Nome do Projeto
Porta-enxertos para frutíferas de caroços: seleção e validação de genótipos superiores
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/03/2025 - 28/02/2029
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
No Estado do Rio Grande do Sul (RS) uma das principais atividades econômicas é a agricultura, onde o setor de fruticultura firma-se com grande importância por gerar renda e fixar expressiva quantidade de mão de obra no campo. O pêssego é a principal frutíferas de caroço produzida no Brasil e o RS destaca-se como maior produtor brasileiro desta fruta, respondendo por aproximadamente 70% de toda a produção nacional. Muito embora o RS seja o principal produtor de pêssegos, o estado possui a menor produtividade media dos pomares, fato atribuído à diversos estresses do ambiente que afetam de forma negativa e significativamente a produção da cultura. Plantas de pessegueiro são formadas por dois genótipos, a cultivar copa e o porta-enxerto. Este último tem um papel fundamental no sucesso do cultivo, pois o porta-enxerto sofre diretamente com fatores estressantes que acometem as diferentes fases fenológicas da cultura, como o ataque de nematóides do solo, estresse por déficit hídrico (normalmente entre os meses de novembro a janeiro), por alagamento do solo (período de inverno e início de primavera) em função da irregularidade da precipitação pluviométrica, somada a existência de solos rasos e com problema de drenagem. Outro problema é a síndrome da morte precoce que causa severos danos às plantas, podendo levá-las à morte parcial ou total e, dependendo de sua intensidade, pode tornar um pomar totalmente antieconômico. Investigar e aprofundar as pesquisas sobre os fatores estressantes que acometem a cultura no RS tem sido limitante, principalmente pelo desconhecimento sobre o material vegetal utilizado para a formação dos porta-enxertos, na sua grande maioria produzidos a partir da mistura varietal de caroços de cultivares copa, obtidos nas indústrias processadoras de pêssegos. Sendo assim, cada planta formada possui porta-enxerto com característica genética única, causando grande variabilidade entre as plantas do mesmo pomar, com diferentes reações aos fatores estressantes. Selecionar novos porta-enxertos e a caracterização das respostas fisiológicas, bioquímicas e moleculares, frente a diferentes condições de estresse, são fundamentais para auxiliar na identificação genótipos superiores, mais tolerantes e que induzam melhor desempenho produtivo nos pomares. Todo somado, tais ações se constituem como objetivos principais dos programas de melhoramento genético de porta-enxertos. O presente projeto propõe o screening de novas seleções de porta-enxertos do gênero Prunus spp., com potencial tolerância a morte precoce, melhor adaptação climática e a condições de alagamento do solo e de déficit hídrico. Somado a isso, busca estudar as melhores formas de propagação de cada material vegetal (por semente, por estaquia ou in vitro). Os resultados obtidos servirão de base para o melhor entendimento das vias de tolerância/sensibilidade ao estresse hídrico no que tange expressão gênica diferencial e relações fisiológicas e bioquímicas associadas ao estresse hídrico. Ao final da execução do projeto espera-se ter subsídios para a indicação e lançamento de uma ou mais cultivares de porta-enxerto com características de tolerância ao alagamento do solo e ao déficit hídrico, o que que permitirá a diminuição dos efeitos negativos sobre a qualidade das frutas, produtividade e longevidade de pomares de Prunus.

Objetivo Geral

a) Objetivos gerais
- Realizar um screening em seleções de porta-enxertos do gênero Prunus spp. por meio de análises fisiológicas, bioquímicas e transcricionais, visando identificar genótipos melhor adaptados a condições de alagamento do solo e de déficit hídrico.

