Nome do Projeto
Caracterização Morfológica e Genética de Genótipos de Nogueira-Pecã no Sul do Brasil
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
29/03/2022 - 31/12/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
A nogueira-pecã é uma frutífera que vem despertando o interesse de produtores e consumidores devido a alguns fatores, como diversificação produtiva, demanda e valorização do preço pago pelo fruto, as características nutracêuticas presentes na noz trazem benefícios à saúde, como também a adaptação da cultura às condições climáticas do país e a possibilidade de consorciação com outras atividades como pecuária. Existem cultivos comerciais de noz-pecã em diversos países incluindo: Brasil, Argentina, Israel, Uruguai, Peru e África do Sul, mas ainda são considerados os maiores produtores os Estados Unidos da América e o México. No Brasil, principalmente na região sul, o interesse de consumo e produção está aumentado. Porém, existe uma carência de informações técnicas e científicas para auxiliarem no cultivo da nogueira, sendo uma das barreiras para a sua expansão. O Rio Grande do Sul é o maior produtor de nogueira-pecã, seguido pelos os Estados de Santa Catarina e Paraná. Os munícipios em destaque na região sul são: Anta Gorda e Cachoeira do Sul, sendo o primeiro considerado o pioneiro da cultura na região. As principais cultivares utilizadas no Brasil, são oriundas dos Estados Unidos, algumas delas são: Barton, Mahan, Shawnee, Chickasaw entre outras. Essas cultivares variam morfologicamente, diferindo no formato de fruto, nas inflorescências femininas e masculinas, produção, etc. A diversidade varietal existente entre as cultivares de nogueira-pecã poderá ser observada de inúmeras formas, não apenas morfologicamente, mas também através da caracterização molecular das mesmas. Portanto, ocorre uma necessidade de realização de pesquisas sobre a cultura, para servir como embasamento para auxiliar o desenvolvimento e aprimoramento de técnicas de cultivo e consequentemente melhorando a qualidade, produtividade e proporcionando uma expansão territorial de cultivo na região. Além disso, com relação ao sistema de produção orgânico também são poucas informações encontradas sobre o manejo e adaptação da cultura. O presente trabalho tem como objetivo a avaliação da distribuição geográfica e caracterização morfológica e molecular de cultivares de nogueira-pecã produzidas em sistema de produção orgânico na região sul do Brasil.

Objetivo Geral

O presente trabalho tem como objetivo contribuir com informações sobre a diversidade das cultivares de nogueira-pecã produzidas na região sul, asssim como a adaptação delas em sistema de produção orgânico.

Justificativa

A nogueira-pecã [Carya illinoinensis (Wangenh) K. Koch] é uma espécie nativa da América do Norte, envolvendo a região que compreende o sudeste dos Estados Unidos da América e norte do México. A planta pertencente à família botânica Juglandaceae, quando adulta apresenta um porte grande, podendo chegar a 60 metros de altura e tendo uma longevidade que ultrapassa 200 anos. Existem mais de mil cultivares da espécie onde ocorre uma variação na morfologia da planta, nas características reprodutivas, na qualidade e conservação do fruto, variação no formato, entre outros (BARACUHY, 1980; GATTO, 2006; LAZAROTTO, 2013, FRONZA et al., 2016).
No Brasil a cultura foi introduzida por imigrantes americanos, no ano de 1900, na região de São Paulo, porém demorou alguns anos para que produtores começassem a perceber o potencial financeiro do cultivo da nogueira. O interesse da planta poderá ser direcionado na madeira que apresenta uma boa qualidade, na noz que apresenta características funcionais, fornecimento de óleo e fazendo parte da composição de pratos na culinária (saladas) e a casca na composição de chás (GATTO et al., 2008; FILIPIN, 2011; PAULUS, 2015).
Nos últimos anos as áreas de nogueirais vêm aumentando, principalmente na região sul, isto está atribuído ao incentivo de empresas privadas. Além, do interesse por parte de produtores que consideram a atividade de grande potencial econômico, devido ao valor pago pelo fruto, mas também consumidores que mudaram o hábito alimentar e buscam agregar alimentos saudáveis em sua dieta. A nogueira está dentro do grupo dos frutos secos, denominado de amêndoa que é inicialmente envolvida por uma cápsula protetora que quando a drupa está na fase de maturação completa abre-se em secções ficando visível a noz. A noz-pecã apresenta em sua composição compostos funcionais que podem trazer benefícios à saúde, auxiliando a diminuir riscos relacionados a algumas doenças (LAZAROTTO, 2013; FRONZA et al., 2016).
A planta inicia sua produção comercialmente a partir do 6° ano, porém no 3° ou 4° ano poderá produzir nozes. Isto dependerá de muitos fatores, entre eles as práticas culturais efetuadas no pomar, a cultivar escolhida, adubação, etc (FRONZA et al., 2016).
É uma planta caducifólia e suas folhas adultas são compostas e imparipinadas com 9 a 13 folíolos, medindo de 10 a 15 cm. Essa fase de senescência ocorre de forma gradual onde a folha muda sua cloração de verde-escura até amarelada e finalmente a abscisão foliar (FRONZA et al., 2016; ROVANI, 2016). O sistema radicular da planta apresenta um eixo central pivotante muito desenvolvido, com raízes laterais também bem desenvolvidas em profundidade (ROVANI, 2016).
A polinização da nogueira é do tipo anemófila, ou seja, pelo vento. Em relação à floração, a planta é uma espécie monóica, ou seja, apresenta flores masculinas e femininas separadas na mesma planta. As flores masculinas ou estaminadas são denominadas de amentilhos, e no caso das flores femininas são conhecidas como as flores pistiladas. Além disso, a nogueira apresenta um mecanismo para evitar a autopolinização, denominado de Dicogamia. A dicogamia é considerada aquele momento na qual a planta apresenta diferentes épocas de maturação das flores pistiladas e estaminadas, podendo ser completa ou incompleta.
Geralmente, em pomares de nogueira para obterem uma boa produtividade, é fundamental a distribuição de cultivares polinizadoras e produtoras de forma intercalada, assim minimizando os problemas causados pela dicogamia encontrada na espécie. Ocorrem dois tipos ou grupos de plantas em relação à dicogamia, onde tem cultivares protândricas e protogênicas, sendo importante para decidir na hora de implantação de um pomar. As plantas consideradas protândricas são aquelas que apresentam a maturação das flores estaminadas primeiro, também são conhecidas como polinizadoras. Já, no caso das plantas protogênicas são as que as flores pistiladas amadurecem antes das estaminadas, ou seja, o estigma das flores femininas está receptivo antes mesmo da maturação do grão de pólen (BARACUHY, 1980; FILIPIN, 2011; FRONZA et al., 2018).
A propagação da nogueira poderá ser de forma sexuada (semente) ou assexuada (vegetativa), geralmente os portas-enxertos são multiplicados via semente e posteriormente as variedades copa são enxertadas. Quando propagamos as plantas via semente, ocorre uma variabilidade genética, influenciando no tamanho de plantas, qualidade e sabor da noz, além da prolongação do período de juvenilidade da planta, no caso de pomares comercial de nogueira, isto é, uma característica indesejável (GONZÁLEZ et al., 2000).

