica.
Aos Amigos, Samuel Batista dos Santos e Estevão Tirelli, por estarem sempre
dispostos a colaborar e ajudar, da melhor maneira possível.
As colegas Magda e Sara pelas orientações com biologia molecular.
A todos os funcionários de campo da Epagri-EEI que sempre ajudaram quando
preciso.
Meus agradecimentos a WUS (World University Service - Germany) projeto APA 1525
através do qual foi possível a aquisição de equipamentos para biologia molecular, e ao
CNPq projeto número 50.7396/2004-9 pelo apoio.
Aos Amigos Raquel Merlo Horn, Flaviano Horn, Rafaela Merlo Horn, Samantha
Nandez, Elaine Buch, Denise e Sueli Mafra, pela amizade sincera.
E a todos que de alguma maneira colaboraram com o presente trabalho.
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iii
“Procure ser uma pessoa de valor, em
vez de ser uma pessoa de sucesso.
O sucesso é conseqüência.”
(Albert Einstein)
iv
DEDICO
À Deus em agradecimento a todas as
minhas conquistas.
v
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS ..................................................................................................... vii
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................... viii
RESUMO ........................................................................................................................ x
I. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1
1.1 Recursos Genéticos vegetais ............................................................................... 3
1.1.1 Banco de Germoplasma ......................................................................... 5
1.2 Recursos Genéticos em Arroz (Oryza sativa L.) ................................................. 6
1.2.1 Arroz em Santa Catarina, Brasil ............................................................. 12
1.3 Caracterização genética .................................................................................... 13
1.3.1 Descritores morfológicos ......................................................................... 13
1.3.2 Marcadores moleculares ......................................................................... 15
II. OBJETIVOS .............................................................................................................. 18
2.1 Gerais ......................................................................................................... 18
2.2 Específicos ................................................................................................. 18
III. MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................ 19
3.1 Organização do banco de germoplasma ............................................................ 19
3.2 Caracterização morfológica ............................................................................... 20
3.3 Caracterização molecular ................................................................................... 23
IV. RESULTADOS ........................................................................................................ 28
4.1 Caracterização Morfológica ............................................................................... 28
4.2 Caracterização Molecular .................................................................................. 44
4.3 Análise comparativa da similaridade genética detectada pelos descritores
morfológicos e AFLP ...................................................................................... 51
V. DISCUSSÃO ............................................................................................................ 52
vi
VI. CONCLUSÕES ....................................................................................................... 60
VII. REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 61
APENDICES ................................................................................................................ 71
1. Acessos do banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri – Estação
Experimental de Itajaí ......................................................................................... 71
2. Descritores para arroz ..................................................................................... 75
3. Matriz de caracterização morfológica com descritores qualitativos ................. 84
4. Matriz de caracterização morfológica com descritores quantitativos ............... 87
5. Protocolo AFLP ................................................................................................ 91
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Número de bancos de germoplasma das principais regiões do mundo. ........ 5
Tabela 2. Região de origem, número de cromossomos e tipo de genoma das espécies
do gênero Oryza. ............................................................................................ 7
Tabela 3. Seqüência dos iniciadores AFLP utilizados na caracterização molecular de
130 acessos de arroz irrigado do banco de germoplasma da Epagri-EEI. .. 26
Tabela 4. Relação de descritores utilizados na análise morfológica dos acessos de
arroz irrigado do banco de germoplasma da Epagri-EEI. .......................... 28
Tabela 5. Agrupamento dos acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI obtidos por meio
de descritores morfológicos e análise de agrupamento UPGMA ................ 37
Tabela 6. Número de bandas amplificadas e polimórficas com quatro combinação de
iniciadores AFLP em acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI. ................. 45
Tabela 7. Agrupamento de 130 acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI através de 111
marcadores AFLP....................................................................................... 48
Tabela 8. Reação de restrição utilizada para AFLP. .................................................... 91
Tabela 9. Reação de ligação utilizada para AFLP. ..................................................... 91
Tabela 10. Reação de pré-amplicação para AFLP. ..................................................... 92
Tabela 11. Reação de amplificação seletiva para AFLP. ............................................ 93
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Evolução da produtividade de arroz irrigado no Brasil, nos Estados de Santa
Catarina e Rio Grande do Sul e no município catarinense Agronômica ........ 1
Figura 2. Tipos de arroz. ............................................................................................... 10
Figura 3. Amostra da coleção base .............................................................................. 19
Figura 4. Amostra da coleção ativa. ............................................................................. 19
Figura 5. Caixa de madeira com solo utilizada para semeadura .................................. 21
Figura 6. Transplante manual de mudas ...................................................................... 21
Figura 7. Visão geral da parcela. .................................................................................. 21
Figura 8. Área experimental utilizada para caracterização morfológica. ...................... 21
Figura 9. Coleta de folhas de arroz para extração de DNA. ......................................... 23
Figura 10. Congelamento das folhas de arroz com nitrogênio líquido. ........................ 23
Figura 11. Organograma das etapas do método de extração de DNA vegetal de acordo
com o protocolo de Doyle & Doyle (1987) ...................................................... 24
Figura 12. Freqüência por classe de descritores da folha de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 29
Figura 13. Freqüência por classe de descritores do colmo de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 30
Figura 14. Freqüência por classe de descritores da panícula de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 32
Figura 15. Freqüência por classe de descritores da espigueta de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 33
ix
Figura 16. Freqüência por classe de descritores do grão de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 34
Figura 17. Freqüência por classe de alguns descritores de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI. ............................................................................... 35
Figura 18. Dendrograma de dissimilaridade genética obtido a partir de análises
morfológicas de 130 acessos do banco de germoplasma de arroz irrigado
da Epagri-EEI. ............................................................................................ 39
Figura 19. Representação gráfica da análise de correspondência múltipla, fator 1 e 2,
dos descritores que formaram os subgrupos A1 e A2 na análise de
agrupamento (em vermelho os descritores e em azul os acessos). ......... 40
Figura 20. Representação gráfica da análise de correspondência múltipla, fator 1 e 2,
dos descritores que formaram os subgrupos B1 e B2 na análise de
agrupamento (em vermelho os descritores e em azul os acessos). ......... 40
Figura 21. Alguns descritores divergentes. ................................................................ 41
Figura 22. Dendrograma de dissimilaridade genética obtido a partir de análises
morfológicas de cultivares e linhagens de arroz irrigado da Epagri-EEI. ....43
Figura 23. Qualidade do DNA extraído de alguns acessos do banco de germoplasma de
arroz irrigado da Epagri (M = marcador de peso molecular conhecido,
Ladder “ФX174 RF DNA/Hae III fragments”)................................................ 44
Figura 24. Gel de poliacrilamida com produtos de amplificação de DNA de acessos de
arroz irrigado com a combinação de iniciador E40 x M62 (M = marcador de
peso molecular conhecido, Ladder “ФX174 RF DNA/Hae III fragments”).... 45
Figura 25. Dendrograma de similaridade genética obtido a partir dos produtos de
amplificação de 111 marcadores AFLP de 130 acessos de arroz irrigado da
Epagri-EEI. ..................................................................................................47
Figura 26. Dendrograma de similaridade genética obtido a partir de 111 marcadores
AFLP de cultivares e linhagens de arroz irrigado da Epagri-EEI. .............. 50
x
RESUMO
O banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri na Estação Experimental
de Itajaí (EEI) é composto de 130 acessos conservados de forma ex situ. O
conhecimento disponível destes acessos era informal. O objetivo deste trabalho foi
caracterizar morfológica e molecularmente os acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI.
Foram utilizados 30 descritores morfológicos e quatro combinações de iniciadores
AFLP. Com a análise de freqüência das classes dos descritores utilizados neste estudo,
observou-se que os acessos possuem ampla divergência nas características das
plantas, principalmente na folha, no colmo, no grão e quanto a vigor, arquitetura, ciclo e
altura de planta. Com a análise agrupamento através da caracterização morfológica, os
acessos agruparam-se em dois grandes grupos com 42% de similaridade. Já com
marcadores AFLP, os acessos agruparam-se em três grandes grupos com 70% de
similaridade. Os descritores morfológicos mostraram maior divergência na separação
dos grupos do que o AFLP. Este último, foi muito eficiente na detecção de variabilidade
entre os acessos, o que propiciou a formação de três grupos. Com a caracterização
molecular obteve-se 111 marcadores com uma média de 28 marcadores por
combinação de iniciador. Os resultados deste trabalho permitem concluir que os
acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI possuem ampla diversidade genética, e que,
nos dois métodos de caracterização, evidencia-se o estreitamento da base genética nas
cultivares de arroz irrigado lançadas pela Epagri,para Santa Catarina. O trabalho
também revelou a existência de características importantes existentes nos acessos e
que poderão ser introduzidas em futuras variedades do programa de melhoramento
genético. Além disso, todas as informações geradas neste trabalho farão parte da
caracterização dos acessos do banco de germoplasma da Epagri.
Palavras-chave: Descritores morfológicos, AFLP, variabilidade genética
xi
ABSTRACT
The rice germplasm bank of Epagri-Estação Experimental de Itajaí (EEI), is formed
by 130 entries preserved ex situ. The present knowledge of these entries is informal.
The objective of this work is to characterize by molecular and morphological procedures
the rice entries put out by Epagri. Thirty morphological descriptors and four AFLP
primer combinations were used . Through the frequency analysis of the descriptors
used in this work it was observed that the entries have wide divergence among the plant
characteristics, mainly in the leaves, shoots, kernel and also in vigor, plant architecture,
life cycle and plant size. The grouping analysis of the morphological characterization
permitted to separate the entries in two groups with 42% similarity. Using the AFLP
markers, however, the entries were divided in three groups with 70% similarity. The
morphological descriptors showed more divergence in the separation of the groups than
AFLP. The latter was very efficient in detecting variability between the entries, which
allowed the arrangement of the three groups. With the molecular characterization 111
markers were obtained with an average of 28 markers per primer combination.. The
results allow to conclude that Epagri´s entries of irrigated rice have an reasonable
genetic diversity and the two characterization methods has shown evidence of the
narrowing of the genetics of the rice cultivars put out by Epagri for Santa Catarina and
by IRGA and Embrapa for Rio Grande do Sul. This work has also shown the presence
of important characteristics in the rice entries which may be used in the future rice
cultivars of the breeding program. All the information which came out of this work will be
part of the rice entries characterization of Epagri´s germplasm bank.
Key words: morphological descriptors, AFLP, genetic variability
xii
1
I. INTRODUÇÃO
Atualmente, apenas 30 espécies provêem 95% da energia na forma de alimentos
no mundo, entre estas, o trigo, arroz e milho são as mais importantes (FAO, 1996). O
arroz ocupa posição de destaque mundial do ponto de vista econômico e social, entre
as culturas anuais. O Estado do Rio Grande do Sul possui a maior produção nacional,
sendo que, Santa Catarina é recordista em produtividade, com uma média de 7,2 t/ha
(Figura 1) (ICEPA, 2006). O município catarinense destaque em produtividade é
Agronômica, localizado no Alto Vale do Itajaí.
Figura 1. Evolução da produtividade de arroz no Brasil, nos Estados de Santa
Catarina, Rio Grande do Sul e no município catarinense Agronômica.
Este resultado é, em parte, conseqüência de um grande trabalho de pesquisa,
principalmente na área de melhoramento genético, que inclui o desenvolvimento de
cultivares de arroz tipo modernas, mais produtivas. Este trabalho é desenvolvido pela
Epagri (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina) na
Estação Experimental de Itajaí (EEI).
A Epagri-EEI já lançou 15 cultivares de arroz irrigado, todas pertencentes à
subespécie indica. Estre estas, inclue-se 11 cultivares oriundas de introdução de
linhagens, provenientes do Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT),
0
2
4
6
8
10
12
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Anos
Produtividade (t/ha)
Brasil
Santa Catarina
Rio Grande do Sul
Agronômica, SC
2
International Rice Research Institute (IRRI), Instituto Agronômico de Campinas (IAC),
Instituto Rio Grandense do Arroz (Irga) e Centro Nacional de Pesquisa em Arroz e
Feijão (Embrapa-CNPAF), duas são descendentes de hibridação controlada, uma de
seleção recorrente (intercruzamento de 10 variedades de arroz), e uma oriunda de
mutação induzida. Atualmente, na Epagri-EEI, a hibridação controlada e a mutação
induzida são as ferramentas mais utilizadas no desenvolvimento de novas cultivares,
sendo que a hibridação é responsável por 80% das linhagens geradas (VIEIRA, et al.,
2007).
Quando se utiliza a hibridação para o desenvolvimento de uma cultivar de arroz,
a maioria dos melhoristas tende a utilizar poucos genitores elite, devido a facilidade de
fixação das características desejáveis reduzindo-se assim, o tempo para o lançamento
da nova cultivar. Por sua vez, a utilização de acessos genéticamente divergentes,
encontrados no banco de germplasma, requer um grande número de retrocruzamentos
para fixação de características superiores, visto que, geralmente, estes acessos
apresentam maior número de características indesejáveis do que desejáveis. No caso
do Brasil, apenas 10 ancestrais contribuíram com 68% do conjunto gênico das
variedades cultivadas (RANGEL et al., 1996). Isto é preocupante, visto que o
estreitamento da base genética é a principal conseqüência, com aumento da
vulnerabilidade e redução de possibilidades de ganhos adicionais em trabalhos de
seleção nos programas de melhoramento, principalmente produtividade de grãos,
podendo trazer conseqüências graves à produção brasileira de arroz. Isto poderia ser
atenuado mediante a ampliação do uso da variabilidade genética disponível nos bancos
de germoplasma, que no entanto, é pouco utilizada devido a falta de caracterização,
organização e informatização.
A variabilidade genética, inter e intra-específica, representativa dos recursos
genéticos vegetais, é em grande parte manejada e organizada nos bancos de
germoplasma, que se constituem em estrutura física onde as coleções são conservadas
na forma de células, tecidos, sementes ou plantas (NASS, 2001). Cada amostra de
germoplasma é denominada de acesso.
Os bancos de germoplasma são coordenados por curadores, pessoas
responsáveis em organizar, coletar, conservar, multiplicar e caracterizar os acessos,
além de promover o intercâmbio de germoplasma.
3
Características como resistência a fatores bióticos e abióticos, alta capacidade
produtiva, adaptados a diversas condições ecológicas, entre outras, são comumente
encontradas nos acessos do banco de germoplasma e, portanto, são de grande
importância ao melhoramento genético das espécies vegetais. No entanto, é necessário
a caracterização destes acessos para que esta variabilidade seja conhecida, podendo-
se utilizar um método específico ou a combinação de métodos para caracterização,
sendo eles: morfológico, bioquímico, citológico e molecular (PEREIRA e PEREIRA,
2006). Segundo Ferreira (2006), os métodos morfológico e molecular são os mais
utilizados para caracterizar acessos do banco de germoplasma.
Os marcadores morfológicos foram os primeiros descobertos e utilizados
cientificamente e hoje se constituem em ferramenta útil ao melhoramento genético. São
baseados no fenótipo, portanto, são utilizadas apenas regiões do DNA que são
expressas. É uma técnica de baixo custo e de fácil estudo, no entanto, a variabilidade
conhecida é limitada e sofre influência ambiental.
Já os marcadores moleculares revelam a seqüência de polimorfismo na estrutura
do DNA, o que significa eficiência e qualidade na caracterização, principalmente por ser
isenta da influência ambiental, no entanto, geralmente não representam seqüências
codificantes.
A Epagri-EEI mantém um banco de germoplasma composto de 130 acessos sem
caracterização genética. Este fato tem limitado a utilização destes acessos no programa
de melhoramento genético da Epagri.
O objetivo do presente trabalho foi de organizar, caracterizar morfológica e
molecularmente 130 acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI, visando promover a
utilização dos acessos no melhoramento genético.
1.1 Recursos Genéticos Vegetais
A partir da década de 50 verificou-se um maior interesse, em termos mundiais,
com relação ao uso e conservação dos recursos genéticos vegetais. A Organização das
Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) promoveu três Conferências
4
Técnicas Internacionais sobre recursos genéticos vegetais, realizadas em 1967, 1973 e
1981 (NASS, 2001).
Na década de 70, sob a coordenação do Consultive Group on International
Agriculture Research (CGIAR), foram criados vários Centros Internacionais de Pesquisa
Agrícola (IARC) que além de desenvolver pesquisas agrícolas tinham a missão de
realizar a conservação de recursos genéticos de importância para a alimentação e
agricultura. Em 1974, foi estabelecido o International Board for Plant Genetic Resources
(IBPGR) com os objetivos de promover e coordenar os trabalhos com recursos
genéticos vegetais em nível mundial. A partir de 1992, o IBPGR deu origem ao
International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI), cuja missão é promover a
conservação e o uso dos recursos genéticos vegetais em benefício das gerações atual
e futura. Em 2006, o IPGRI passou a chamar-se Bioversity International.
Na Conferência das Nações Unidas Sobre o Meio Ambiente e o
Desenvolvimento (UNCPD), também conhecida como “Encontro da Terra”, realizada em
1992 no Rio de Janeiro, foi negociado um documento marcante com relação aos
recursos genéticos vegetais, o qual foi denominado de “Convenção sobre Diversidade
Biológica”. Os objetivos dessa Convenção são a conservação da diversidade biológica,
utilização sustentável de seus componentes e a repartição justa e eqüitativa dos
benefícios derivados da utilização dos recursos genéticos vegetais (CDB, 2000).
Recurso genético significa todo material genético de valor real ou potencial
(CDB, 2000). De acordo com Nass (2001) e Barbieri (2003), eles envolvem toda
variabilidade de espécies de plantas, animais e microrganismos. Segundo Barbieri
(2003), estima-se que a diversidade global das espécies vegetais superiores no planeta
inclua aproximadamente 300 mil a 500 mil plantas, sendo que 250 mil delas já foram
identificadas ou descritas. Dessas, em torno de 30 mil são comestíveis e 7 mil delas já
foram cultivadas ou coletadas pelo homem para utilização em sua alimentação,
vestuário, construção de habitações e uso medicinal ou ornamental (JARAMILO e
BAENA, 2002).
A diversidade genética é de extrema importância para agricultura no controle de
doenças e pragas além de servir como segurança alimentar futura, tendo em vista o
crescimento da população humana (FRALEIGH, 2006; JARAMILO e BAENA, 2002) e
também as mudanças climáticas.
5
A conservação e o uso de recursos genéticos vegetais no Brasil enfrentam
grandes desafios nas áreas de coleta, enriquecimento, conservação, caracterização,
valoração e uso. Um deles, o desconhecimento do valor dos recursos genéticos
vegetais, constitui o principal componente do risco de perdas irreversíveis à diversidade
genética.
De acordo com Lopes (2006) e Mariante et al. (2006), a tendência futura será
gerar acervos estratégicos estruturados para os programas de melhoramento genético,
promovendo maior utilização da variabilidade genética disponível nos bancos de
germoplasma.
1.1.1 Banco de germoplasma
Bancos de germoplasma são estruturas físicas onde as coleções são
conservadas na forma de células, tecidos, sementes ou plantas (NASS, 2001).
Os bancos de germoplasma são úteis como fonte de genes para incorporar em
materiais domesticados e/ou geneticamente melhorados características de interesse
econômico e de importância na alimentação dos povos (DIOLA, 2005). Há dez anos
atrás eram mais de 1.300 bancos de germoplasma identificados, promovendo a
conservação de mais de 5,5 milhões de acessos (Tabela 1), sendo que milho e arroz
representavam 50% do total de acessos (FRALEIGH, 2006).
Tabela 1. Número de bancos de germoplasma das principais regiões do mundo.
Região Nº de bancos de germoplasma
África 124
América Latina e Caribe 227
América do Norte 101
Ásia 293
Europa 469
Oriente Médio 67
TOTAL 1308
Fonte: FAO, 1996.
O banco de germoplasma pode ser organizado na forma de coleção base,
coleção ativa e coleção nuclear (CENARGEN, 2007):
6
Coleção base: acessos conservados a longo prazo. A coleção base é vista como
uma estratégia de segurança, abrigando em seu acervo a coleção ativa duplicada,
e com seus materiais não sendo utilizados para intercâmbio. As coleções base
existentes são todas compostas de sementes ortodoxas. No Brasil, a Embrapa
Recursos Genéticos e Biotecnologia – CENARGEN, é responsável por este tipo de
coleção.
Coleção ativa: acessos rotineiramente usados para propósitos de pesquisa,
caracterização, melhoramento, avaliação e utilização de materiais, conservados a
médio prazo. A coleção ativa é multiplicada de acordo com a demanda pelo
germoplasma por parte de pesquisadores como melhoristas etc e regenerada
periodicamente. O caráter dinâmico da coleção ativa é indicado pelo fato de que
acessos entram e saem de seu inventário, conforme decisões gerenciais. A coleção
ativa deve corresponder a um subconjunto da coleção base.
Coleção nuclear: representa com o mínimo de acessos 70 a 80% da variabilidade
genética da coleção base de uma espécie.
Os bancos de germoplasma de arroz no mundo são portadores de ampla
diversidade genética que ainda é desconhecida na grande maioria. Assim, atualmente,
muitos pesquisadores despendem esforços no estudo da variabilidade genética dos
bancos de germoplasma. No Brasil, destaque deve ser dado a Embrapa (CNPAF,
Cenargen e CPACT), onde pose-se citar os trabalhos de Bonow et al. (2007), Ferreira
(2006), Borba et al. (2006), Brondani et al. (2001), Brondani et al. (2004), e Rangel, et
al. (1996) entre outros, e também a UFPel com trabalhos de Malone et al. (2006) e
Malone et al. (2003).
1.2 Recursos Genéticos em Arroz (Oryza sativa L.)
O gênero Oryza L., pertence à família Poaceae (Gramineae) e compreende
cerca de 25 espécies, entre as quais 23 são silvestres e apenas duas são cultivadas:
Oryza sativa L. e Oryza glaberrima Steud (Tabela 2).
7
Tabela 2. Região de origem, número de cromossomos e tipo de genoma das espécies
do gênero Oryza.
Espécie Região de origem Nº de cromossomos Genoma
Grupo Oyza sativa
O. sativa L. Ásia 24 AA
O. barthii África 24 AA
O. glumaepatula América 24 AA
O. breviligulata África 24 AA
O. glaberrima África 24 AA
O. perennis Ásia 24 AA
O. longistaminata África 24 AA
O. meridionalis Oceania 24 AA
O. nivara Ásia 24 AA
O. rufipogon Ásia 24 AA
Grupo Oryza officinalis
O. punctata África 48 BBCC
O. minuta Asia 48 BBCC
O. eichingeri Africa 24 CC
O. officinalis Ásia 24 CC
O. rhizomatis Ásia 24 CC
O. alta América 48 CCDD
O. glandiglumis América 48 CCDD
O. latifolia América 48 CCDD
O. australiensis Oceania 24 EE
O. brachyantha África 24 FF
Grupo Oryza granulata
O. granulata Ásia 24 GG
O. meyeriana Ásia 24 GG
Grupo Oryza ridleyi
O. longiglumis Ásia 48 HHJJ
O. ridleyi Ásia 48 HHJJ
O. schlechteri* Ásia * *
*Genoma desconhecido. Fonte: VAUGHAN e MORISHIMA (2003); GONZALÉS (1985)
8
A domesticação das espécies silvestres de arroz começou provavelmente há
8.000 anos, sendo primeiramente cultivada no sudeste da Ásia, na Índia e na China
(PEREIRA, 2002). Na Ásia, a domesticação pode ter ocorrido independentemente na
Índia, Myanmar, Tailândia, Laos, Vietnã e China (KHUSH, 1997). Inicialmente, o arroz
foi cultivado em solo sem inundação. Foi na China que o processo de alagamento do
solo e transplantio de plântulas foi aperfeiçoado, o que tornou o arroz plenamente
domesticado (KHUSH, 1997). Não se sabe ao certo onde se originou a espécie Oryza
sativa, embora existam evidências de que o seu centro de origem seja o sudeste
asiático, mais precisamente a região que fica entre a Índia e Myanmar (ANGLADETTE,
1969 e GRIST, 1978) onde a espécie silvestre Oryza rufipogon, ancestral direto de O.
sativa L., encontra-se em abundância (GONZÁLES, 1985). De acordo com trabalhos
de Vavilov, o centro de origem de O. sativa é a região situada ao sudeste do Himalaia,
apesar de as regiões de Madras, na Índia, e Orissa, nas Filipinas, poderem também ser
apontadas como centros primários ou secundários da espécie (GALLI, 1978). Contudo,
Nova Guiné é reconhecida como tendo maior diversidade do gênero Oryza (VAUGHAN
et al., 2005).
A partir da Ásia, o arroz foi introduzido na Grécia em 324 a.C., e posteriormente,
na Europa, onde somente no século XV passou a ser cultivado em maior escala
(KHUSH, 1997). Foi no final do século XV que o arroz foi introduzido na América
Central e Sul. Alguns autores contam inclusive, que teria sido Cristóvão Colombo o
primeiro a trazer algumas sementes de arroz para o Novo Mundo (PEREIRA, 2002). Há
indícios que a ação de pássaros também deve ter contribuído para a dispersão da
espécie no Novo Mundo (VAUGHAN et al., 2005).
De acordo com o processo evolutivo e de domesticação a que se submeteu a
espécie O. sativa L. ao longo do tempo, foram surgindo inúmeros tipos geneticamente
divergentes, os quais foram se adaptando às mais variadas condições agroecológicas.
Com base na distribuição geográfica, na morfologia da planta e do grão, em 1928, esta
espécie foi dividida em duas principais subespécies, indica e japônica.
O grupo indica (Hsien) é amplamente cultivado em regiões tropicais e sub-
tropicais como Sri Lanka, nas regiões sudeste e Central da China, na Índia, em Java,
no Paquistão, nas Filipinas e em Taiwan (MIRANDA FILHO e NASS, 2001;
WATANABE, 1997). Morfologicamente caracteriza-se por possuir colmos longos, alta
9
capacidade de perfilhamento, folhas longas e decumbentes e ciclo longo, grãos longos
e finos, e mostra-se mais adaptada ao sistema irrigado.
O grupo japônica (Keng) é o grupo varietal mais largamente cultivado nas zonas
temperadas (Nordeste e leste da China, Japão e Coréia) (MIRANDA FILHO e NASS,
2001; WATANABE, 1997). Morfologicamente caracteriza-se por apresentar colmos
curtos e rígidos, pouca capacidade de perfilhamento, folhas estreitas de cor verde
escura, grãos curtos e espessos, e ciclo curto. Segundo Cruz et al (2006), as
variedades japônicas são mais tolerantes ao frio do que as índica, e também mais
adaptadas ao sistema de cultivo de sequeiro.
De acordo com Zeng et al. (2007) Yunnan na China é o centro de diferenciação
genética entre as subespécies indica e japônica.
Existe ainda um terceiro grupo chamado de javanica, que segundo Pereira
(2002), parece ter sido produto de seleção no grupo indica encontrado principalmente
na Indonésia.
Em O. sativa, a força de seleção natural e humana, diversidade climática, de
solos e práticas culturais levaram a um aumento da diversidade em arroz, contribuindo
também para diversificação de cultivo, como o de sequeiro e irrigado. Cultivares
tradicionais são mais adaptadas ao sistema de sequeiro e caracterizam-se por
apresentar ciclo vegetativo menor, pouca capacidade de perfilhamento, raízes longas e
espessas, panículas longas, resistentes ao degrane, grãos longos e espessos, folhas e
glumas glabras. Durante a Revolução Verde surgiu o conceito de variedade moderna
de arroz (Figura 2). Variedades modernas apresentam porte baixo, alto potencial em
perfilhamento, folhas largas e eretas, maior número de raízes e estas são mais finas
também, ciclo longo, panículas longas e grãos longos e finos. A primeira cultivar
moderna foi lançada pelo IRRI, cultivar semi-anã IR-8, altamente produtiva, e por isso,
foi extensivamente utilizada como genitor em programas de melhoramento no mundo
todo.
10
Figura 2. Tipos de arroz.
A espécie Oryza glaberima, cultivada na África, tem como centro de origem
primário e de domesticação a África Ocidental, mais precisamente no delta do Rio
Níger, no Mali (CARNEY, 2001). Como centro secundário, são apontadas as áreas
alagadas do Rio Gâmbia, entre os rios Sine e Casamansa, no Senegal. A expansão
desta espécie deu-se pelo Oeste africano, desde Cabo Verde até o Chade, passando
por Gâmbia e Senegal, entre 1500 e 800 a.C. Trata-se de uma espécie cultivada em
pequenas áreas no oeste da África, e genéticamente distante de Oryza sativa (BRAR,
2004). Segundo Carney e Marin (2004), a domesticação de O. glaberrima foi feita por
povos da família lingüística Mande a 4 - 4,5 mil anos atrás. De acordo com Vaughan et
al (2005), Oryza longistaminata é tido como ancestral de O. glaberrima.
A maior variabilidade do gênero Oryza está nas espécies silvestres, que ocorrem
em todos os continentes, com exceção da Antártica. É de extrema importância a
manutenção dessas espécies na condição in situ para que possam continuar evoluindo
frente a mudanças ambientais e produzindo novas associações alélicas melhor
adaptadas aos novos tempos. Muitas empresas recorrem a estas espécies para o
melhoramento genético do arroz. No IRRI, por exemplo, esta é uma das estratégias de
melhoramento (BRAR, 2004) e O. longistaminata da África, é tido como principal
Tradicional Moderno
Futuro
11
genitor. Esta espécie, por exemplo, possui um gene (Xa21) de resistência a uma
grande gama de raças da doença bacteriana de folhas (causada por Xanthomonas
campestris pv. Oryzae, caracterizada pela ponta da folha esbranquiçada). Nas Filipinas
O. longistaminata é resistente a nove raças desta doença. Outra espécie bastante
utilizada por Brar (2004) no IRRI é O. rufipogon por ter grande tolerância a estresses
abióticos.
No Brasil, a Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) utiliza
Oryza glumaepatula no melhoramento genético de arroz, incorporando os genes
silvestres em cultivares elite (RANGEL et al., 2006), sendo o principal objetivo a
ampliação da variabilidade genética.
Na Améria Latina, inclusive no Brasil, têm-se reportado quatro espécies
silvestres, das quais uma é diplóide com genoma A (O. glumaepatula) e três
tetraplóides com genoma CD (O. alta, O. latifólia, O. grandiglumis) (CARABALI et al.,
2006; RANGEL et al., 2006; MIRANDA FILHO e NASS, 2001). Segundo Carabali et al.
(2006), O. latifolia é muito resistente a brusone e ao vírus da folha branca.
A maior diversidade genética de arroz na forma de conservação ex situ é
mantida nos bancos de germoplasma no IRRI (International Rice Research Institute),
localizado nas Filipinas, com 80.617 acessos, e no WARDA (West África Rice
Development Association) em Bouaké, Cote d’Ivoire, com 14.917 acessos (CGIAR,
2005). No Brasil, o banco de germoplasma é mantido na Embrapa – CENARGEN em
Brasília, DF, com 4.000 acessos, sendo que, rotineiramente, é feito a caracterização
morfológica e molecular (FERREIRA, 2006).
O arroz possui um genoma pequeno, com 466 Mb na subespécie indica (YU et
al., 2002) e 420 Mb na subespécie japônica (GOFF et al., 2002). Em estudos de
seqüenciamento genômico do arroz subespécie indica realizados por Yu et al. (2002),
estimou-se a presença de 46.022 a 55.615 genes. O estudo revelou que cerca de
42,2% do genoma indica é formado por seqüências repetidas, sendo a seqüência GC
mais freqüente. Os autores detectaram ainda que 49,4% do genoma do arroz indica é
homologo a Arabidopsis thaliana. O seqüenciamento do genoma da subespécie
japônica realizado por Goff et al. (2002), revelou a existência de 32.000 a 50.000 genes
sendo que a homologia de japônicas com outros cereais é muito grande.
12
1.2.1 Arroz em Santa Catarina, Brasil
Segundo Gameiro et al. (2005), a China é o maior produtor de arroz, seguido da
Índia e da Indonésia. O Brasil ocupa o nono lugar em produção de arroz constituindo-se
no país de maior produção do ocidente. No Brasil, o Rio Grande do Sul é o Estado de
maior produção e Santa Catarina é considerado recordista em produtividade. Até 1985
Santa Catarina importava sementes de arroz de São Paulo e do Rio Grande de Sul.
Após 1985, o estado tornou-se forte exportador de sementes deste cereal, abastecendo
os estados do Rio Grande do Sul, Paraná, Minas Gerais, Rio de Janeiro, São Paulo,
Mato Grosso, além de outros países como Argentina e Bolívia.
O cultivo de arroz em Santa Catarina é conduzido no sistema irrigado com
sementes pré-germinadas. Este método foi introduzido pelos imigrantes italianos no
Vale do Itajaí, no começo do século XX e prosperou, provavelmente, em decorrência do
próprio ambiente da região, caracterizado pela predominância de solos argilosos mal
drenados e pela inexistência de uma estação seca, o que dificultava o preparo
convencional do solo (EPAGRI, 2002).
A atual condição do Estado de Santa Catarina como líder em produtividade se
deve em boa parte, ao trabalho de melhoramento genético feito pela Epagri (Empresa
de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina) na Estação
Experimental de Itajaí. O Programa de Melhoramento Genético tem por objetivo a
geração de cultivares de arroz mais produtivas e de ótima qualidade, resistentes à
doenças, principalmente à brusone, com alto rendimento industrial de grãos inteiros. No
entanto, para o desenvolvimento de cultivares com características superiores, é
imprescindível a utilização de variabilidade genética, a qual se encontra disponível
principalmente nos bancos de germoplasma.
O banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri teve início com o trabalho
de melhoramento genético por volta de 1980. Os primeiros acessos foram provenientes
da introdução de materiais de outras instituições tais como IRGA (Instituto Rio
Grandende do Arroz), IAC (Instituto Agronômico de Campinas), CIAT (Centro Nacional
da Agricultura Tropical), IAPAR (Instituto Agronômico do Paraná), Embrapa - CNPAF,
Universidades dos Estados Unidos e IRRI (International Rice Research Institute).
13
Atualmente o banco é composto de 130 acessos de Oryza sativa, e destes, 119
pertencem a subespécie indica e 15 a subespécie japônica. Estão inclusas no banco 13
cultivares e cinco linhagens da Epagri-EEI, além de 12 cultivares do Rio Grande do Sul
desenvolvidas pelo IRGA e Embrapa-CNPAF.
O germoplasma é conservado ex situ através de sementes em câmara fria a
18ºC e 25% de umidade relativa. No entanto, o banco conta apenas com conhecimento
e caracterização informal.
1.3 Caracterização genética
Marcador genético é todo e qualquer fenótipo decorrente de um gene expresso
(proteínas e características morfológicas), ou de um segmento de DNA (regiões
expressas ou não), cuja seqüência e função pode ou não ser conhecida, e que possui
comportamento de acordo com as leis de Mendel (CENARGEN, 2007).
Quatro grandes grupos de marcadores genéticos são utilizados para
caracterização: morfológico, bioquímico, citológico e molecular. O morfológico baseia-
se na análise do fenótipo onde adota-se uma lista de descritores com diferentes escalas
de notas ou classes as quais são específicas para cada espécie. Marcador bioquímico
pode ser marcador de proteína de semente ou isoenzimas. Ambos baseiam-se na
detecção de diferentes formas moleculares de proteínas e enzimas, com propriedades
de mobilidade eletroforética diferentes. O marcador citológico é aquele que caracteriza
indivíduos de acordo com a estrutura dos cromossomos e o marcador molecular é toda
diferença genética oriunda de um segmento de DNA, correnpondendo a uma região
expressa ou não do genoma.
1.3.1 Descritores morfológicos
Os marcadores morfológicos correspondem à primeira base de todo e qualquer
estudo. Constituem-se na descrição detalhada das características fenotípicas dos
acessos que compõem um banco de germoplasma. Características fenotípicas de
14
variação discreta são utilizadas como marcadores morfológicos desde os tempos de
Mendel, com fenótipos de fácil identificação visual, como nanismo, cor de pétalas,
morfologia foliar, cor e forma das sementes, entre outros.
O estudo da diversidade genética através de características morfológicas é
organizado por descritores os quais são agrupados na forma de listas por órgão de
planta, sendo que cada cultura possui sua lista em particular. O uso de descritores
morfológicos apresenta vantagens como o baixo custo e facilidade na avaliação.
Contudo, apresenta também limitações, especialmente na distinção de genótipos elite
aparentados, a subjetividade na avaliação e o fato de serem influenciados pelo
ambiente. Adicionalmente, muitos deles apresentam ação gênica de dominância.
As características morfológicas do arroz agrupam-se em características
qualitativas e quantitativas. As primeiras são aquelas que definem a espécie ou a
variedade e, geralmente, são controladas por um ou poucos genes, apresentam alta
herdabilidade e não se alteram ou são pouco influenciadas pelo ambiente. As
características quantitativas são controladas por vários genes, apresentam baixa
herdabilidade e são muito influenciadas pelas condições ambientais.
De acordo com Fonseca et al. (2002) e Yan et al. (1999) as características
fortemente influenciadas pelo ambiente em arroz são a presença de arista,
comprimento e espessura do colmo, comprimento da panícula, peso de 1000 grãos,
altura da planta, ciclo, tipo e exerção da panícula, degrane, rendimento de grãos
inteiros e cor das folhas.
Portanto, os descritores morfológicos são ferramenta de extrema importância e
aplicabilidade para a maioria das espécies vegetais no que diz respeito a
caracterização e estudos de diversidade genética, além de não exigir laboratórios
especializados de alto custo, não disponíveis em grande número de países.
A integração entre a análise fenotípica e a alta capacidade de genotipagem
através dos marcadores moleculares possibilita novos paradigmas para o
desenvolvimento de cultivares superiores (FERREIRA, 2006).
15
1.3.2 Marcadores moleculares
Marcador molecular é todo polimorfismo detectado na seqüência do DNA,
podendo ser uma região expressa ou não do genoma. Os marcadores moleculares
podem ser caracterizados como dominantes ou codominantes. Os dominantes são
marcadores que não distinguem homozigotos de heterozigotos, ao contrário dos
codominantes. Enquadram-se como dominantes os AFLP (Polimorfismo de
comprimento de fragmentos amplificados) e RAPD (Polimorfismo de DNA Amplificado
Aleatoriamente). Os codominantes mais conhecidos e utilizados são os Microssatélites
ou SSR (Repetições de seqüência simples) e RFLP (Polimorfismo no comprimento de
fragmentos de restrição). Mais recentemente foram desenvolvidos os SNPs, um tipo de
marcador molecular capaz de diferenciar indivíduos por meio de variação em apenas
um nucleotídeo da seqüência de DNA, codificadoras ou não. Os SNPs mais comuns,
encontrados em diferentes espécies, são os de transição (em que uma base púrica é
substituída por outra púrica) e de transversão (em que uma base púrica é substituída
por uma pirimídica, ou vice-versa) (WEISING, et al., 2005).