Metodologia

O experimento será conduzido em uma área localizada dentro da unidade de pesquisa da Embrapa Clima Temperado, na Estação Experimental da Cascata (EEC), situada no município de Pelotas, com as seguintes coordenadas geográficas: latitude 31°37’9” S, longitude 52°31’33” O e altitude de 170 m. A região apresenta um clima subtropical úmido – Cfa conforme Köeppen. As chuvas são bem distribuídas ao longo do ano e a temperatura máxima no verão fica em torno de 34°C e 36°C, e no período de inverno, a temperatura média das mínimas do ano fica entre -2°C e 0°C, havendo possibilidade de ocorrência de geadas. O solo foi identificado como sendo um Argissolo que apresenta como característica horizonte B textural de argila com atividade baixa ou alta conjugada com saturação por bases baixa (EMBRAPA, 2006).

7.1. Experimento 1: Introdução e avaliação de uma coleção de cultivares de nogueira-pecã
A coleção será composta por genótipos existentes na região que apresentam um elevado potencial produtivo e a possibilidade de serem inseridos no sistema de produção orgânico. Os genótipos serão obtidos através de coletas em propriedades localizadas pela região sul, todas as cultivares que serão utilizadas estão registradas no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), são elas: Barton, Desirable, Farley, Chickasaw, Shawnee, Melhorada, Imperial, Success, Importada, Cape fear, Choctaw, Elliot, Mahan, Sioux, Stuart e Summer. As mudas serão implantadas em agosto de 2021, o espaçamento utilizado de 10 x 10m, densidade de plantio 100 plantas ha¯¹ em um alinhamento no formato de triângulo.
O delineamento experimental adotado será em blocos casualizados, com três repetições contendo três plantas por parcela.
Durante o período de realização do experimento as seguintes avaliações serão realizadas:
A) Crescimento das plantas: será acompanhado através de avaliações da altura da planta e diâmetro de tronco. Essas avaliações serão realizadas com auxílio de um paquímetro e fita métrica.
B) Incidência de pragas e/ ou doenças: serão feitas semanalmente inspeções nas folhas das nogueiras. A avaliação será realizada levando em consideração o aspecto visual das plantas, verificando se existem danos causados por doenças e/ou pragas.

7.2. Experimento 2: Caracterização morfológica de cultivares de nogueira-pecã cultivadas na região sul do Brasil
Os materiais selecionados e coletados serão oriundos de pomares localizados na região do Rio Grande do Sul, visando caracterizá-los morfologicamente, coletando partes vegetativas (ramos com as folhas), partes reprodutivas (inflorescência pistilada e estaminada) e frutos. Esses materiais coletados serão posteriormente herborizados. As análises estruturais serão realizadas com auxílio de um estereomicroscópio acoplado a uma câmera clara, e para as avaliações de medidas de largura e diâmetro será utilizado um paquímetro digital.
A termologia adotada será baseada em descritores publicados para a cultura da nogueira-pecã (FRUSSO, 2018) e também o glossário de terminologia botânica.