Nos últimos anos tem sido observado um constante aumento na utilização de
marcadores moleculares no mundo inteiro (FRALEIGH, 2006), principalmente, pelo fato
de ser um método seguro, uma vez que não é afetado pelo ambiente e permite com
maior segurança, descrever as diferenças entre os acessos, reunindo informações úteis
ao melhoramento genético, além de servir como complementação à técnicas
morfológicas, bioquímicas e citológicas (WEISING et al., 2005). Atualmente, os
marcadores mais utilizados para estudos de diversidade e caracterização de
germoplasma são os SSR, AFLP e RAPD, respectivamente.
Marcadores AFLP baseiam-se da amplificação do DNA visando detectar
diferenças de comprimento em um conjunto de fragmentos selecionados e digeridos por
enzimas de restrição (CAIXETA et al., 2006). Esta metodologia foi proposta por Vos et
al (1995) e consiste essencialmente de quatro etapas. Na primeira o DNA genômico
total do indivíduo é clivado com o uso de duas enzimas de restrição, uma com menor
freqüência de corte (EcoRI) e outra com maior freqüência (Mse I). Uma enzima de corte
raro (EcoRI) reconhece de 6 a 8 pares de base ou uma seqüência rara de bases; por
16
outro lado, uma enzima de corte freqüente reconhece 4 pares de base (VOS et al.,
1995; SAVELKOUL, et al., 1999). Na segunda etapa, adaptadores específicos são
ligados aos terminais dos fragmentos genômicos gerados pela clivagem. Na terceira e
quarta etapa, uma fração dos fragmentos é amplificada seletivamente via PCR
utilizando-se iniciadores especificamente desenhados para reconhecer seqüências nos
adaptadores. Os fragmentos amplificados são separados em gel de alta resolução,
geralmente de poliacrilamida.
De acordo com Vos et al. (1995), as clivagens geram três tipos de fragmentos
que diferem quanto às extremidades: fragmentos grandes resultantes da clivagem pela
enzima rara em ambas as extremidades, fragmentos pequenos resultantes da clivagem
pela enzima freqüente em ambas as extremidades e fragmentos de tamanhos
intermediários resultantes da clivagem combinada rara/freqüente.
Vos et al. (1995) observou que os fragmentos mais freqüentes são aqueles
digeridos em uma extremidade com EcoRI e na outra com MseI. Segundo os autores
isto ocorre porque o iniciador MseI tem temperatura de anelamento menor que o
iniciador de EcoRI.
Na digestão do DNA de cereais, como o arroz, as enzimas mais utilizadas tem
sido EcoRI, MseI e PstI, especialmente as duas primeiras. Nesta etapa de digestão, é
necessário que o DNA seja de excelente qualidade. Isto é considerado fator limitante ao
sucesso da técnica AFLP.
Um dos fatores mais importantes do AFLP, é que este pode gerar muitos
fragmentos, detectando-se cerca de 40 a 200 por eletroforese, sendo que boa parte
destes tem chance de ser polimórfico, o que faz com que sejam muito informativos,
além da alta reprodutibilade e poder de discriminação. Outra vantagem do AFLP é a
utilização de iniciadores arbitrários, não requerendo informação prévia do genoma alvo
do estudo.
O polimorfismo em AFLP é gerado por variações na seqüência em um ou nos
dois sítios de restrição, ou ainda de inserção ou deleção de bases dentro de um
fragmento (WEISING et al., 2005).
Contudo, a exemplo do RAPD, o AFLP detecta apenas um alelo em cada loco do
genoma analisado. O AFLP têm sido utilizado de forma crescente para finalidades de
mapeamento genético, análise de diversidade genética e seleção de genótipos.
17
No melhoramento, as principais atividades que utilizam AFLP são: organização e
caracterização genética de germoplasma e seleção através do método BSA (Bulk
segregant analisys).
As principais limitações dos marcadores AFLP são o baixo conteúdo de
informação genética por locus e o fato de serem dominantes, ou seja, genótipos
heterozigotos não podem ser diretamente discriminados dos homozigotos (FERREIRA
e GRATTAPAGLIA, 1998). Com uso apropriado de software, a intensidade da banda
pode ser uma ferramenta para descriminar homozigotos de heterozigotos (WEISING et
al., 2005; CAVALLI, 2003; SAVELKOUL, et al., 1999). No entanto, segundo Marschalek
(2003), o uso dessa técnica não é muito confiável, pois não é possível ao software
realmente fazer uma análise codominante dos fragmentos AFLP. O autor conseguiu
com a estratégia referida identificar os heterozigotos com clareza em apenas 26% dos
marcadores obtidos. Esses softwares podem ser utilizados para esse fim, quando
usados junto com marcadores codominantes (RFLP e SSR) a fim de certificar-se dos
resultados (MARSCHALEK, 2003).
18
II. OBJETIVOS
2.1 Gerais
Caracterizar acessos do banco de germoplasma de arroz irrigado (Oryza
sativa L.) da Epagri, através de descritores morfológicos e moleculares e, com isso,
estimar a variabilidade genética existente e subsidiar o programa de melhoramento da
espécie.
2.2 Específicos
Avaliar e caracterizar os acessos que compõem o banco de germoplasma de
arroz irrigado;
Identificar o grau de similaridade entre os acessos do banco de germoplasma de
arroz irrigado;
Identificar as principais características dos grupos dos acessos aglutinados pela
análise de agrupamento;
Facilitar e aumentar o uso dos acessos do banco de germoplasma de arroz
irrigado da Epagri no melhoramento genético e no intercâmbio de germoplasma
com outras instituições.
19
III. MATERIAL E MÉTODOS
Toda a caracterização morfológica e molecular foi feita na Epagri – Estação
Experimental de Itajaí (EEI).
3.1 Organização do banco de germoplasma
O banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri-EEI foi organizado em duas
sub-amostras: uma com 100 g, armazenada em envelopes de papel com objetivo de
conservação da variabilidade genética, denominada como coleção base (Figura 3), e
outra amostra de 400 g armazenada em potes plásticos para duplicata e multiplicação,
denominada como coleção ativa (Figura 4).
A FAO (1996) afirma a necessidade de terem-se três sub-amostras: uma para
duplicata, outra para segurança, e uma terceira para multiplicação. A Epagri-EEI
manteve apenas duas sub-amostras, uma vez que a coleção ativa é formada por
grande número de sementes. Além disso, a quantidade de sementes por amostra
Figura 3. Amostra da coleção base.
Figura 4. Amostra da coleção ativa.
20
armazenada para conservação (Coleção base) é superior a recomendada pela FAO e
por Diola (2006):
Y = [(100/Gi)/0,5] x 3
Onde:
Y = número de sementes para a composição do acesso
Gi = taxa média (%) de germinação no momento da introdução
0,5 = 50% da germinação média pós-colheita
100 = número de sementes para a captura alélica
3 = número de sub-amostras
3.2 Caracterização Morfológica
Os 130 acessos de arroz irrigado (Apêndice 1) foram caracterizados em dois
anos, 2004/05 e 2005/06, a fim de melhor aferir e validar os caracteres quantitativos.
Foram utilizados 43 descritores da Bioversity International com algumas alterações
(Apêndice 2).
Para a caracterização, as sementes dos acessos foram semeadas em caixas de
madeira (60 cm x 30 cm x 4 cm) contendo solo peneirado, de textura arenosa e de
baixa fertilidade (Figura 5). Vinte dias após a semeadura, foi feito o transplante manual
das mudas para lavoura, quando as plântulas apresentavam duas a três folhas (Figura
6). Cada parcela foi constituída por 6 linhas espaçadas de 0,30 m e com comprimento
de 3 m. Na linha, as mudas foram distribuídas uniformemente a cada 0,20 m (Figura 7).
A adubação básica foi feita com fósforo e potássio de acordo com a
recomendação da análise de solo. As adubações de cobertura foram realizadas com
nitrogênio na forma de uréia, sendo aplicados 45 kg/ha aos 25 dias e 45 kg/ha aos 60
dias após o transplante. A área experimental foi alagada dois dias após o transplante,
com uma lâmina de água de cinco a dez cm (Figura 8). Manteve-se a lâmina de água
até próximo à maturação, época em que foi feita a drenagem do quadro para a colheita.
Colheram-se manualmente dez plantas para cada acesso nas linhas centrais, a fim de
garantir a pureza genética dos acessos.
21
Os acessos foram caracterizados desde o início de perfilhamento até a colheita,
com algumas avaliações na pós-colheita. Para os caracteres qualitativos adotou-se a
média de dez plantas (IPGRI, 2005).
Inicialmente uma análise de freqüência de classes dos descritores foi feita a fim
de verificar a variabilidade morfológica existente dos acessos de arroz irrigado.
Figura 6. Transplante manual de mudas.
Figura 5. Caixa de madeira com solo
utilizada para semeadura.
Figura 7. Visão geral da parcela.
Figura 8. Área experimental utilizada para
caracterização morfológica.
21
22
A análise estatística para caracterização morfológica inclui também a análise de
agrupamento através da distância euclidiana como medida de dissimilaridade entre os
acessos. A distância euclidiana é calculada através da equação (KREBS, 1998):
Distância =
n
(x - y ) ,
i = 1
ii
2
∑
Onde:
xi = número de acessos com característica A
xi = número de acessos com característica B
n = número total de acessos
Adotou-se o método de Ward, que é um método de variância, derivado de um
processo hierárquico e aglomerativo, para fazer o agrupamento dos acessos. O método
de Ward forma grupos de maneira a atingir sempre o menor erro interno entre os
vetores que compõe cada grupo e o vetor médio do grupo. Isto equivale a buscar o
mínimo desvio padrão entre os dados de cada grupo (MAROCO, 2003). Este método foi
adotado pelo fato de possibilitar a análise da variabilidade existente entre grupos e
dentro de grupos. A análise foi processada através do programa computacional
Statistica 5.0.
Fez-se também uma análise de Componentes Principais através da
correspondência múltipla para averiguar quais os descritores que mais contribuíram
para formação e discriminação dos grupos. Este teste foi realizado através do programa
computacional SPAD (Sistema de análise exploratória de dados simples e
multidimensional).
23
3.3 Caracterização molecular
Para extração de DNA coletou-se 0,15 g de folhas jovens aos 30 dias após o
transplante das plântulas na lavoura, estadio em que as plântulas apresentavam 10-15
folhas (Figura 9). As folhas coletadas foram congeladas com nitrogênio líquido e
armazenadas em congelador até o momento da extração do DNA (Figura 10). A
extração de DNA seguiu o protocolo tradicionalmente utilizado em plantas (DOYLE &
DOYLE, 1987), (Figura 11).
Figura 9. Coleta de folhas de arroz para extração de DNA.
Figura 10. Congelamento de folhas de arroz com
nitrogênio líquido.
24
Figura 11. Organograma das etapas do método de extração de DNA vegetal de acordo com
o protocolo de Doyle & Doyle (1987).
Lavar o pellet 2x com
álcool 70%
Ruptura dos
tecidos
Adicionar 700 µL de
Tampão de Extração + 6 µL
de RNAse/amostra
Adicionar 1,4 µL de
Mercaptoetanol
Agitar em
vortex
Incubar a 37ºC por 30
min + 60 min a 60ºC
(agitar a cada 15 min)
Adicionar 600 µL de
clorofórmio:álcool
isoamilico (24:1)
Agitar levemente
Adicionar 1/10 do
volume de CTAB 10%
Adicionar 400 µL
isopropanol 100%
Incubar a
-20ºC
Centrifugar a 7000
rpm por 5 min
Lavar o pellet com
álcool 100%
Retirar fase aquosa
Centrifugar a 12.000 rpm / 5 min
Retirar sobrenadante
Descartar
sobrenadante
Deixar escorrer até
sair todo o álcool
Solubilizar o DNA
em 30
µL de TE
Incubar o DNA a
65ºC por 60 min
Deixar em temperatura
ambiente por uma hora e
armazenar em geladeira
25
Primeiramente, foi realizada a ruptura dos tecidos por meio de maceração em
nitrogênio líquido e, posteriormente, adicionado tampão de extração, que causa ruptura
das células por desequilíbrio osmótico devido a presença de NaCl. O SDS (Dodecil
Sulfato de Sódio) é um detergente aniônico que se liga à maioria das proteínas, e
também auxilia no processo de lise. Em seguida, ocorre a solubilização do tecido
vegetal e eliminação de polissacarídeos através do detergente CTAB
(Hexadecyltrimethylammonium bromide). Após a lise das células, foi feito a purificação
do DNA utilizando-se uma solução de clorofórmio e álcool isoamílico (24:1), que são
solventes orgânicos. Após essa fase, adicionou-se enzima RNAse para que esta
degrade vestígios de RNA. Para continuar com o processo de purificação do DNA, é
necessário a precipitação deste com isopropanol ou etanol 100%. Em seguida, fez-se
uma segunda lavagem com álcool 70%. Ao final, ressuspendeu-se o DNA com tampão
TE (Tris-HCl e EDTA [ácido etilenodiamino tetra-acético]), a 65ºC por uma hora.
Para conhecimento da concentração de DNA a ser utilizado nas amplificações, foi
utilizado um fluorômetro (VersaFluor – Bio-Rad) usando o kit Fluorescent DNA
Quantification (170-2480 Bio-Rad). Após determinada a concentração, as amostras
foram diluídas para concentração padrão de 25 ng/µL e armazenados a 4ºC até o uso.
A avaliação da qualidade do DNA extraído foi baseado em uma eletroforese
horizontal em gel com 0,8 % de agarose e com brometo de etídio (0,5 µg/ml), utilizando-
se o tampão TAE 0,5x (Tris-Acetato-EDTA), sob as seguintes condições eletroforéticas:
60 V e 35 mA por 1 hora.
As reações de restrição, ligação, pré-amplificação e amplificação seletiva
seguiram o protocolo de Vos et al. (1995) e Marschalek (2003), cujos protocolos
encontram-se no apêndice 4.
Na restrição o DNA foi digerido com as enzimas EcoRI e MseI, sendo a reação
de ligação feita imediatamente após a restrição.
Os iniciadores utilizados na reação de pré-amplificação têm a seguinte seqüência
de bases: iniciador EcoA 5´ CTG CGT ACC AAT TCA 3´, iniciador MseA 5´ GAT GAG
TCC TGA GTA AC 3´.
Na amplificação seletiva foram testadas sete combinações de iniciadores AFLP,
E13 x M60, E40 x M62, E40 x M59, E40 x M48, E32 x M62, E32 x M48 e E13 x M62,
26
mas apenas quatro foram consideradas na análise (E40 x M62, E13 x M60, E40 x M59
e E40 x M48). A seqüência dos iniciadores encontram-se na Tabela 3.
Tabela 3. Seqüência dos iniciadores AFLP utilizados na caracterização molecular de
130 acessos de arroz irrigado do banco de germoplasma da Epagri-EEI.
Iniciador Seqüência
E13 5´ GTA GAC TGC GTA CCA ATT CAG 3´
E32 5' CTG CGT ACC AAT TCA AC 3'
E40 5´ CTG CGT ACC AAT TCA GC 3´
M59 5´ GAT GAG TCC TGA GTA ACT A 3´
M48 5´ GAT GAG TCC TGA GTA ACA C 3´
M62 5' GAT GAG TCC TGA GTA ACT T 3'
M60 5´GAT GAG TCC TGA GTA ACT C 3´
Para a separação e visualização dos produtos de PCR foi utilizado eletroforese
vertical (Cuba Sequi-Gen GT System, 38 x 50 cm, Bio-Rad) com gel de poliacrilamida
6% (38 cm x 0,4 mm). Para preparar o gel de poliacrilamida foram utilizadas as
seguintes soluções: tampão de corrida TBE 10 X, amoniopersulfato 0,7% e temed
0,01% e uréia agrícola (APPIO et al., 2007). O tampão de corrida TBE 10X é
constituído de Tris-HCl (1.340 mM), acido bórico (450 mM), EDTA (25 mM), pH de 9.2.
Antes da aplicação das amostras no gel, foi realizado um processo denominado pré-
corrida, onde o gel é aquecido por aproximadamente 15 minutos até atingir 40ºC com
as seguintes condições eletroforéticas 400 mA, 100 W e 2900 V. Em seguida, os
produtos de amplificação foram misturados com 5 µL de tampão desnaturante e de
carregamento (98% formamida, 10 mM EDTA, 0,025% bromofenol blue, 0,025% xileno
cianol) seguido de 94ºC por 5 minutos e rapidamente resfriadas em gelo antes de
serem aplicadas no gel. Na seqüência, uma olíquota de 9 µL de cada amostra foi
aplicada no gel. O tempo de eletroforese foi de três horas sob as mesmas condições da
pré-corrida.
Após a eletroforese submeteu-se o gel ao processo de fixação onde permaneceu
por 10 minutos em solução de 10% etanol e 1% ácido acético. Em seguida, foi lavado
27
com água limpa e por três minutos ficou em solução de pré-tratamento com 1,5% de
ácido nítrico. Após a segunda lavagem com água, o gel permaneceu por uma hora em
solução de impregnação com 0,3% nitrato de prata. Depois desta etapa, o gel foi
rapidamente lavado com água e seguiu para a revelação feita em solução com 3%
carbonato de sódio e 0,1% formaldeído sob agitação constante. Após a revelação das
“bandas”, o gel era imerso por cinco minutos em solução de bloqueio (5% de ácido
acético) e em seguida o gel permaneceu por 15 minutos em solução hidratadora (1,5%
glicerol). Após a secagem do gel em temperatura ambiente, foi feito fotodocumentação
com um scanner e registro em computador.
Os resultados foram organizados na forma de uma matriz binária onde cada
acesso recebeu “0” para fragmentos ausentes e “1” para fragmentos presentes. Em
seguida, foram submetidos a análise de agrupamento a partir da estimativa de valores
do coeficiente de Jaccard, sendo o grau de similaridade genética entre grupos de
acessos, gerado através do algorítmo UPGMA (Agrupamento por medias não
ponderadas), o que resultou em um dendrograma. O método UPGMA utiliza um
algoritmo de organizações seqüenciais, nos quais as relações topológicas são
identificadas por ordem de similaridade e a árvore filogenética é construída passo a
passo. Ou seja, primeiro deve-se identificar dentro de vários acessos dois que são mais
similares e tratá-los como um único, chamado de unidade composta. A partir daí os
outros acessos são analisados e é identificado o próximo acesso com maior
similaridade ao par já constituído, cujo novo grupo é novamente arranjado e assim por
diante. O coeficiente de Jaccard baseia-se na equação (KREBS, 1998):
Onde:
Sj = Coeficiente de similaridade de Jaccard
a = número de casos em que a presença da banda existe para todos os acessos
considerados
b = número de casos em que a presença da banda existe para o acesso “X”
c = número de casos em que a presença da banda existe para o acesso “Y”...
Considerou-se na análise molecular apenas bandas fortes e consistentes.
a + b + c
S
j
= a
28
IV. RESULTADOS
4.1 Caracterização Morfológica
Dentre os 43 descritores morfológicos utilizados, 30 foram inseridos nesta
análise, sendo que, 21 são de caráter qualitativo e nove quantitativos (Tabela 4). Estes
30 descritores revelaram parte da diversidade genética existente nos acessos de arroz, o
que permitiu a caracterização dos mesmos. Os demais descritores não foram inseridos
na análise pelo fato de não apresentarem variabilidade ou por serem muito influenciados
pela ação ambiental.
Tabela 4. Relação de descritores utilizados na análise morfológica dos acessos de
arroz irrigado do banco de germoplasma da Epagri-EEI.
Código FOLHA Código ESPIGUETA
PF Pubescência Ari Presença de Arista
CF Cor Ces Cor do estigma
AFI Ângulo das folhas inferiores Cpa Cor da pálea
AFB Ângulo da folha bandeira CGL Comprimento das glumelas
CF1 Comprimento Cap Cor do apículo
LF Largura GRÃOS
CLI Comprimento da lígula Pgr Peso de 1000 grãos
COLMO Fgr Forma
Pr Perfilhamento PGr Pilosidade
AP Ângulo do perfilho Ges Gesso
CC Comprimento Cend Cor do endosperma
EC Espessura OUTROS
PANÍCULA Vig Vigor
TP Tipo Arq Arquitetura de planta
Ex Excerção Cic Ciclo
AX Axis Alt Altura de planta
De Degrane
CPA Comprimento
A análise da freqüência das classes dos descritores utilizados neste trabalho
revelou a presença de razoável diversidade genética nos acessos de arroz irrigado do
banco de germoplasma da Epagri-EEI (Figuras 12 a 18).
29
Os descritores relacionados à folha (Figura 12) revelaram grande diversidade
entre os acessos para todas as características. Na largura da folha 98% dos acessos
apresentaram entre um e dois centímetros.
Figura 12. Freqüência por classe de descritores da folha de 130 acessos de arroz irrigado da
Epagri-EEI.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Verde claro Verde Verde
escuro
Púrpura na
margem
Púrpura
0
10
20
30
40
50
60
Glabra Escassa Média Forte
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Folhas inferiores Folha bandeira
Ereta (< 30 ºC) Intermediário (entre 31 e 61 ºC) decumbente (> 90 ºC)
0
10
20
30
40
50
60
< 21 cm 22 - 32 cm 33 - 45 cm 46 - 60 cm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
> 2 cm 1 - 2 cm < 1 cm
Freqüência (%)
Descritores
Pubescência
Cor
Ângulo
Comprimento
Largura
FOLHAS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0,3 - 1 cm 1,1 - 1,5 cm > 1,5 cm
Comprimento da lígula
30
A pubescência das folhas foi forte na maioria dos acessos (55%) sendo que
muitos acessos tiveram folhas glabras (22%) e com pubescência média (20%), com
poucos indivíduos de pubescência escassa (3%). Muitos acessos tiveram a cor da folha
variando entre verde claro a verde escuro com um número expressivo de acessos com
folhas de cor verde. Apenas dois acessos tiveram folhas verdes com margem púrpura
(RCN-B-93-176 [25] e RCN-B-93-193 [26]) e um acesso com folhas totalmente
púrpuras (Roxo [44]). O ângulo das folhas inferiores variou bastante sendo que a
maioria teve folhas com ângulo intermediário. Já o ângulo da folha bandeira foi ereto
para a maioria dos acessos. Grande número de acessos teve o comprimento da lígula
entre 0,3 cm a 1,5 cm. A maioria dos acessos apresenta folhas largas e compridas.
Na freqüência de descritores avaliados no colmo também houve variabilidade
(Figura 13).
Figura 13. Freqüência por classe de descritores do colmo de 130 acessos de arroz irrigado da
Epagri-EEI.
0
5
10
15
20
25
30
35
Excelente Bom Médio Pobre Muito pobre
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
Ereto (menor que 30 ºC) Intermediário (entre 30 e 60 ºC)
0
10
20
30
40
50
60
51 - 70 cm 71 - 90 cm 91 - 110 cm 111 - 130 cm 131 - 150 cm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
> 8 mm 5 - 8 mm < 5 mm
Descritores
Freqüência (%)
Perfilhamento
Ângulo dos
p
erfilhos
Com
p
rimento
Es
p
essura
COLMO
31
O perfilhamento variou muito na maioria dos acessos havendo muitos acessos
com perfilhamento excelente e bom. O ângulo dos perfilhos foi ereto na maioria dos
acessos. O comprimento do colmo variou muito entre 51 e 110 cm, sendo que a maioria
teve colmos de 71 a 90 cm. A espessura do colmo teve razoável variabilidade e a
maioria dos acessos teve colmos de 5 a 8 mm. É importante ressaltar, que houve
10,7% de acessos com a espessura do colmo superior a 8 mm. Esta característica,
assim como o perfilhamento, é muito importante no melhoramento genético de arroz. É
possível selecionar no banco de germoplasma da Epagri-EEI muitos progenitores com
ampla diversidade promissora para estas características.
Na panícula a variabilidade na freqüência dos descritores não foi muito ampla,
onde a maioria dos acessos concentrou-se em uma ou duas classes de um mesmo
descritor (Figura 14).
Muitos acessos (71,5%) tiveram panícula tipo normal, sendo que alguns acessos
são promissores por apresentarem panícula tipo compacta (15,4%) e multiespigueta
(2,3%). A excerção da panícula variou entre completa a média, sendo que maioria teve
excerção média. O axis predominou de forma caído (98%). O comprimento da panícula é
uma característica muito visada no melhoramento genético, e a maioria dos acessos
estudados tiveram panículas variando de 31 a 21,1 cm (84,6%).
32
Figura 14. Freqüência por classe de descritores da panícula de 130 acessos de arroz irrigado
da Epagri-EEI.
Na espigueta a diversidade foi menor sendo que apenas a cor do apículo
mostrou razoável variabilidade (Figura 15).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Compacta Normal Aberta Multiespigueta
0
10
20
30
40
50
60
70
Completa Média Justa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Caído Reto
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Difícil Intermediário Fácil
Tipo
Excerção
Axis
Degrane
Comprimento
Descritores
Freqüência (%)
PANÍCULA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
> 41 cm 31,1 - 41 cm 31 - 21,1 cm 11 - 21 cm
33
Figura 15. Freqüência por classe de descritores da espigueta de 130 acessos de arroz
irrigado da Epagri-EEI.
A arista foi ausente para 91% dos acessos e o estigma foi branco para 93,1%
dos acessos. A cor do estigma é um dos principais descritores para caracterização
morfológica de arroz. A pálea foi de cor palha para 96,1% dos acessos. O comprimento
das glumelas caracterizou especificamente o acesso Chon Kuc pois apenas este
apresenta glumela longa, quase do tamanho do grão. A cor do apículo também é
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Branco Amarelo/Palha Marron Púrpura Preto
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Ausente Microarista e pouco
aristado
Microarista e
completamente
aristado
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Branco Púrpura Preto
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Palha Dourada Manchas marron
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
até 1 mm > 1 mm
Arista
Cor do estigma
Cor da pálea
Comprimento das
glumelas
Cor do apículo
Descritores
Freqüência (%)
Espigueta
34
considerado um descritor importante na caracterização de arroz, sendo que neste
trabalho, a maioria dos acessos mostrou apículo cor palha e preto, respectivamente.
Em todas as classes de cada descritor no grão houve muitas variações
morfológicas, porém, a cor do endosperma mostrou pouca diversidade (Figura 16). A
maioria dos acessos apresentou grãos alongados e muito alongados.
Figura 16. Freqüência por classe de descritores do grão de 130 acessos de arroz irrigado da
Epagri-EEI.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
< 22,5 22,6 - 24 24,1 - 25,5 25,6 - 27 27,1 - 28,5 28,6 - 30 30,1 - 31,5 31,6 - 33 > 33
0
10
20
30
40
50
60
70
Muito alongado Alongado Meio-alongado Semi arredondado
0
10
20
30
40
50
60
Ausente Pouco Muito
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0% < 10 % Entre 10 e
20%
Mais de 20%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Branca Pardo-clara Parda-
translúcido
Vermelha
Cor do endosperma
Gesso
Pilosidade
Forma
Peso de 1000 grãos
Grãos
Freqüência (%)
Descritores
35
Os descritores vigor, ciclo, arquitetura e altura de planta foram os mais
divergentes na análise de freqüência de descritores (Figura 17). O acesso
Multiespigueta foi o único acesso que teve ciclo de 188 dias, o que o caracteriza como
super-longo. Ciclo muito longo tiveram os acessos RCN-N-93-193 (175 dias), RCN-B-
93-176 (175 dias), BRA 031112 (153 dias) e PR 206 (159 dias). Estes descritores
discriminam efetivamente estes acessos. Além do ciclo, a altura de planta também
caracterizou especificamente os acessos Multiespigueta e IAC 435, os quais tiveram
altura de 163 cm e 153 cm respectivamente. O Multiespigueta é um acesso facilmente
identificado pela altura e tipo de panícula.
Figura 17. Freqüência por classe de alguns descritores de 130 acessos de arroz irrigado da
Epagri-EEI.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Extra vigorosa Vigorosa Normal Pouco
vigorosa
Plantas muito
fracas
0
5
10
15
20
25
30
35
Excelente Boa Médio Regular Horrível
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Precoce Curto Médio Longo Muito
longo
Super
longo
0
10
20
30
40
50
60
50-70 cm 71-90 cm 91-110 cm 111-130 cm 131-150 cm > 150 cm
Outros
Vigor Arquitetura
Ciclo
Altura de planta
Descritores
Fre
q
üência
(
%
)
36
Na análise de agrupamento, representada no dendrograma (Figura 18), obtido a
partir de 30 descritores, observa-se que os acessos de arroz irrigado formaram dois
grandes grupos (A e B), com 42% de similaridade entre eles. Os acessos que formam
estes grupos estão descritos na Tabela 5.
O grupo A subdivide-se em dois subgrupos, A1 e A2 com 60% de similaridade
entre eles (= 40% de dissimilaridade). O subgrupo A1 é formado por 29 acessos, 28 da
subespécie indica e um da subespécie japônica. Neste subgrupo estão inclusos três
linhagens da Epagri-EEI (SC 354, SC 355 e SC 213). O subgrupo A2 é formado por 30
acessos, 23 da subespécie indica e sete da subespécie japônica. Este subgrupo é mais
divergente do que o subgrupo A1.
O grupo B também se subdivide em dois grupos menores (B1 e B2) com 50% de
similaridade entre eles. No subgrupo B1 estão inclusos 50 acessos e entre eles
encontram-se 12 cultivares e duas linhagens desenvolvidas pela Epagri-EEI. O
subgrupo B2 inclui 14 acessos da subespécie indica e sete da subespécie japônica.
As cultivares do Rio Grande do Sul, desenvolvidas pelo IRGA e pela Embrapa,
mostraram-se muito similares entre si, com sete cultivares agrupadas no subgrupo B1 e
quatro no grupo A, sendo 1 no subgrupo A1 e 3 no subgrupo A2.
Com a análise de correspondência múltipla, através do Fator 1, foi possível
identificar os descritores que formaram os subgrupos A1, A2, B1 e B2 (Figura 19 e 20).
As características que contribuíram para formação do subgrupo A1 foram a altura
média de plantas, grãos longos e finos, ciclo longo, excelente arquitetura, folha
bandeira ereta, alto vigor, folha com pouca pubescencia, bom perfilhamento, panícula
longa de tipo normal e multiespigueta com axis reto. Já o subgrupo A2 foi formado por
acessos de baixo vigor, apículo de coloração escura, pouco perfilhamento, panícula tipo
compacta com axis caído, ciclo curto, folha bandeira decumbente, plantas de altura
baixa, arquitetura regular, folhas lisas, grãos médios e curtos e panícula curta.
O subgrupo B1 é formado por acessos do tipo moderno, com excelente
arquitetura, bom perfilhamento com ângulo ereto, ciclo longo, peso de 1000 grãos
variando de 25,5 a 30 g, excelente vigor, grãos longos e finos e panículas longas de
tipo normal. Neste subgrupo incluem-se todas as cultivares dos Estados de Santa
Catarina (desenvolvidas pela Epagri-EEI) e a maioria das cultivares do Rio Grande do
Sul (desenvolvidas pelo IRGA e Embrapa). No subgrupo B2 predominam acessos de
37
tipo tradicional, com altura de planta elevada, ciclo muito longo, com alguns acessos de
ciclo precoce, grãos espessos e curtos, peso de 1000 grãos superior a 31 g, perfilhos
com ângulo intermediário e aberto, arquitetura ruim, colmo longo e espesso e de baixo
vigor. As características folhas verdes com bainha púrpura, grãos de pálea dourada,
folhas de pouca pubescencia e ciclo super-longo diferenciam os acessos RCN-B-93-
176 e RCN-B-93-193 (A-25 e A-26, respectivamente) dos demais acessos.
Na figura 21 encontram-se os descritores de maior divergência, os quais
causaram a maior discriminação entre acessos.
Tabela 5. Agrupamento dos acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI obtidos por meio
de descritores morfológicos e análise de agrupamento UPGMA.
GRUPO A
Subgrupo A1 Subgrupo A2
Cód. Acessos Subespécie Cód. Acessos Subespécie
A-122 EEI 3407 Indica A-121 Isolinea 21 Indica
A-115 Tebonnet Indica A-120 Isolinea 10 Indica
A-112 EEI 3413 Indica
A-119 Isolinea 8 Indica
A-111 EEI 51 Indica
A-118 Isolinea 1 Indica
A-110 EEI 31 Indica
A-124 E Chee Goo Indica
A-67 Akitakomachi Japônica
A-52 Arrank Indica
A-56 Irga 408 Indica
A-117 Zenith Japônica
A-48 Cypress Indica
A-94 Bico torto Japônica
A-41 PR 315 Indica
A-77 EEA 406 Japônica
A-101 BRA 031024 Indica
A-62 IAC 25 Japônica
A-99 BRA 031007 Indica
A-54 Bojuru Japônica
A-42 PR 206 Indica
A-14 Koshihikari Japônica
A-123 EEI 49 Indica
A-59 Irga 419 Indica
A-106 P75-1 Indica
A-51 Taim Indica
A-113 IR 665 Indica
A-84 WC 168 Indica
A-104 CNA 7559 Indica
A-73 Brazos Indica
A-103 BRA 031151 Indica
A-97 Newrex Indica
A-66 IAC 4440 Indica
A-70 Metica Indica
A-39 PR 142 Indica
A-53 Firmeza Indica
A-105 CNA 8513 Indica
A-47 Lacassine Indica
A-98 BRA 031013 Indica
A-45 AS 3510 Indica
A-83 WC 299 Indica
A-116 Earl Japônica
A-23 Raminad Indica
A-30 Yerua 11 Indica
A-127 SC 354 Indica
A-72 Bluebelle Indica
A-102 BRA 031117 Indica
A-15 Dawn Indica
A-128 SC 355 Indica
A-68 Wells Indica
A-34 CIAT 134 Indica
A-46 PCW 16 Indica
A-130 SC 213 Indica
A-31 Sheathblight Indica
A-17 Cica 8 Indica
A-36 Kaybonnet Indica
A-13 Labelle Indica
38
GRUPO B
Subgrupo B1
Cód. Acessos Subespécie Cód. Acessos Subespécie
A-107 EEI 3406 Indica A-10 SCS BRS 111 Indica
A-126 SC 389 Indica A-58 Irga 417 Indica
A-87 EEI 2 Indica
A-60 Irga 422 CL Indica
A-75 BR Irga 414 Indica
A-6 Epagri 106 Indica
A-91 EEI 23 Indica
A-129 SC 385 Indica
A-76 BR Irga 415 Indica
A-82 WC 277 Indica
A-92 EEI 27 Indica
A-114 SCS 114 Andosan Indica
A-57 Irga 416 Indica
A-18 Cica 9 Indica
A-29 Yerua PA Indica
A-9 Epagri 109 Indica
A-12 SCSBRS Tio Taka Indica
Subgrupo B2
A-11 SCS 112 Indica A-26 RCN-B-93-193 Indica
A-8 Epagri 108 Indica A-25 RCN-B-93-176 Indica
A-108 EEI 3414 Indica
A-20 Passarinho Japônica
A-24 Orizica Llianos 5 Indica
A-19 Multiespigueta Indica
A-96 Piracema Indica
A-100 BRA 031112 Indica
A-95 Qualitá Indica
A-86 WC 47 Indica
A-22 NP 125 Indica
A-63 IAC 101 Indica
A-38 PR 134 Indica
A-88 EEI 9 Indica
A-33 Selecta mejorada Indica
A-37 P 899 Indica
A-21 Fedearroz 50 Indica
A-81 XP 2101 Indica
A-50 CNA 7830 Indica
A-44 Roxo Japônica
A-35 CIAT 43 Indica
A-125 Chon Kuc Japônica
A-90 EEI 20 Indica
A-71 Mochigome Japônica
A-7 Epagri 107 Indica
A-16 Fanny Japônica
A-69 CR 4102 Indica
A-65 IAC 435 Japônica
A-61 VF 99134 Indica
A-80 Pratão precoce Indica
A-49 Sabbore Indica
A-78 Batatais Indica
A-93 EEI 29 Indica
A-79 Batatais longo Indica
A-5 Empasc 105 Indica
A-64 IAC 47 Indica
A-27 L230 Indica
A-28 Fortuna 1 Japônica
A-85 WC 54 Indica
A-1 Empasc 100 Indica
A-55 BRS Pelota Indica
A-3 Empasc 102 Indica
A-74 BR Irga 409 Indica
A-40 PR 122 Indica
A-32 Linea 2 mejorada Indica
A-89 EEI 10 Indica
A-109 EEI 15 Indica
A-4 Empasc 104 Indica
A-43 PR 320 Indica
A-2 Empasc 101 Indica
39
0
10
20
30
40
50
60
A-122
A-115
A-112
A-111
A-110
A-67
A-56
A-48
A-41
A-101
A-99
A-42
A-123
A-106
A-113
A-104
A-103
A-66
A-39
A-105
A-98
A-83
A-23
A-127
A-102
A-128
A-34
A-130
A-17
A-121
A-120
A-119
A-118
A-124
A-52
A-117
A-94
A-77
A-62
A-54
A-14
A-59
A-51
A-84
A-73
A-97
A-70
A-53
A-47
A-45
A-116
A-30
A-72
A-15
A-68
A-46
A-31
A-36
A-13
A-107
A-126
A-87
A-75
A-91
A-76
A-92
A-57
A-29
A-10
A-58
A-60
A-6
A-129
A-82
A-114
A-18
A-9
A-12
A-11
A-8
A-108
A-24
A-96
A-95
A-22
A-38
A-33
A-21
A-50
A-35
A-90
A-7
A-69
A-61
A-49
A-93
A-5
A-27
A-85
A-55
A-3
A-74
A-40
A-32
A-89
A-109
A-4
A-43
A-2
A-26
A-25
A-20
A-19
A-100
A-86
A-63
A-88
A-37
A-81
A-44
A-125
A-71
A-16
A-65
A-80
A-78
A-79
A-64
A-28
A-1
A B
A1
A2
B1
B2
Dissimilaridade
Figura 18. Dendrograma de dissimilaridade genética obtido com uso de 30 descritores morfológicos em 130 acessos do banco d
e
germoplasma de arroz Irrigado da Epagri-EEI.