7.3. Experimento 3: Caracterização molecular das cultivares de nogueira-pecã encontradas na região sul do Brasil
Serão caracterizados molecularmente 40 genótipos de nogueira-pecã encontrados na região sul do país, especificamente nos municípios de Pelotas, Canguçu e Cachoeira do Sul, entre os acessos estão cultivares e seleções avançadas da cultura.

A extração do DNA genômico foliar será realizada no Laboratório de Biologia Molecular da Embrapa Clima Temperado, a partir de folhas jovens (folíolos completamente expandidos e livres de doenças), seguindo o protocolo de isolamento de DNA baseado em brometo de cetil-trimetil-amônio (CTAB), de acordo com a metodologia de Ferreira e Grattapaglia (1996).
A avaliação da quantificação das amostras será realizada utilizando o espectrofotômetro NanoVue ™ Plus, permitindo estimar a concentração de DNA obtido e a qualidade, baseando-se na relação 260/280 nm. Para verificar a integridade do DNA será realizada uma eletroforese em gel de agarose a 1%, com o Gel Red (corante) e o marcador Hind III. Posteriormente, as amostras serão diluídas em água ultrapura, padronizando a concentração de 20 ng µL-1.
As reações de PCR serão realizadas segundo descrito por Grauke et al. (2003), o volume final das reações será de 10 µL, contendo: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 8,3), 2,0 mM MgCl2, 0,16 mM dNTPs, 30 ng de cada primer, 30 ng DNA e 0,5 Taq DNApolimerase. Os primers SSR utilizados serão da Invitrogen™, sendo eles: PM- CA 07, PM- CA 10, PM- CA 12, PM- CTA 24, PM- GA 19, PM- GA 23, PM- GA 28, PM- GA 31, PM- GA 38, PM-GA 39, PM-GA 41 e PM- GA 44.

As amplificações serão realizadas no termociclador Gene Amp® PCR System 9700 (Applied Biosystems), os ciclos de amplificação serão os seguintes: uma etapa inicial de desnaturação a 94°C por 3 min, seguida por 35 ciclos de 94°C por 30 segundos, na fase de anelamento a temperatura varia conforme o adequado para cada primer por 30 segundos, 7 °C por 1 min, finalizando com um ciclo de extensão a 72°C por 3 min e um ciclo de 4°C até o momento da retirada das amostras do termociclador (GRAUKE et al., 2003).
Os produtos das amplificações serão separados por eletroforese em gel de agarose a 2%, com o marcador de peso molecular 1 Kb plus DNA Ladder (Invitrogen™), utilizando um sistema horizontal PWSys Pw 1000. Os fragmentos amplificados serão fotodocumentados, com auxílio de um equipamento denominado de fotodocumentador modelo Gel Logic 2200 Imaging System.
Os dados obtidos por meio da eletroforese serão registrados de forma qualitativa, ou seja, presença (1) e ausência (9) de bandas para os 40 genótipos avaliados. A partir desses dados será calculada a distância genética entre os genótipos com base no coeficiente de similaridade de Jaccard. O dendrograma será gerado a partir das matrizes de distância genética pelo método da média aritmética não ponderada (UPGMA), com o auxílio do programa NTSYS-pc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, version 2.02) software (ROHLF, 1998).

8. ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os dados coletados durante a realização dos experimentos serão submetidos à análise de variância e em caso de significância será utilizado um teste de comparação de médias para variáveis envolvidas no experimento.

Indicadores, Metas e Resultados

Ao final da execução do projeto, pretende-se alcançar os seguintes resultados:
• Haver caracterizado a distribuição e diversidade varietal de cultivares de nogueira-pecã presentes na região;
• Haver implantado e manejado uma coleção composta por algumas cultivares de nogueiras produzidas em sistema de produção orgânico na região sul do Brasil;
• Haver acompanhado o crescimento de mudas de nogueiras dentro de um sistema de produção orgânico;
• Haver avaliado as características morfológicas de cada uma das cultivares;
• Haver analisado as características moleculares de cada uma das cultivares, além da verificação genética das mesmas.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
CARLOS ROBERTO MARTINS
CAROLINE MARQUES CASTRO
CRISTIANO GEREMIAS HELLWIG
FLAVIO GILBERTO HERTER
GUSTAVO HEIDEN
MARCELO BARBOSA MALGARIM1
PAULO CELSO DE MELLO FARIAS2
RAFAELA SCHMIDT DE SOUZA
VAGNER BRASIL COSTA1
VANESSA MARIA REIS BÜTTOW

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
PROAP - CAPESR$ 21.000,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
449052 - Equipamentos e Material PermanenteR$ 21.000,00

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