40
Figura 19. Representação gráfica da análise de correspondência múltipla, fator
1 e 2, dos descritores que formaram os subgrupos A1 e A2 na
análise de agrupamento (em vermelho os descritores e em azul os
acessos).
Figura 20. Representação gráfica da análise de correspondência múltipla, fator
1 e 2, dos descritores que formaram os subgrupos B1 e B2 na
análise de agrupamento (em vermelho os descritores e em azul os
acessos).
A1 A2
B2 B1
41
Figura 21. Alguns descritores divergentes.
Tipo de panícula
Cor das folhas
Tamanho das glumelas
Gesso
Altura de planta
Cor da pálea
Forma do grão
Aristas
Cor do entrenó e
bainha das folhas
Ângulo
da folha
bandeira
42
O agrupamento feito apenas com as cultivares e linhagens da Epagri-EEI, com
base na caracterização morfológica, revelou a formação de quatro grupos com 92% de
similaridade entre eles (Figura 22). O grupo mais divergente é o D com 88% de
similaridade com os demais. Este grupos é formado apenas pela cultivar Empasc 100,
caracterizada por ser do tipo tradicional, com aproximadamente 89% de similaridade
com os demais. O grupo A, formado pelas linhagens SC 213, SC 354 e SC 355, é o
segundo mais divergente, com 91% de similaridade com B e C. O grupo B é formado
pelas cultivares mais plantadas no Estado de Santa Catarina de 1981 até hoje, com
exceção da linhagem SC 385, que é a mais divergente deste grupo. O grupo C é
formado por cultivares de ciclo médio e curto (C1) e por cultivares antigas (C2) com
exceção da linhagem SC 389, desenvolvida mais recentemente.
43
Figura 22. Dendrograma de dissimilaridade genética obtido com uso de 30 descritores morfológicos em cultivares e linhagens
do banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri-EEI.
Dissimilaridade
Cultivares de arroz da Epagri-EEI
0
2
4
6
8
10
12
SC355
SC213
SC354
SC385
ANDOSA
EP109
TIOTAK
SCS112
EP108
EP111
EP107
EP106
SC389
EMP104
EMP102
EMP105
EMP101
EMP100
A
B C
C1
C2
D
SC 354
SC 213
Multiespigueta
Ciclo médio
Ciclo curto
Antigas tipo moderna
Tradicional
Atuais tipo moderna
Panícula
compacta
SCS BRS 111
Dissimilaridade
Andosan
Epagri 109
SCSBRS Tio
Taka
Epagri 108
Epagri 107
Epagri 106
Empasc 104
Empasc 102
Empasc 105
Empasc 101
Empasc 100
SC 389
SC 385
SC 355
SCS 112
44
4.2 Caracterização Molecular
Com a extração de DNA feita a partir de 0,15 g de folha vegetal através do
protocolo de Doyle & Doyle (1987), obteve-se boa qualidade de DNA para todos os
acessos de arroz irrigado (Figura 23). A quantidade de DNA obtida indicada por
fluorômetro variou de 80 ng/µL a 535 ng/µL por amostra.
Figura 23. Qualidade do DNA extraído de alguns acessos do banco de
germoplasma de arroz irrigado da Epagri (M = marcador molecular
de peso conhecido, ladder ”ФX174 RF DNA/Hae III fragments”).
O protocolo AFLP assim como o protocolo para revelação dos géis
proporcionaram bons resultados (Figura 24).
Foram testadas sete combinações de iniciadores, mas apenas quatro foram
utilizadas para caracterizar os acessos de arroz irrigado: E40 x M62, E13 x M60, E40 x
M59 e E40 x M48. As combinações E32 x M62 e E32 x M48 geraram padrões com
considerável percentagem de polimorfismo, porém, apresentando baixa resolução dos
marcadores e, por isso, foram excluídas desta análise. A combinação E13 x M62 gerou
padrões com muitas fragmentos, no entanto, todos foram monomórficos.
As quatro combinações de iniciadores utilizadas na presente análise, geraram
111 marcadores (91%) e o tamanho dos fragmentos variou de 188 pb até 2.885 pb
(Tabela 6).
Acessos
M
45
Tabela 6. Número de fragmentos amplificados e polimórficos com quatro
combinações de iniciadores AFLP em acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI.
Número de fragmentos Combinação
de iniciador
Amplificados Polimórficos
%
polimorfismo
E40 x M62 27 22 81
E13 x M60 47 44 93
E40 x M59 23 22 96
E40 x M48 25 23 92
TOTAL 122 111 -
Média 30,5 27,75 91
Na combinação E40 x M62, foi encontrado marcador específico para o
acesso Dawn (15) com a ausência do fragmento 818 pb, e para os acessos SC 385
e SC 213 com a ausência do fragmento 832 pb. A ausência do marcador de 563 pb
amplificado pela combinação E40 x M59 caracterizou o acesso SC 354. As demais
combinações de iniciadores não caracterizaram nenhum acesso especificamente.
Figura 24. Gel de poliacrilamida com produtos de amplificação de DNA de acessos de
arroz irrigado com a combinação de iniciador E40 x M62 (M = marcador
molecular de peso conhecido, ladder “ФX174 RF DNA/Hae III fragments”).
M
2885 pb
2257 pb
1785 pb
1766 pb
1746 pb
1628 pb
1235 pb
1117 pb
1098 pb
1078 pb
872 pb
858 pb
832 pb
818 pb
463 pb
422 pb
294 pb
292 pb
296 pb
46
Verifica-se no dendrograma (Figura 25), a formação de três grandes grupos com
70% de similaridade (= 30% de divergência) entre eles (A, B e C). O grupo A separa o
acesso Newrex (97), que forma o subgrupo A1 com 25% de divergência com o A2. O
grupo B divide-se em dois grandes subgrupos sendo que no B2 encontra-se a maioria
dos acessos da subespécie japônica assim como as cultivares do Rio Grande do Sul. O
grupo C é formado basicamente por cultivares e linhagens da Epagri, com exceção das
linhagens SC 213, SC 385, SC 389, SC 354, SC 355 e da cultivar SCS 114 Andosan,
as quais estão inseridas no subgrupo A2. O acesso Yerua 11 (30), subgrupo C1, é
separado dos acessos C2 com 30% de divergência. A descrição dos grupos formados
pela análise molecular por AFLP encontra-se na Tabela 7.
A análise de agrupamento feita apenas com as cultivares e linhagens da Epagri,
mostra a existência de dois grupos (A e B) com 37% de divergência entre eles (Figura
26). O grupo A é formado pela cultivar SCS 114 Andosan, lançada em 2005, e pelas
linhagens SC 354, SC 355, SC 389, SC 385 e SC 213, próximas ao lançamento. O grupo
B é formado pelas cultivares lançadas até 2004. O grupo A é mais divergente que o B
comprovando a estreita base genética das cultivares que pertencem a este grupo. No
grupo A a cultivar SCS 114 Andosan é a mais divergente em relação as linhagens. No
grupo B, as cultivares Empasc 105 e Epagri 106 demonstraram similaridade de 100% e
as cultivares Epagri 108 e Epagri 109 foram idênticas com 98% de similaridade.
47
Figura 25. Dendrograma de similaridade genética obtido a partir dos produtos de amplificação de 111 marcadores moleculares AFLP
de 130 acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI.
100
1
11
13
12
14
2
3
4
5
6
7
8
9
10
30
15
16
17
18
26
28
20
23
21
22
24
64
25
31
32
100
33
37
55
43
50
58
59
66
74
75
76
63
70
41
44
40
48
49
56
57
51
54
60
61
38
39
42
45
46
69
100
47
34
36
52
53
62
77
65
72
78
73
67
68
71
79
19
27
29
35
80
81
82
84
83
85
86
87
90
88
95
100
89
91
92
93
94
96
98
99
100
101
103
102
111
104
118
110
122
119
120
121
124
115
105
106
123
107
108
109
112
116
114
113
117
127
128
125
126
129
130
97
1,00
0,89
0,81 0,73
0,65
A
B
C
C2
C1
B2
B1
A1
A2
Similaridade
48
Tabela 7. Agrupamento de 130 acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI através de 111
marcadores AFLP.
Grupo A Grupo B
Subgrupo A1 Subgrupo B1
Cód. Acesso Subespécie Cód. Acesso Subespécie
97 Newrex Indica 94 Bico torto Japônica
Subgrupo A2 93 EEI 29 Indica
130 SC 213 Indica 92 EEI 27 Indica
129 SC 385 Indica 91 EEI 23 Indica
126 SC 389 Indica
89 EEI 10 Indica
125 Chong Kuc Japônica
95 Qualitá Indica
128 SC 355 Indica
88 EEI 9 Indica
127 SC 354 Indica
90 EEI 20 Indica
117 Zenith Japônica
87 EEI 2 Indica
113 IR 665 Indica
86 WC 47 Indica
114 SCS 114 Andosan Indica
85 WC 54 Indica
116 Earl Japônica
83 WC 299 Indica
112 EEI 3413 Indica
84 WC 168 Indica
109 EEI 15 Indica
82 WC 277 Indica
108 EEI 3414 Indica
81 XP 2101 Indica
107 EEI 3406 Indica
80 Pratão precoce Indica
123 EEI 49 Indica
Subgrupo B2
106 P75-1 Indica 35 CIAT 43 Indica
105 CNA 8513 Indica 29 Yerua PA Indica
115 Tebonnet Indica
27 L 230 Indica
124 E Chee goo Indica
19 Multiespigueta Indica
121 Isolinea 21 Indica
79 Batatais longo Indica
120 Isolinea 10 Indica
71 Mochigome Japônica
119 Isolinea 8 Indica
68 Wells Indica
122 EEI 3407 Indica
67 Akitakomachi Japônica
110 EEI 31 Indica
73 Brazos Indica
118 Isolinea 1 Indica
78 Batatais Indica
104 CNA 7559 Indica
72 Bluebelle Indica
111 EEI 51 Indica
65 IAC 435 Indica
102 BRA 031117 Indica
77 EEA 406 Japônica
103 BRA 031151 Indica
62 IAC 25 Japônica
101 BRA 031024 Indica
53 BRS Firmeza Indica
100 BRA 031112 Indica
52 Arrank Indica
99 BRA 031007 Indica
36 Kaybonnet Indica
98 BRA 031013 Indica
34 CIAT 134 Indica
96 Piracema Indica
47 Lacassine Indica
49
Grupo B Grupo B
Subgrupo B2 Subgrupo B2
Cód. Acesso Subespécie Cód. Acesso Subespécie
69 CR 4102 Indica 21 Fedearroz 50 Indica
46 PCW 16 Indica 23 Raminad Indica
45 AS 3510 Indica
20 Passarinho Japônica
42 PR 206 Indica
28 Fortuna 1 Japônica
39 PR 142 Indica
26 RCN-B-93-193 Indica
38 PR 134 Indica
18 Cica 9 Indica
61 VF 99134 Indica
17 Cica 8 Indica
60 Irga 422 CL Indica
16 Fanny Japônica
54 Bojuru Japônica
15 Dawn Indica
51 Taim Indica
Grupo C
57 Irga 416 Indica Subgrupo C1
56 Irga 408 Indica 30 Yerua 11 Indica
49 Sabbore Indica Subgrupo C2
48 Cypress Indica 10 SCS BRS 111 Indica
40 PR 122 Indica 9 Epagri 109 Indica
44 Roxo Japônica
8 Epagri 108 Indica
41 PR 315 Indica
7 Epagri 107 Indica
70 Metica 1 Indica
6 Epagri 106 Indica
63 IAC 101 Indica
5 Empasc 105 Indica
76 BR Irga 415 Indica
4 Empasc 104 Indica
75 BR Irga 414 Indica
3 Empasc 102 Indica
74 BR Irga 409 Indica
2 Empasc 101 Indica
66 IAC 4440 Indica
14 Koshihikari Japônica
59 Irga 419 Indica
12 SCSBRS Tio Taka Indica
58 Irga 417 Indica
13 Labelle Indica
50 CNA 7830 Indica
11 SCS 112 Indica
43 PR 320 Indica
1 Empasc 100 Indica
55 BRS Pelota Indica
37 P899 Indica
33 Selecta mejorada Indica
32 Línea 2 mejorada Indica
31 Sheathbligth Indica
25 RCN-B-93-176 Indica
64 IAC 47 Indica
24 Orizuca Llianos 5 Indica
22 NP 125 Indica
50
Figura 26. Dendrograma de similaridade genética obtido a partir de 111 marcadores AFLP
de cultivares e linhagens de arroz irrigado da Epagri.
Coefficient
0.63 0.72 0.80 0.89 0.98
114
1
11
12
2
3
4
5
6
7
8
9
10
114
126
129
130
127
128
Empasc 100
SCSBRS Tio Taka
Empasc 101
Empasc 102
Empasc 104
Empasc 105
Epagri 106
Epagri 107
Epagri 108
Epagri 109
SCS BRS 111
SCS 114 Andosan
SC 389
SC 385
SC 213
SC 354
SC 355
1,00
0,89
0,80
0,72
0,63
Similaridade
SCS 112
Empasc 100
A B
51
4.3 Análise comparativa da similaridade genética detectada pelos
descritores morfológicos e AFLP
No agrupamento por descritores morfológicos dois grupos foram distintos
revelando 42% de similaridade entre eles. Já no agrupamento com AFLP três grupos
são formados com 63% de similaridade entre eles. Pode-se observar que a análise
morfológica representou maior diversidade entre os grupos do que a molecular. No
entanto, a molecular foi mais precisa na detecção de variabilidade entre os acessos,
conseguindo diferenciar três grupos.
Houve 74% de coincidência quanto aos acessos que formaram o grupo A
morfológico
e o A
molecular
. No grupo B houve 63% de coincidência entre os mesmos.
Comparando-se a análise de agrupamento feita apenas com as cultivares e
linhagens da Epagri, observa-se que também não houve coerência nos agrupamentos,
apenas confirma-se a divergência genética dos acessos SC 354, SC 355, SC 213, SC
385 em relação aos demais. Nesta análise a divergência entre os materiais da Epagri
foi maior na análise molecular (37%) do que na morfológica (8%).
52
V. DISCUSSÃO
Muitos estudos de diversidade genética foram feitos em Oryza sativa L., no
mundo todo. No Brasil destaca-se trabalhos feitos pela Embrapa, IRGA e UFPel. Na
Epagri, até o momento nada havia sido feito neste sentido. Até 2005, o banco fazia
parte de uma pequena coleção organizada e documentada de modo informal e
incipiente (DIOLA, 2005). Hoje, os 130 acessos de arroz irrigado da Epagri-EEI formam
um banco de germoplasma com armazenagem e conservação dos acessos de acordo
com as recomendações da Epagri (DIOLA et al., 2006). Portanto, o presente trabalho é
a primeira contribuição na caracterização e organização deste banco de germoplasma.
Os descritores propostos pela Biodiversity que melhor contribuíram com a
caracterização dos acessos de arroz foram: forma de grão, cor do apículo, arquitetura,
altura, ciclo, pubescência da folha, peso de 1000 grãos, cor do estigma, perfilhamento,
ângulo da folha bandeira, espessura do colmo, cor das folhas, cor da pálea, vigor, tipo
de panícula e espessura do colmo.
Araújo et al. (2003), utilizaram os descritores cor das glumelas, pubescência das
folhas, cor do apículo, forma do grão, peso de 1000 grãos e presença de arista para
caracterizar algumas cultivares tradicionais de arroz do Maranhão. Bonow et al. (2007),
consideraram como bons descritores morfológicos para caracterizar cultivares de arroz
a pubescência das folhas, o ângulo da folha bandeira, comprimento da panícula e o tipo
de panícula, a excerção da panícula, presença de arista, cor do estigma, degrane, cor
do apículo, ciclo, peso de 1000 grãos e a forma dos grãos. É importante ressaltar, que o
comprimento do colmo é uma característica que pode ser influenciada pelas altas
dosagens de nitrogênio, mas, é muito utilizada na descrição de cultivares (FONSECA et
al., 2002).
A presença de antocianina na base do colmo e no entrenó é uma característica
importante para caracterizar acessos de arroz. No entanto, neste trabalho ela não foi
inclusa nas análises pelo fato de ser influenciada por vários fatores, principalmente pelo
ambiente. Segundo Bonow et al. (2007), a herança da pigmentação de antocianina é
bastante complexa devido à existência de locos duplicados, série alélica múltipla para
um mesmo loco, fatores inibidores, diferenças sutis na tonalidade e intensidade de cor
53
entre genótipos, variação nos estágios de crescimento e o efeito acentuado de fatores
ambientais.
Os descritores utilizados na análise deste trabalho também são importantes para
o registro de cultivares no Ministério da Agricultura. Todos os acessos exigidos por este
Ministério estão inclusos no presente trabalho, com exceção das características de
rendimento industrial, acamamento e reação a doenças.
De acordo com Vieira et al., (2007), é necessário no mínimo dois anos de estudo
para caracterização morfológica onde se inclui caracteres quantitativos em arroz. A
caracterização feita em dois anos permitiu clara definição dos resultados para os
caracteres quantitativos avaliados no presente trabalho.
Através da freqüência das classes dos descritores utilizados, foi possível
observar que o banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri-EEI possui razoável
variabilidade genética com muitas características promissoras a serem exploradas no
melhoramento genético. Um exemplo é o comprimento de panícula, onde quatro
acessos foram destaque, como Orizyca Llianos 5 (33,4 cm) e Línea 2 mejorada (34,3
cm), assim como os acessos SCS BRS 111 (44,3 cm) e o SCS 114 Andosan (45 cm).
No tipo de panícula foram destaque aqueles que tiveram panícula tipo compacta e
multiespigueta, as quais caracterizam-se por apresentar 250 a 380 grãos por panícula,
ao passo que uma panícula normal tem em torno de 150 grãos por panícula. Alguns
acessos tiveram colmo bastante espesso, com destaque aos acessos EEI 2 (1,3 cm),
BRS Firmeza (1,0 cm) e Roxo (1,0 cm). Esta característica é importante para a
resistência ao acamamento. 50% dos acessos tiveram perfilhamento excelente e bom,
o que é muito interessante por ser uma das características mais desejadas em
cultivares modernas. O comprimento e a largura das folhas, apesar de serem de caráter
quantitativo, são características importantes, pois folhas largas e compridas permitem o
aumento da taxa fotossintética e com isso, a planta adquire maior capacidade de
produção. Os acessos analisados mostraram grande variação entre 22 e 45
centímetros de comprimento da folha, com poucos acessos de folha curta (1,5%) e de
folha muito comprida (2,3%). Esta última característica, na maioria dos casos, acaba
sendo prejudicial a cultura pois o comprimento exagerado faz com ela fique
decumbente criando ambiente de alta umidade e calor favorecendo o desenvolvimento
de muitos fungos causadores de doenças. Na largura das folhas a grande maioria
54
apresentou entre 1 e 2 cm, havendo grande variação dentro desta escala. A escala da
Biodiversity (2005), utilizada para os descritores quantitativos, omite a diversidade
dentro das escalas, como é o caso da largura da folha. No entanto, foi um descritor
importante para a caracterização de alguns acessos como PR 122 (2,1 cm), XP 2101,
BRS Firmeza e Roxo com 2,0 cm e EEI 49 com folhas muito estreitas (0,5 cm). Na
espigueta a variabilidade entre os acessos não foi muito ampla, mas, foram importantes
para a caracterização de muitos acessos. Descritores do grão e outros como vigor,
ciclo, arquitetura e altura foram os mais divergentes. Houve um número considerável de
acessos com 0% de gesso, isso é uma característica muito importante para o
melhoramento genético no que se refere a qualidade industrial.
Bonow et al. (2007) afirmam que os descritores morfológicos são muito úteis na
caracterização de acessos de arroz, no entanto, insuficientes para estudos de
diversidade. De acordo com Ferreira (2006), a utilização de descritores morfológicos
associados a marcadores moleculares, é a ferramenta ideal para estudos de
diversidade de bancos de germoplasma. Courtois, et al. (2003) enfatiza a precisão junto
com o alto nível de polimorfismo gerado por AFLP, o que faz desta ferramenta um dos
marcadores mais eficientes para estudos de variabilidade. O trabalho de Virk et al.
(2000) contribuiu na análise sobre diversos marcadores moleculares para uso em
estudos de diversidade genética. Os autores utilizaram marcadores AFLP, RAPD, SSR
e isoenzimas, e também concluiram que os AFLP seguidos de isoenzimas foram os
melhores para este tipo de estudo.
A análise de similaridade através de AFLP revelou razoável nível de variabilidade
explorada nos acessos de arroz irrigado. Este resultado é semelhante ao obtido por
Borba et al. (2006) quando analisaram 242 acessos de arroz com SSR.
No presente trabalho, obteve-se 111 marcadores, o que corresponde a 91% de
polimorfismo. Este resultado pode representar um marcador a cada 11,7 cM do genoma
do arroz, de acordo com o mapa genético de Onishi et al. (2007) que totalizou 1.302 cM
com uma distância média entre marcadores de 5 cM. É um resultado excelente,
comparado a outros trabalhos. Malone et al. (2006), estudando a variabilidade genética
de 56 genótipos de arroz de diferentes regiões com seis combinações de AFLP
obtiveram 249 bandas amplificadas, sendo que 205 (82,32%) foram polimórficas.
55
Marcadores AFLP são eficientes para distinguir grupos, espécies e genótipos,
conforme mostraram os trabalhos de Kiambi et al. (2005), Park et al. (2003) e
Prashanth et al. (2002). Neste trabalho, o AFLP foi importante para análise da
diversidade genética dos acessos, havendo moderada associação entre a similaridade
estimada usando AFLP e marcadores morfológicos, uma vez que os acessos que
formam os grupos A e B
morfológico
não foram exatamente os mesmos que formaram os
grupos A e B
molecular
. Isto pode ser explicado por alguns fatores. Os marcadores
moleculares podem abranger uma maior parte do genoma, expressa ou não, ao passo
que os morfológicos são limitados a caracteres expressos (fenótipo). Desta forma, a
variabilidade genética detectada por estes métodos raramente é a mesma e o número
de marcadores utilizados também é diferente, foram 111 marcadores AFLP e 30
descritores morfológicos. Além disso, alelos distintos podem expressar fenótipo
semelhante. Os resultados do presente trabalho foram semelhantes aos obtidos por
Vieira et al. (2007) que também explica desta maneira seus resultados. Araújo et al.
(2003) também não encontraram coerência quanto aos acessos na formação dos
grupos através dos dois métodos. A análise de agrupamento apenas com as cultivares
da Epagri, também não mostrou coerência em relação a correspondência entre acessos
dos grupos detectados por diferentes marcadores (morfológicos e moleculares).
A variabilidade entre os grupos formados na análise de agrupamento foi maior
com dados morfológicos (58%) do que com AFLP (30%), ao passo que a diversidade
dentro dos grupos foi maior com AFLP, variando de 25 a 0%, sendo que com os
descritores morfológicos houve variação de 10 a 0%. Zhu et al. (1998) estudaram 57
acessos de arroz da Ásia com cinco combinações de iniciadores AFLP e obtiveram a
formação de três grandes grupos com 50% de similaridade entre eles. No trabalho de
Araújo et al. (2003), analisaram 33 acessos de arroz através de RAPD e descritores
morfológicos, e a variabilidade foi maior no estudo com marcadores RAPD. Isto foi
semelhante no presente trabalho quando analisou-se o agrupamento apenas das
cultivares e linhagens da Epagri e obteve-se 37% de divergência com AFLP e 8% com
descritores morfológicos, evidenciando, em ambas as análises, o estreitamento da base
genética das cultivares e linhagens da Epagri. Tcacenco et al. (2005) estudaram as
cultivares da Epagri através de AFLP e também confirmaram tal estreitamento. As
cultivares Empasc 100 até SCSBRS Tio Taka (Epagri 113), todas desenvolvidas pela
56
Epagri, são cultivares introduzidas do IAC, IRRI, Irga, CIAT e Embrapa, com exceção
da cultivar SCS 112 que é proveniente de hibridação (Empasc 101 x Cica 8) e da
SCSBRS Tio Taka que surgiu por seleção recorrente realizada na Embrapa e
posteriormente introduzida na Epagri-EEI. Já a cultivar SCS 114 Andosan e as
linhagens SC 213, SC 389, SC 355, SC 354 e SC 385 mostraram razoável divergência.
São linhagens provenientes de hibridação realizadas na Epagri-EEI com genitores
divergentes e a cultivar SCS 114 Andosan é a cultivar mais recente da Epagri,
desenvolvida através de mutação induzida. Morfologicamente, ela é muito similar às
demais cultivares catarinenses, no entanto, molecularmente mostrou-se divergente,
sendo semelhante as linhagens. A divergência das linhagens é um resultado
importante, visto que estão em fase de lançamento com grande potencial de
produtividade. Este resultado evidencia que a utilização de genitores divergentes em
hibridações e a mutação induzida são ferramentas úteis na ampliação da base genética
em arroz.
A cultivar Empasc 100 é do tipo tradicional, enquanto que as demais são do tipo
moderno. Isto justifica a divergência genética encontrada nesta cultivar por marcadores
morfológicos. Mas, a análise com AFLP comprovou que a base genética desta cultivar é
semelhante às demais.
As cultivares Epagri 108 e Epagri 109 foram muito semelhantes nas duas
análises feitas neste trabalho, principalmente molecularmente. Isso já era esperado
visto que as duas cultivares são irmãs. Intrigante é o fato de as cultivares Empasc 105 e
Epagri 106 serem idênticas molecularmente, pois a Empasc 105 é oriunda do IRGA
com origem de Taiwan e a Epagri 106 é proveniente do CIAT. Na análise morfológica,
estas cultivares apresentaram 2% de divergência entre elas.
Morfologicamente, os acessos Isolinea 10 e Isolinea 21 mostraram ser idênticos,
mas, a análise com AFLP revelou que eles possuem aproximadamente 15% de
divergência entre eles, comprovando não serem duplicatas.
Pode-se observar com os resultados do presente trabalho, que inclusive as
variedades do Rio Grande do Sul desenvolvidas pelo IRGA e pela Embrapa, também
foram muito similares entre si na caracterização morfológica, sendo todas inclusas no
subgrupo B1 com o máximo de 12% de divergência entre si, com exceção da Irga 408,
Irga 409 e Taim que estão inseridas no grupo A. Na caracterização com AFLP a
57
similaridade entre elas também foi grande, pois todas as cultivares foram agrupadas no
subgrupo B2.
O estreitamento da base genética em arroz é uma situação bastante
preocupante para o Brasil e o presente trabalho mostra que também no programa de
melhoramento genético da Epagri isto não tem sido diferente.
Malone et al. (2006), estudando a
variabilidade genética de cultivares de arroz de
diferentes origens com AFLP, também concluíram que as cultivares do Brasil têm
estreita base genética. No referido trabalho estavam inclusas cultivares do Rio Grande
do Sul mas, nenhuma cultivar catarinense. Rangel et al. (1996), confirmaram que
apenas dez genitores contribuíram com 68% do pool gênico em arroz irrigado no Brasil.
Em Santa Catarina, as cultivares lançadas até o ano 2000, tiveram origem de linhagens
introduzidas de poucos locais, basicamente do IRRI, IRGA, CIAT e Embrapa-CNPAF. O
agravante neste caso é que parte significativa do germoplasma é provenientes do IRRI
e também usado pelas outras três instituições. Isto explica o estreitamento genético das
cultivares Empasc 100 até SCSBRS Tio Taka (conhecido como Epagri 113). Malone et
al. (2006) mostraram a preocupação com o limite de produtividade e com o risco de
vulnerabilidade genética frente a pragas e doenças. Estes resultados indicam que os
programas de melhoramento genético de arroz devem utilizar um maior número de
cruzamentos divergentes. Este tem sido um dos objetivos da Epagri-EEI desde 1999,
onde o número de cruzamentos divergentes vem sendo bastante expressivo (VIEIRA et
al., 2007). Essa estratégia explica o fato de que as linhagens (SC 213, SC 385, SC 389,
SC 355, SC 354), provenientes de cruzamentos divergentes, possuírem ampla
variabilidade em relação as demais cultivares.
No intuito de ampliar a base genética do arroz cultivado através de hibridação
controlada, os resultados deste trabalho apresentam boas estratégias de melhoramento
no que diz respeito a seleção de genitores divergentes. Na caracterização morfológica
foi possível conhecer muitos acessos promissores, principalmente os inclusos nos
grupos B2 e A2. Um deles é o XP 2101 com panículas muito grandes e compactas,
colmo espesso, grãos longos e finos, folhas largas e compridas. Os acessos RCN-B-93-
173 e RCN-B-93-176 tem colmos espessos e folhas largas. Estes acessos são
inequivocamente distinguíveis por apresentarem pálea dourada, folhas verdes com
bainha púrpura e entrenó púrpura. Os acessos Multiespigueta (Satoru et al., 1999) e
58
Passarinho são importantes por apresentarem panículas tipo multiespigueta e
compacta, respectivamente, com grande número de grãos por panícula. O IAC 101
também possui características promissoras relacionadas a resistência ao acamamento,
tamanho de panícula e grãos. O acesso Chong Kuc possui teor muito baixo de amilose.
O IAC 435 possui tolerância na germinação em baixa temperatura. O acesso Roxo é
inconfundível, pois possui folha e colmo púrpura com panículas tipo compacta. Todos
estes acessos são divergentes molecularmente estando inclusos no subgrupo B2, com
exceção do XP2101 que está incluso no B1 e do Chon Kuc no A2. Vários acessos do
subgrupo A2 da análise morfológica também são considerados divergentes. Os
acessos PCW 16 e AS 3510 são resistentes a herbicidas do grupo das imizadolinonas,
característica esta, proveniente de mutação induzida (NOLDIN, et. al., 2007;
YOKOYAMA, et. al., 2007). O Dawn é considerado tolerante a bicheira-da-raiz
(Oryzophagus oryzae). O acesso Zenith é também considerado tolerante a germinação
em baixa temperatura. Molecularmente, estes acessos estão inclusos no subgrupo B2
com exceção do Zenith que se agrupou com outros acessos no A2. Os acessos AS
3510 e PCW 16 possuem características morfológicas que as distinguem, como porte
de planta, tipo de grãos e pubescência das folhas.
Todos estes acessos acima relacionados, encontram-se bem distribuídos na
análise de agrupamento com AFLP nos grupos A2, B1 e B2, portanto, bastante
divergentes e distantes genéticamente das cultivares de arroz já lançadas até o
momento. Isto indica que este acessos podem ser utilizados em hibridação controlada
com cultivares elite conferindo características promissoras e auxiliando na ampliação da
base genética.
A diversidade dos 130 acessos da Epagri foi expressiva no sentido de
características promissoras, no entanto, é ainda razoável comparada com trabalho de
Zhu et al. (1998) que conseguiram 50% de diversidade entre os grupos de acessos. No
presente trabalho a diversidade entre os grupos foi de 30%, muito similar ao trabalho de
Malone et al. (2003) que conseguiu 33% concluindo a aproximação genética dos
acessos indica brasileiros. Talvez isso se deve ao fato de que a maioria dos acessos
são cultivares e linhagens melhoradas provenientes de programas de melhoramento. A
Epagri-EEI precisa ampliar a diversidade do banco incluindo variedades crioulas,
landraces e silvestres, facililando a ampliação dos trabalhos de melhoramento genético.
59
Muitos pesquisadores vem estudando a diversidade de landraces, crioulos e
silvestres em arroz. Zeng et al. (2007) analisaram 692 acessos landraces através de 31
descritores morfológicos e marcadores moleculares (isoenzimas e SSR) e concluíram
que estes materiais possuem ampla diversidade genética com muitas características
interessantes para uso em melhoramento genético. Brondani et al. (2006) estudaram
192 acessos landraces e a diversidade entre os grupos aproximadamente 90%. Areias
et al. (2006) estudaram 20 variedades crioulas do Maranhão através de descritores
morfológicos e RAPD, e também encontraram ampla diversidade. Pessoa-Filho et al.
(2007) com 548 acessos, incluindo landraces e acessos da subespécie indica, através
de SSR, obtiveram três grandes grupos com ampla diversidade dentro dos mesmos,
sendo que os acessos da subespécie indica foram os menos divergentes. No trabalho
de diversidade genética de cultivares e landraces de arroz da Índia através de AFLP,
Prashanth et al. (2002) concluíram que as cultivares modernas apresentaram
diversidade semelhante as landraces.
O presente estudo contribuiu para a conclusão dos objetivos propostos e
também serviu como incentivo ao contínuo trabalho de conservação, caracterização e
utilização dos acessos de arroz irrigado do banco de germoplasma no melhoramento
genético. Além disso, enfatiza a necessidade de ampliar-se a diversidade do banco de
germoplasma da Epagri-EEI.
60
VI. CONCLUSÕES
Com base nos resultados apresentados, pode-se concluir:
Os acessos do banco de germoplasma de arroz irrigado da Epagri-EEI possuem
considerável nível de variabilidade genética;
As cultivares de Santa Catarina possuem base genética estreita;
A cultivar SCS 114 Andosan e as linhagens SC 213, SC 385, SC 354, SC 355,
SC 389, todas catarinenses, desenvolvidas pela Epagri-EEI, possuem razoável
diversidade genética, sendo úteis na ampliação da base genética em cultivo;
Os acessos inseridos nos subgrupos A2 e B2 da análise morfológica são
promissores para utilização no melhoramento genético de arroz;
A combinação de iniciador AFLP E40 x M62 caracterizou especificamente alguns
acessos com a ausência de alguns marcadores: 818 pb caracterizou o acesso
Dawn; 832 pb caracterizou os acessos SC 213 e SC 385. A combinação de
iniciador AFLP E40 x M59 caracterizou o acesso SC 354 com a ausência do
fragmento de 563 pb;
Para estudos de diversidade genética é fundamental a utilização da associação
de pelo menos dois métodos. Neste trabalho foram utilizados dois métodos,
descritores morfológicos e marcadores AFLP, os quais foram eficientes para
estimar a variabilidade genética dos acessos e sua caracterização;
A organização do banco de germoplasma e a riqueza de informações a respeito
da diversidade nele contida, serão importantes para facilitar e aumentar o uso
dos acessos no melhoramento genético de arroz e no intercâmbio de
germoplasma.
61
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71
APÊNDICES
1. ACESSOS DO BANCO DE GERMOPLASMA DE ARROZ IRRIGADO DA Epagri -
Estação Experimental de Itajaí
Safra
Acessos Espécie
Sub-spp
Origem
2005/06
Akitakomachi
O. sativa
Japônica
Arkansas, USA
2005/06
Arrank
O. sativa
Indica
Syngenta
2005/06
AS 3510
O. sativa
Indica
BASF, USA
2005/06
Batatais
O. sativa
Indica
IAC
2005/06
Batatais longo
O. sativa
Indica
IAC
2005/06 Bico Torto
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
Bluebelle
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
Bojuru
3
O. sativa
Japônica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031007
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031013
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031024
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031112
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031117
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 BRA 031151
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06
Brazos
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
BR-Irga 409
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
BR-Irga 414
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
BR-Irga 415
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
BRS Firmeza
3
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06
BRS Pelota
3
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 Chong Kuc Tae Pyang
O. sativa
Japônica
Korea do Sul
2005/06
CIAT 134
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
CIAT 43
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Cica 8
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Cica 9
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06 CNA 7559
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 CNA 7830
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06 CNA 8513
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
2005/06
CR 4102
O. sativa
Indica
Arkansas, USA
2005/06
Cypress
O. sativa
Indica
Louisiana, EUA
2005/06
Dawn
O. sativa
Indica
EUA
2005/06 E Che Goo
O. sativa
Indica
China
2005/06
Earl
O. sativa
Indica
Crowley L.A.
72
2005/06
EEA 406
O. sativa
Japônica
Irga
2005/06 EEI 15
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 31
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 3406
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 3407
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 3413
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 3414
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 49
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI 51
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 EEI-10
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-2
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-20
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-23
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-27
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-29
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 EEI-9
O. sativa Indica
Epagri-EEI
2005/06
Empasc 100
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Empasc 101
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Empasc 102
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Empasc 104
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Empasc 105
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Epagri 106
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Epagri 107
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Epagri 108
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Epagri 109
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Fanny
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
Fedearroz 50
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Fortuna - 1
O. sativa
Japônica
Louisiana, EUA
2005/06
IAC 101
O. sativa
Indica
IAC
2005/06
IAC 25
O. sativa
Japônica
IAC
2005/06
IAC 435
O. sativa
Indica
IAC
2005/06
IAC 4440
O. sativa
Indica
IAC
2005/06
IAC 47
O. sativa
Indica
IAC
2005/06 IR 665
O. sativa
Indica
Bolívia
2005/06
Irga 408
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
Irga 416
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
Irga 417
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
Irga 419
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06
Irga 422 CL
2
O. sativa
Indica
Irga
2005/06 Isolinea 1
O. sativa
Indica
CIAT
73
2005/06 Isolinea 10
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06 Isolinea 21
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06 Isolinea 8
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Kaybonnet
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
Koshihikari
O. sativa
Japônica
CIAT
2005/06
L 230
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Labelle
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Lacassine
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
Linea 2 mejorada
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Metica 1
O. sativa
Indica
CIAT/IAC
2005/06
Mochigome
O. sativa
Japônica
CIAT
2005/06
Multiespigueta
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Newrex
O. sativa
Indica
EUA
2005/06 NP 125
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Orizica Llianos 5
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06 P 75-1
O. sativa Indica
CIAT
2005/06
P899
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Passarinho
O. sativa
Japônica
Epagri-EEI
2005/06
PCW 16
O. sativa
Indica
BASF, USA
2005/06 Piracema
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
PR 122
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
PR 134
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
PR 142
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
PR 206
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
PR 315
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
PR 320
O. sativa
Indica
IAPAR
2005/06
Pratão precoce
O. sativa
Indica
IAC
2005/06 Qualitá
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 Raminad
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
RCN-B-93-176
O. sativa
Indica
Colômbia
2005/06
RCN-B-93-193
O. sativa
Indica
Colômbia
2005/06
Roxo
O. sativa
Japônica
Epagri-EEI
2005/06
Sabbore
O. sativa
Indica
Syngenta
2005/06 SC 213
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 SC 354
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 SC 355
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 SC 385
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06 SC 389
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
2005/06
SCS 112
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06 SCS 114 Andosan
1
O. sativa
Indica
Epagri, EEI
74
2005/06
SCS BRS 111
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
SCS BRS TioTaka
1
O. sativa
Indica
Epagri-EEI
2005/06
Selecta mejorada
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Sheathblight
O. sativa
Indica
EUA
2005/06
Taim
O. sativa
Indica
Syngenta
2005/06
Tebonnet
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
VF 99134
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
WC 168 (TOX1779)
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
WC 277 (CT8008)
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
WC 299 (CT8250)
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
WC 47 (IR4427)
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
WC 54 (IR9852)
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Wells
O. sativa
Japônica
Arkansas, USA
2005/06
XP2101-PRJ
O. sativa
Indica
CIAT
2005/06
Yerua 11
O. sativa
Indica
Argentina
2005/06
Yerua PA O. sativa Indica
Argentina
2005/06 Zenith
O. sativa
Indica
Embrapa-CNPAF
1
= Cultivares desenvolvidas pela Epagri para Santa Catarina;
2
= Cultivares desenvolvidas
pelo Irga para o Rio Grande do Sul;
3
= Cultivares desenvolvidas pela Embrapa para o Rio
Grande do Sul.
75
2. DESCRITORES PARA ARROZ
Caracterização morfológica de arroz irrigado no ciclo biológico
ESTÁGIOS:
0 Germinação (antes da emergência)
1 Plântula (até 4 folhas)
2 Perfilhamento
3 Elongação dos colmos
4 Emborrachamento (mais de 50%)
5 Emergência das panículas (mais de 50%)
6 Floração (mais de 50%)
7 Estado leitoso (grãos)
8 Estado de massa (grão)
9 Maturação (mais de 90%)
Obs. Números seguidos dos parêntese após o caracter, significa o estágio da planta a
ser avaliado.
FOLHAS
Pubescência (1-9) Cor (1-9)
1 Glabra 1 Verde claro
2 Escassa 2 Verde
3 Média 3 Verde escuro
4 Forte 4 Púrpura na ponta
5 Púrpura na margem
6 Púrpura
ÂNGULO (5-8)
Folha bandeira
Folhas inferiores
1 Ereta (menor que 30º) 1 Ereta
2 Intermediário (entre 31 e 60º) 2 Intermediária
3 Horizontal (entre 61 e 90º) 3 Decumbente
4 Descendente (maior que 90º)
COR BAINHA
1 Verde
2 Manchas púrpura
3 Púrpura claro
76
4 Púrpura
COMPRIMENTO (8-9)
Distância em centímetros da base da folha até a ponta, adotando-se a média de
folhas.
1 ≤ 21 cm (muito curta)
2 22 – 32 cm (Curta)
3 33 – 45 cm (Intermediária)
4 46 – 60 cm (Longa)
5 > 60 cm (Extra lonta)
LARGURA (8-9)
Distância em centímetros da largura da folha adotando-se a média de 10 folhas.
1 > 2 cm (Larga)
2 1 –2 cm (Intermediária)
3 < 1 cm (Estreita)
LÍGULA (4-6)
- Comprimento: média 10 lígulas
1 0,3 – 1 cm
2 1,1 – 1,5 cm
3 > 1,5 cm
- Cor: 1 Branco a verde
2 Manchas púrpuras
3 Púrpura
COR AURÍCULA (4-6)
1 Incolor a verde
2 Púrpura
COR COLO (8-9)
1 Verde Claro
2 Verde
3 Púrpura
COLMO
COMPRIMENTO (8-9)
77
Distância em centímetros, do solo até a base da panícula (nó ciliar), medida nos
mesmos perfilhos utilizados para medir a altura da planta.
1 < 51 cm
2 51 – 70 cm
3 71 – 90 cm
4 91 – 110 cm
5 111 – 130 cm
6 131 – 150 cm
7 > 150 cm
PERFILHAMENTO (2-6)
1 Excelente
2 Bom
3 Médio
4 Pobre
5 Muito pobre
ÂNGULO DOS PERFILHOS (2-6)
1 Ereto (menor que 30º)
2 Intermediário (entre 30 e 60º)
3 Aberto (maior que 60º)
ESPESSURA DO COLMO (8-9)
Diâmetro em milÍmetros, tomado na parte mediana do colmo principal e
calculado com base em uma amostragem de 10 plantas, durante a antese.
1 > 0,8 cm
2 0,5 – 0,8 cm
3 < 0,5 cm
COR DO INTERNÓDIO (5-6)
1 Verde claro
2 Dourado claro
3 Estrias púrpura
4 Púrpura
ACAMAMENTO (8-9)
1 Sem acamamento
2 10 - 30% das plantas acamadas
3 30 - 50% das plantas acamadas
4 50 - 70% das plantas acamadas
78
5 70 - 90% das plantas acamadas
6 100% das plantas acamadas
PANÍCULA
TIPO E COMPRIMENTO DA PANÍCULA (8-9)
Tipo
Comprimento
1 Compacta 1 > 41 cm (Muito longa)
2 Normal 2 31,1 - 41 cm (Longa)
3 Aberta 3 31 – 21 cm (Intermediária)
4 < 21 (Curta)
EXCERÇÃO DA PANÍCULA (7-9)
1 Completa (distância > 5 cm)
2 Média (1 até < 5 cm)
3 Justa (Nó ciliar situado no mesmo nível da folha bandeira)
4 Parte excerta
5 Não excerta
AXIS (9)
1 Caído
2 Reto
DEGRANE (9)
1 Difícil (Menos de 25% degranados)
2 Intermediário (25 a 50 % degranados)
3 Fácil (> 50% de grãos degranados)
ESPIGUETA
ARISTA
1 Ausente
2 Microarista e pouco aristado
3 Microarista e completamente aristado
4 Longa e pouco aristado
5 Longa e completamente aristado
79
COR DA ARISTA
1 Palha
2 Dourada
3 Marrom
4 Vermelha
5 Púrpura
6 Preta
COR ESTÍGMA
1 Branco
2 Verde Claro
3 Amarelo
4 Púrpura claro
5 Púrpura
6 Preto
COR PÁLEA/LEMA
1 Palha
2 Dourado
3 Manchas marrons
4 Estrias marrom
5 Marrom
6 Vermelho escuro
7 Manchas púrpura
8 Estrias púrpura
9 Púrpura
10 Preto
11 Branco
COR PÁLEA/LEMA ESTÉRIL
1 Amarelo
2 Dourado
3 Vermelho
4 Púrpura
COMPRIMENTO DA PÁLEA/LEMA ESTÉRIL
1 Assimétrica
2 Extra longa
3 Longa
4 Média
5 Curta
80
COR APÍCULO
1 Branco
2 Verde
3 Amarelo
4 Marrom
5 Vermelho
6 Púrpura
7 Preto
COLORAÇÃO DAS GLUMELAS (9)
1 Amarelo-palha
2 Dourada
3 Manchas marrons
4 Estrias marrons
5 Marrom
6 Avermelhada
7 Manchas púrpuras
8 Estrias púrpuras
9 Púrpura
10 Preta
COLORAÇÃO DAS GLUMELAS ESTÉREIS (9)
1 Palha
2 Dourada
3 Vermelha
4 Púrpura
ESTERILIDADE (8 ou 9)
1 Menos de 1%
2 1 - 5%
3 5 - 25%
4 25 - 50%
5 50 - 100%
GRÃOS/PANÍCULA
Fazer a média através da contagem de grãos de dez panículas/10 plantas.
1 > 250
2 201 -250
3 151 – 200
4 101 – 150
81
5 50 – 100
6 < 50
PESO DE 1000 GRÃOS
Calculado com base na pesagem de 3 repetições de 100 sementes, cujo valor
médio é multiplicado por 10, a fim de obter o referido peso. Para esta avaliação, os
grãos devem estar completamente desenvolvidos e ajustamento para 13% de umidade.
1 < 22,5
2 22,6 – 24,0
3 24,1 – 25,5
4 25,6 – 27,0
5 27,1 – 28,5
6 28,6 – 30,0
7 30,1 – 31,5
8 31,6 – 33,0
9 > 33,0
COMPRIMENTO DE GRÃOS
Efetuado em uma amostra de 10 grãos, medindo-se comprimento, em
milímetros, com paquímetro.
RELAÇÃO COMPRIMENTO/LARGURA
FORMA DO GRÃO
1 Muito alongado (C/L maior que 3,50)
2 Alongado (C/L entre 2,76 e 3,50)
3 Meio-alongado (C/L entre 2,01 e 2,75)
4 Semi-arredondados (C/L entre 1,50 e 2,00)
5 Arredondado (C/L menor que 1,50)
PILOSIDADE DO GRÃO
1 Ausente
2 Pouco
3 Muito
SEMENTES
GESSO (Barriga branca, centro branco, etc)
0 0%
1 Menos de 10%
82
2 de 10 a 20%
3 mais de 20%
COR ENDOSPERMA
1 Branca
2 Pardo-clara
3 Parda
4 Vermelha
5 Púrpura
CONTEÚDO DE AMILOSE
1 Baixo (< 20 % de amilose)
2 Intermediário (20% até 27% de amilose)
3 Alto (> 27% de amilose)
COLORAÇÃO DE ANTOCIANINA (6-8)
1 Ausente
2 Fraca
3 Média
4 Forte
5 Muito forte
GERAL
VIGOR (0-2)
1 Extra vigorosa
2 Vigorosa
3 Normal
4 Menos vigorosa que o normal
5 Plantas muito fracas e pequenas
CICLO CULTURAL (1-9)
Número de dias transcorridos da semeadura a 50% de florescimento.
1 Muito precoce (≤ 105 dias)
2 Precoce (106 - 120 dias)
3 Médio (121 - 135 dias)
4 Longo (136 - 150 dias)
5 Muito longo (150 - 180 dias)
6 Super longo (> 180 dias)
83
ALTURA DA PLANTA (8-9)
Distância em centímetros, medida da superfície do solo até a extremidade da
panícula do perfilho mais alto, cuja média é calculada com base em uma amostragem
de 10 plantas.
1 50 – 70 cm
2 71 – 90 cm
3 91 cm – 110 cm
4 111 – 130 cm
5 131 – 150 cm
6 > 150 cm
ARQUITETURA
1 Excelente
2 Boa
3 Médio
4 Regular
5 Horrível
RESISTÊNCIA A BRUSONE
1 Resistente
2 Médio Resistente
3 Suscetível
TOLERÂNCIA AO FRIO (1-9)
1 Plantas com cor normal, rapidez de desenvolvimento e floração normal
2 Plantas com folhas amareladas e desenvolvimento retardado
3 Plantas com forte nanismo com folhas amarelas e marrons
4 Desenvolvimento muito retardado e pequena “excerção” das panículas
84
3. MATRIZ DE CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA COM DESCRITORES
QUALITATIVOS
Acessos
Pubescencia folhas
Cor folhas
Ângulo folhas
inferiores
Ângulo folha
bandeira
Perfilhamento
Ângulo perfilho
Tipo panícula
Excerção panícula
Axis panícula
Degrane
Arista
Cor estigma
Cor pálea
Cor apículo
Forma grãos
Pilosidade grãos
Gesso
Cor endosperma
Vigor
Arquitetura
Akitakimachi 4 2 2 2 3 1 2 1 1 2 3 1 1 5 3 3 2 2 3 3
Arrank 4 2 2 2 4 2 2 2 2 3 1 1 1 2 3 1 2 2 3 4
AS3510 1 2 2 3 4 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 5 3
Batatais 1 2 2 2 5 2 1 1 2 3 1 2 1 5 3 1 4 1 4 4
Batatais Longo 1 3 2 2 5 2 2 1 2 3 1 1 1 5 2 1 4 1 4 4
Bico torto 4 1 2 3 4 2 1 1 2 2 1 1 1 2 3 3 3 1 5 3
Bluebelle 1 3 2 1 4 2 3 1 2 1 1 1 2 2 2 1 3 2 4 4
Bojuru 4 1 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 2 4 2 2 3 3 4
BR Irga 409 4 3 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 3 3 1 3 2
BR Irga 414 1 3 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 3 2 2 2
BR Irga 415 3 3 1 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 2
BRA 031007 3 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1
BRA 031013 3 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 3 2 3 1
BRA 031024 4 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 2 1
BRA 031112 4 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 4 2 3 1
BRA 031117 4 2 1 1 1 1 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1
BRA 031151 4 2 2 1 3 2 2 3 2 3 1 1 1 2 1 2 3 2 4 2
Brazos 1 2 2 2 3 2 3 1 2 2 1 1 1 2 3 1 3 2 4 3
BRS Firmeza 1 3 2 1 4 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 3 2
BRS Pelota 3 2 2 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 3
Chong Kuc 4 2 2 3 4 2 2 1 2 1 2 1 1 2 3 2 6 1 2 4
CIAT 134 4 3 2 1 1 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1
CIAT 43 4 1 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
Cica 8 3 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 1
Cica 9 4 3 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 2
CNA 7559 4 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 3 1 2 3 2 1 2
CNA 7830 4 2 1 1 3 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 3 1 3 1
CNA 8513 3 2 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 3 2 2 1
CR 4102 4 2 1 1 3 1 2 1 2 1 1 1 1 2 2 3 3 2 2 1
Cypress 4 2 2 1 3 2 3 2 2 2 1 1 1 5 2 3 2 2 2 1
Dawn 1 2 1 2 4 2 2 1 2 2 1 1 2 1 1 1 2 2 4 4
Earl 1 2 2 2 5 1 1 2 2 2 1 1 1 3 3 1 2 2 4 3
Echee Goo 3 2 2 2 4 2 3 2 2 3 1 1 1 2 3 2 4 2 2 5
EEA 406 4 2 2 3 4 2 2 1 2 2 1 1 1 2 2 3 3 1 4 4
EEI10 3 2 2 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 4 1 3 1
EEI15 4 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 4 2 2 2
EEI2 1 2 2 1 3 1 2 3 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 2 2
EEI20 4 2 2 1 3 1 3 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 3 2
EEI23 3 3 2 1 2 1 3 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
EEI27 3 2 1 1 1 1 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 1 2
EEI29 4 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 3 2 2 2
EEI31 3 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 3 4 2 2 2 1 3
EEI3406 1 2 1 1 2 1 2 3 2 2 1 1 1 2 2 1 4 2 2 1
EEI3407 1 3 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 1 2 1 2
EEI3413 4 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 3 4 2 2 2 2 2
85
Acessos
Pubescencia
folhas
Cor folhas
Ângulo folhas
inferiores
Ângulo folha
bandeira
Perfilhamento
Ângulo perfilho
Tipo panícula
Excerção
panícula
Axis panícula
Degrane
Arista
Cor estigma
Cor pálea
Cor apículo
Forma grãos
Pilosidade grãos
Gesso
Cor endosperma
Vigor
Arquitetura
EEI3414 4 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 3 2 2 3 1
EEI49 4 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
EEI51 2 2 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 3 4 2 2 2 2 3
EEI9 4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 3 3
Empasc 100 1 2 2 3 4 2 2 1 2 1 1 1 1 5 2 1 3 2 4 4
Empasc 101 4 2 2 1 3 2 2 1 2 2 3 1 1 2 2 2 4 2 3 2
Empasc 102 4 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 3
Empasc 104 4 2 1 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 3 2
Empasc 105 4 3 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 2 1
Epagri 106 4 2 1 1 3 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
Epagri 107 4 2 2 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 2 2 1
Epagri 108 4 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
Epagri 109 4 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
Fanny 4 3 2 1 3 1 1 1 2 1 2 1 1 2 4 1 5 2 3 3
Fedearroz 50 4 3 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 3 1
Fortuna-1 4 2 2 3 5 1 1 1 2 1 1 2 1 5 2 2 2 2 5 4
IAC 101 4 3 2 1 3 2 2 2 2 1 1 1 1 2 1 2 3 2 3 2
IAC 25 3 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 2 4 3 2 2 3 3
IAC 435 1 2 2 4 4 2 1 1 2 1 1 1 1 4 2 1 3 2 4 4
IAC 4440 3 2 1 1 2 2 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 4 1 2 2
IAC 47 1 2 2 2 4 2 2 1 2 3 1 1 1 5 3 1 4 1 4 4
IR665 3 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 4 2 3 2
Irga 408 4 2 2 1 2 1 1 1 2 2 1 1 1 5 2 2 3 2 2 2
Irga 416 4 3 1 1 2 1 2 3 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2
Irga 417 4 2 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 2 3
Irga 419 1 3 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 2 2
Irga 422 CL 4 2 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 2 2
Isolinea 1 4 2 2 1 3 2 1 2 2 2 1 1 1 2 3 3 4 2 4 4
Isolinea 10 4 2 2 1 4 2 2 2 2 2 1 1 1 2 3 3 4 2 4 4
Isolinea 21 4 2 2 1 4 2 2 2 2 2 1 1 1 2 3 3 4 2 4 4
Isolinea 8 3 2 2 1 4 2 2 2 2 2 1 1 1 2 3 3 4 2 4 4
Kaybonnet 1 2 2 2 4 2 2 1 2 3 2 3 1 5 2 1 1 1 3 3
Koshihikari 4 2 2 2 4 1 1 1 2 1 1 1 1 2 4 3 1 2 4 3
L230 3 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2
Labelle 1 2 2 2 5 1 2 1 2 3 1 1 1 5 2 1 2 2 5 3
Lacassine 1 3 2 2 4 2 2 2 2 3 1 1 1 2 2 1 2 2 4 3
Linea 2 mejorada
3 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2
Metica 1 2 2 2 1 3 2 3 3 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 3 3
Mochigome 4 2 2 2 4 2 2 1 2 2 1 1 1 5 2 2 6 1 4 4
Multiespigueta 4 2 2 1 1 2 4 2 1 2 1 1 1 2 3 2 5 4 4 5
Newrex 1 1 1 1 4 1 3 2 2 3 1 1 1 2 1 1 2 2 4 2
NP 125 4 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 2 3 2
Orizica Llianos 5
4 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 1 2 3 1
P75-1 3 2 2 2 1 1 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 4
P899 3 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 4 2 2 4
Passarinho 4 1 2 2 5 1 1 1 2 1 1 2 1 5 4 2 5 2 5 4
PCW16 1 3 2 3 4 2 2 2 2 3 1 1 1 5 2 1 3 2 4 2
Piracema 4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 3 2
86
Acessos
Pubescencia
folhas
Cor folhas
Ângulo folhas
inferiores
Ângulo folha
bandeira
Perfilhamento
Ângulo perfilho
Tipo panícula
Excerção
panícula
Axis panícula
Degrane
Arista
Cor estigma
Cor pálea
Cor apículo
Forma grãos
Pilosidade
g
rãos
Gesso
Cor
endos
p
erma
Vigor
Arquitetura
PR122 4 3 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 1 3 2
PR134 4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 1 3 1
PR142 4 2 2 2 3 2 2 1 2 2 1 1 1 2 2 2 3 1 3 2
PR206 4 2 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
PR315 4 1 1 1 3 1 2 2 2 1 1 1 1 5 2 3 3 2 2 1
PR320 4 2 2 1 2 2 2 1 2 2 3 1 1 2 2 2 3 2 3 2
Pratão precoce 1 2 2 2 5 2 2 1 2 3 1 1 1 2 2 1 3 1 4 4
Qualitá 3 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 3 1
Raminad 3 2 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 2 2 3 2
RCN-B-93-176 2 4 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 3 5 2 1 4 2 2 3
RCN-B-93-193 2 4 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 3 5 2 1 5 2 2 3
Roxo 4 5 2 1 3 2 1 2 2 1 1 3 1 5 3 2 5 3 3 3
Sabbore 4 2 1 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
SC 213 4 2 2 1 1 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 1 1
SC 354 4 2 2 1 1 1 4 2 2 2 1 1 1 2 1 2 3 2 1 1
SC 355 4 2 2 1 1 1 4 1 2 2 1 1 1 2 2 2 3 2 1 1
SC 385 4 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1
SC 389 1 2 2 1 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 1 3 2 2 1
SCS 112 3 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
SCS 114 Andosan
4 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1
SCS BRS 111 4 2 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 2 1
SCSBRS Tio Taka
4 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1
Selecta mejorada
4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 3 2 3 1
Sheathbligth 1 2 2 3 4 2 1 1 2 2 1 1 1 5 2 1 3 2 4 4
Taim 1 2 2 1 2 2 3 1 2 2 1 1 1 2 2 1 3 2 3 2
Tebonnet 3 2 2 1 1 1 2 1 2 1 1 1 3 2 3 2 4 2 1 4
VF 99134 4 3 1 1 2 1 2 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1 2 1
WC168 1 3 2 2 4 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 4 2 4 3
WC277 4 2 1 1 1 1 3 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 1 2
WC299 3 2 2 2 3 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 2 3 2
WC47 4 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 3 3 5 2 3 2
WC54 3 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2 3 3
Wells 1 2 2 1 3 1 2 1 2 3 1 1 1 5 1 1 3 2 2 3
XP2101 4 1 1 1 3 2 1 2 2 1 1 3 1 5 1 3 3 1 3 2
Yerua 11 1 2 2 2 4 1 1 1 2 3 1 1 1 2 3 1 3 2 4 3
Yerua PA 3 2 1 1 2 1 2 1 2 1 3 1 1 2 2 2 2 2 2 2
Zenith 4 1 2 2 4 1 1 1 2 1 1 1 1 2 3 3 3 2 5 4
87
4. MATRIZ DE CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA COM DESCRITORES
QUANTITATIVOS
Acessos
Comprimento folha
(cm)
Largura da folha (cm)
Comprimento lígula
(cm)
Comprimento colmo
(cm)
Espessura colmo (cm)
Comprimento panícula
(cm)
Comprimento
glumelas (cm)
Altura planta (cm)
Peso 1000 grãos (g)
Akitakomachi 27 1,4 0,5 67 0,5 20,3 0,2 92 24,3
Arrank 27 1,4 0,9 65 0,5 25 0,2 92 10
Batatais 33 1,4 0,5 95 0,8 21,8 0,2 123 28,9
Batatais longo 32 1,5 0,6 102 0,8 19,7 0,2 128 30,9
Bico Torto 28 1,7 0,8 87 0,7 22,5 0,2 117 30,1
Bluebelle 38 1,6 0,4 78 0,7 25 0,2 109 22,5
Bojuru 31 1,0 0,6 64 0,5 20,1 0,2 92 26,9
BRA 031007 38 1,1 0,5 87 0,7 29,4 0,2 114 23,5
BRA 031013 37 1,1 0,5 83 0,7 28,8 0,2 110 23,4
BRA 031024 37 1,1 0,5 86 0,7 27,4 0,2 111 23,5
BRA 031112 39 1,5 1,4 87 0,9 27 0,3 112 31,6
BRA 031117 34 1,6 1,1 84 0,9 25,5 0,3 112 27,4
BRA 031151 44 1,0 0,7 72 0,9 27,7 0,2 99 23,0
Brazos 30 1,5 0,4 71 0,6 21,5 0,2 98 26,0
BR-Irga 409 39 1,8 1,3 81 0,8 28,9 0,2 113 28,8
BR-Irga 414 27 1,5 0,9 71 0,7 26,6 0,2 102 28,9
BR-Irga 415 29 1,6 1,1 72 0,8 26,8 0,2 100 26,7
BRS Firmeza 31 2,0 0,5 61 1,0 22,6 0,2 90 24,9
BRS Pelota 36 1,8 1,0 72 0,6 28 0,2 97 26,3
Chong Kuc 28 1,8 0,4 94 0,5 19,8 0,7 108 31,2
CIAT 134 28 1,6 1,2 73 0,6 24,1 0,2 99 26,3
CIAT 43 35 1,6 0,7 77 0,6 26,0 0,2 106 26,5
Cica 8 28 1,9 0,7 72 0,6 23,1 0,2 99 24,3
Cica 9 32 1,6 0,9 72 0,8 25,6 0,2 101 29,3
CL AS 3510 38 1,7 0,7 63 0,7 23,8 0,2 94 28,8
CL PCW 16 38 1,4 0,5 56 0,8 23,4 0,2 88 22,7
CNA 7559 33 1,5 0,7 75 0,6 29,7 0,2 104 22,2
CNA 7830 34 1,5 0,9 71 0,6 26,7 0,2 104 26,9
CNA 8513 34 1,3 0,4 88 0,6 27,4 0,2 113 26,9
CR 4102 31 1,5 1,1 68 0,6 25,6 0,2 103 29,3
Cypress 36 1,4 0,8 71 0,7 11 0,2 95 26,6
Dawn 42 1,4 1,1 78 0,8 25,9 0,2 112 23,0
88
Acessos
Comprimento
folha (cm)
Largura da folha
(cm)
Comprimento
lígula (cm)
Comprimento
colmo (cm)
Espessura colmo
(cm)
Comprimento
panícula (cm)
Comprimento
glumelas (cm)
Altura planta
(cm)
Peso 1000 grãos
(g)
Earl 25 1,3 0,6 69 0,6 19 0,2 84 28,2
Echee goo 32 1,5 0,6 103 0,5 24 0,2 125 26,1
EEA 406 29 1,7 0,7 95 0,8 22,2 0,2 130 28,6
EEI 15 38 1,5 1,5 77 0,6 28,7 0,2 101 31,1
EEI 31 30 1,2 0,9 85 0,4 28,5 0,2 112 17,7
EEI 3406 31 1,5 0,8 80 0,6 26,2 0,2 98 30,5
EEI 3407 30 1,4 0,9 68 0,6 24,5 0,2 89 20,4
EEI 3413 37 1,5 0,7 74 0,5 27,3 0,2 97 23,8
EEI 3414 30 1,9 1,2 93 0,6 26,6 0,2 121 27,2
EEI 49 21 0,5 0,4 73 0,6 23,4 0,2 96 21,4
EEI 51 23 1,2 0,6 73 0,6 26,7 0,3 97 22,2
EEI-10 39 1,7 1,4 74 0,6 26,9 0,2 100 30,9
EEI-2 35 1,4 0,8 74 1,3 26,8 0,2 95 29,9
EEI-20 32 1,5 1,1 71 0,7 24,3 0,2 99 28,0
EEI-23 35 1,6 1,6 69 0,8 26,3 0,2 95 25,7
EEI-27 33 1,5 1,0 70 0,7 24,5 0,2 94 26,3
EEI-29 31 1,5 1,0 66 0,7 25,5 0,2 89 28,5
EEI-9 35 1,5 0,8 62 0,6 23,4 0,2 88 31,9
Empasc 100 26 1,6 0,6 86 0,6 21,3 0,2 111 33,3
Empasc 101 33 1,5 0,9 68 0,6 27,9 0,2 95 29,7
Empasc 102 33 1,6 0,6 74 0,7 26,3 0,2 100 27,6
Empasc 104 33 1,7 1,3 79 0,6 24,3 0,2 102 29,3
Empasc 105 30 1,4 0,8 61 0,5 23,3 0,2 82 28,2
Epagri 106 24 1,4 0,7 70 0,5 23,2 0,2 97 27,5
Epagri 107 39 1,6 1,4 74 0,6 27,4 0,2 102 27,9
Epagri 108 31 1,7 0,7 74 0,5 24,2 0,2 97 30,7
Epagri 109 27 1,5 0,6 71 0,6 23,6 0,2 101 28,5
Fanny 21 1,7 0,5 51 0,5 14,0 0,2 56 35,4
Fedearroz 50 31 1,8 0,6 77 0,8 27,3 0,2 107 27,5
Fortuna - 1 30 1,2 0,7 77 0,5 22,3 0,2 88 34,3
IAC 101 30 1,3 0,7 78 0,8 23,8 0,2 93 34,2
IAC 25 30 1,1 0,8 73 0,4 18 0,3 91 27,9
IAC 435 30 1,7 0,3 112 0,7 22,6 0,2 153 28,6
IAC 4440 29 1,8 0,7 69 0,5 22,3 0,2 95 24,0
IAC 47 30 1,5 0,6 106 0,6 21,8 0,2 135 32,0
IR 665 41 1,2 0,9 83 0,6 26,1 0,3 111 22,3
89
Acessos
Comprimento
folha (cm)
Largura da
folha (cm)
Comprimento
lígula (cm)
Comprimento
colmo (cm)
Espessura
colmo (cm)
Comprimento
panícula (cm)
Comprimento
glumelas (cm)
Altura planta
(cm)
Peso 1000
grãos (g)
Irga 408 28 1,6 1,0 56 0,7 22,9 0,2 89 23,4
Irga 416 32 1,5 1,3 73 0,7 22,6 0,2 98 26,0
Irga 417 27 1,5 0,9 66 0,7 25,6 0,2 94 24,9
Irga 419 32 1,4 0,6 66 0,6 22,6 0,2 91 25,8
Irga 422 CL 28 1,5 0,7 63 0,7 24,7 0,2 97 27,1
Isolinea 1 27 1,6 0,5 82 0,6 24,4 0,2 72 24,1
Isolinea 10 26 1,4 0,5 80 0,6 21,5 0,2 80 284,2
Isolinea 21 26 1,6 0,6 84 0,6 24,8 0,2 78 24,6
Isolinea 8 25 1,5 0,6 80 0,8 24,9 0,2 81 230,8
Kaybonnet 38 1,3 0,5 73 0,7 23,8 0,2 103 21,5
Koshihikari 26 1,1 0,9 67 0,7 17,1 0,2 89 27,0
L 230 31 1,8 0,9 69 0,8 21,0 0,2 91 26,9
Labelle 27 1,5 0,8 77 0,8 21,7 0,2 97 20,6
Lacassine 23 1,6 0,3 66 0,7 22,2 0,1 85 23,4
Linea 2 mejorada 48 1,4 1,2 75 0,6 34,3 0,2 106 29,2
Metica 1 29 1,1 0,7 60 0,5 22,3 0,2 85 25,8
Mochigome 33 1,3 0,5 91 0,6 23,5 0,2 118 29,1
Multiespigueta 37 1,5 0,6 141 0,6 18,3 0,2 163 23,9
Newrex 32 1,5 0,3 66 0,6 23,2 0,2 95 24,7
NP 125 29 1,7 0,7 69 0,6 24,7 0,2 99 28,0
Orizica Llianos 5 43 1,4 1,4 76 0,6 33,4 0,2 108 28,1
P 75-1 32 1,4 0,6 80 0,6 24,7 0,2 101 25,4
P899 36 1,6 0,5 85 0,6 25,1 0,1 110 30,7
Passarinho 36 1,5 0,5 115 0,9 22,8 0,2 140 22,1
Piracema 28 1,7 0,6 68 0,6 25,3 0,2 93 29,9
PR 122 33 1,7 0,9 83 0,7 23,1 0,2 108 28,5
PR 134 32 1,8 0,9 80 0,6 23,8 0,2 108 30,0
PR 142 32 1,4 0,5 69 0,7 23,5 0,2 93 23,3
PR 206 48 1,5 1,4 94 0,6 25,8 0,2 125 17,8
PR 315 33 2,1 1,0 83 0,5 30,9 0,2 121 15,8
PR 320 34 1,8 1,8 75 0,5 25,3 0,2 99 25,9
Pratão precoce 36 1,4 0,5 102 0,8 20,7 0,2 132 31,1
Qualitá 33 1,7 0,6 70 0,6 27,1 0,2 100 29,5
Raminad 29 1,3 0,5 71 0,7 25,6 0,2 97 24,8
RCN-B-93-176 29 1,6 0,3 100 0,7 23,8 0,2 127 29,0
RCN-B-93-193 26 1,7 0,4 101 0,7 24,1 0,2 123 26,0
Roxo 45 2,0 1,3 56 1,0 23,3 0,2 66 29,2
90
Acessos
Comprimento
folha (cm)
Largura da
folha (cm)
Comprimento
lígula (cm)
Comprimento
colmo (cm)
Espessura
colmo (cm)
Comprimento
panícula (cm)
Comprimento
glumelas (cm)
Altura planta
(cm)
Peso 1000
grãos (g)
Sabbore 31 1,7 0,8 67 0,6 25,6 0,2 98 29,8
SC 213 32 1,6 0,6 75 0,8 25,9 0,3 98 25,4
SC 354 31 1,5 0,5 78 0,7 25,2 0,3 100 27,5
SC 355 29 1,6 0,4 84 0,6 23,8 0,3 101 14,1
SC 385 35 1,7 1,0 85 0,8 22,4 0,3 110 31,6
SC 389 30 1,5 0,5 73 0,7 21,3 0,3 95 30,0
SCS 112 30 1,6 0,6 76 0,6 26,3 0,2 105 30,0
SCS 114 Andosan 29 1,6 0,7 76 0,6 45 0,2 100 29,3
SCS BRS 111 31 1,2 0,4 69 0,6 44,3 0,2 98 25,0
SCS BRS TioTaka 30 1,5 0,6 71 0,6 24,3 0,2 99 30,0
Selecta mejorada 32 1,8 1,0 82 0,6 24,5 0,2 107 28,8
Sheathblight 33 1,1 0,4 56 0,7 21,4 0,2 66 21,4
Taim 37 1,6 0,6 67 0,6 22,97 0,2 85 24,9
Tebonnet 30 1,4 0,6 93 0,4 19,7 0,2 115 23,9
VF 99134 37 1,6 0,9 68 0,6 26,2 0,2 104 27,3
WC 168 22 1,1 0,5 65 0,6 21,8 0,2 91 25,2
WC 277 27 1,6 0,9 60 0,5 21,9 0,2 86 30,6
WC 299 34 1,4 0,9 73 0,7 26,6 0,2 98 25,4
WC 47 53 1,5 1,1 93 0,7 28,5 0,2 124 32,7
WC 54 36 1,5 0,7 73 0,7 24,6 0,2 104 26,1
Wells 36 1,7 0,5 64 0,7 24,6 0,2 93 24,6
XP2101-PRJ 40 2,0 0,6 81 0,9 30,1 0,2 108 29,4
Yerua 11 29 1,3 0,6 54 0,7 20,0 0,2 64 25,2
Yerua PA 30 1,2 0,8 57 0,6 24,5 0,2 67 25,8
Zenith 31 1,6 0,6 91 0,8 22 0,2 114 26,4
91
5. PROTOCOLOS AFLP
Restrição
Tabela 8. Reação de restrição utilizada para AFLP.
Reagentes Quantidade Concentração
Final
DNA
6 µL
25 ng
Tampão 10x
1,5 µL
1 x
EcoRI
0,2 µL
2 U
MseI
0,2 µL
2000 U
Água
7,1 µL
-
Quantidade final
15 µL
O DNA foi digerido com as enzimas EcoRI e MseI passou por processo de
incubação a 37ºC em termociclador por uma hora e 30 minutos.
Ligação: esta reação foi feita imediatamente após a reação de restrição do DNA. Foi
adicionado 5 µL da reação de ligação junto à restrição.
Tabela 9. Reação de ligação utilizada para AFLP.
Reagentes Quantidade Concentração
Final
Adaptador para EcoRI
0,5 µL
2,5 pmol
Adaptador para MseI
1 µL
25 pmol
ATP
0,6 µL
0,3 mM
T4 DNA ligase
0,12 µL
1,2 U
Tampão 10 x
0,5 µL
1 x
Água
2,28 µL
-
Quantidade Total
5 µL
Quantidade Final RL
20 µL
Os adaptadores utilizados foram:
9 Adaptador de EcoRI: 5’ CGT GTA GAC TGC GTA CC 3’
3’ CTG ACG CAT GGT TAA 5’
9 Adaptador de MseI: 5’ GAC GAT GAG TCC TGA G 3’
3’ TA CTC AGG ACT CAT 5’
92
A ligação dos adaptadores foi feita em termociclador com 30 minutos a 37 ºC,
seguido de três etapas de cinco min cada (33,5 ºC, 30 ºC e 26 ºC, respectivamente).
Em seguida dois passos de 45 min, o primeiro a 22 ºC e o segundo a 20ºC, encerrando
com três min em 6 ºC.
O tampão 10x das reações de restrição e ligação foi composto de TrisHAc (10
mM), MgAc (10 mM), KAc (50 mM), DTT [Dithiothreitol (C
4
H
10
O
2
S
s
)] (5 mM), pH 7,5, e
armazenado a -20ºC.
Pré-amplificação
Tabela 10. Reação de pré-amplificação para AFLP.
Reagentes Quantidade Concentração
final
Reação RL
3 µL
-
Água
9,53 µL
-
Tampão 10 X*
2 µL
1 X
Iniciador EcoRI
1 µL
10 pmol
Iniciador MseI
0,87 µL
8,7 pmol
Magnésio
0,2 µL
10 mM
dNTP
3 µL
1,5 mM
Taq DNA polimerase
0,4 µL
2 U
Quantidade total
17 µL
* Consiste de Tris-HCl (100 mM), MgCl
2
(15 mM), KCl (500 mM)
O programa de PCR iniciou com um minuto a 94 ºC seguido de um minuto a 56
ºC e um minuto a 72 ºC respectivamente. Este ciclo foi repetido 19 vezes. Ao término
desta etapa, a reação passou por cinco minutos de extensão final a 72 ºC.
A reação de pré-amplificação foi diluída 1:10 com tampão TE (1X), para então
ser utilizada na reação de amplificação.
93
Amplificação seletiva
Tabela 11. Reação de amplificação seletiva para AFLP.
Reagentes Quantidade Concentração final
Reação Pré-amplificação (1:10)
6 µL
-
Água
8,3 µL
-
Tampão PCR 10X*
2 µL
1 X
Iniciador EcoRI
0,2 µL
2 pmol
Iniciador MseI
0,7 µL
7 pmol
Magnésio
0,25 µL
12,5 mM
dNTP
2,4 µL
1,7 mM
Taq DNA polimerase
0,15 µL
0,75 U
Quantidade total
14 µL
* Consiste de Tris-HCl (100 mM), MgCl
2
(15 mM), KCl (500 mM)
Na reação de PCR foram aplicados 14 ciclos de 30 segundos de desnaturação a
94 ºC, 30 segundos de anelamento a 65 ºC e uma hora de extensão a 72 ºC, sendo
que, a cada ciclo, a temperatura de anelamento foi reduzida em 0,75 ºC e o tempo de
extensão foi acrescido de 0,2 segundos. Com exceção dos três primeiros ciclos, os
demais foram repetidos 41 vezes e em seguida, um ciclo de 30 segundos de
desnaturação a 94 ºC, 30 segundos de anelamento a 55 ºC e uma hora e 24 minutos de
extensão a 72 ºC foi repetido 25 vezes, e encerrado com cinco minutos de extensão
final a 72 ºC.
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