b) Objetivos específicos
- Propagar por semente ou de forma clonal (in vitro ou por estaquia) 10 seleções de Prunus spp. obtidas na UFPel e duas seleções obtidas pela Embrapa Clima Temperado;
- Obter plantas de 10 seleções para realização de enxertia com cultivares copa, para posterior avaliação do desempenho do crescimento em condições controladas (em casa de vegetação), e em unidades de observação a campo;
- Executar plantas para realização de experimentos sob condições controladas visando testar a performance das seleções sob condições de alagamento, déficit hídrico ou estresse recorrente.
- Medir a variação diária de parâmetros fisiológicos, como concentração relativa de clorofila das folhas (SPAD), parâmetros de trocas gasosas, umidade do solo e concentração de oxigênio no solo, bem como data de início dos sintomas de epinastia e queda de folhas, quando as plantas forem submetidas aos diferentes tratamentos de alagamento e/ou déficit hídrico no solo;
- Determinar os teores de carboidratos totais e prolina em folhas e raízes de Prunus spp. em condições de capacidade de campo, alagamento do solo e déficit hídrico;
- Escolher, através das avaliações visuais dos sintomas, parâmetros fisiológicos e bioquímicos, quatro seleções de porta-enxertos que melhor tolerem os estresses isolados por déficit hídrico e alagamento do solo;
- Quantificar a expressão relativa de genes envolvidos em rotas metabólicas diretamente afetadas nas respostas de Prunus spp. sob estresse por alagamento do solo e déficit hídrico;
- Avaliar a performance a campo de pelo menos 4 novas seleções de porta-enxertos para Prunus spp., confrontando com pelo menos duas seleções de porta-enxertos selecionados pela Embrapa Clima Temperado;
- Avançar no processo de seleção de novos porta-enxertos de Prunus spp. mais tolerantes ao alagamento do solo, déficit hídrico e/ou a ambos estresses, e que apresente menor incidência de morte precoce, visando o lançamento de pelo menos uma nova cultivar de porta-enxerto para pessegueiro adaptado às condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul.

Justificativa

O pêssego (Prunus persica L. Batsch) é uma das mais importantes frutíferas de clima temperado, e a principal fruta de caroço cultivada no Brasil. A área global com pessegueiros foi de aproximadamente 1,5 milhões de ha, em 2022, com uma produção superior a 26 milhões de toneladas. Nos últimos 60 anos, a produtividade média dos pomares ao redor do mundo aumentou consideravelmente, de aproximadamente 9,4 t ha-1, em 1960, para 17,1 t ha-1, em 2022 (FAOSTAT 2024). Um dos fatores que contribuiu para esse aumento de produção foi o desenvolvimento de novas cultivares copa melhores adaptadas as diferentes regiões produtoras.
Em 2022, o Brasil ocupou a 14ª posição na produção mundial de pêssegos e nectarinas com aproximadamente 208 mil toneladas produzidas em cerca de 15 mil ha (FAOSTAT 2024, IBGE 2024), dos quais 13,5 mil ha estão localizados na região sul do Brasil. O RS é o maior estado produtor com 11,5 mil ha cultivados, sendo 6,5 mil ha destinados a produção de pêssegos de mesa (IBGE 2024) e cerca de 5 mil ha para produção de pêssegos tipo indústria.
Muito embora a tendência de aumento mundial na produtividade dos pomares de pessegueiro também tenha sido observado nos pomares do Brasil, no RS a produtividade média não teve incrementos significativos, sendo o estado com a menor produtividade média por área.

Dentre os fatores associados a essa baixa produtividade está a indefinição no uso de porta-enxertos, somado a ocorrência de estresses recorrentes ao longo do ciclo da cultura, por excesso de chuva no inverno e início de primavera, déficit hídrico entre os meses de novembro e janeiro, a ocorrência de danos causados por fitonematóides do solo. Outro fator é a ocorrência da morte precoce de plantas, uma síndrome constatada pela primeira vez no Rio Grande do Sul no final da década de 1970, no interior do município de Pelotas. Esta síndrome causa severos danos às plantas, podendo levá-las à morte parcial ou total e, dependendo de sua intensidade, pode tornar um pomar totalmente antieconômico já nos seus primeiros anos de produção comercial. (MAYER & UENO, 2012; CAMPOS et al., 2014; UENO et al., 2019).
Considerando a importância socioeconômica do cultivo de frutíferas de caroço na região Sul do Brasil, desde 1998, na Universidade Federal de Pelotas iniciou-se um trabalho de introdução de novos genótipos de porta-enxertos para pessegueiro, bem como a realização de cruzamentos dirigidos. Foram obtidos novos genótipos com boa adaptação climática ao Brasil, e que se mostraram resistentes e/ou imunes à Meloidogyne spp. (PAULA et al., 2011), e alguns estudos foram conduzidos visando identificar tolerância a déficit hídrico (RICKES et al., 2017) ou por alagamento do solo (KLUMB et al., 2017a, 2017b).
No que tange o problema da morte precoce de plantas, o desafio para investigar e aprofundar as pesquisas sobre esta síndrome tem sido o desconhecimento sobre o material genético utilizado para a formação dos porta-enxertos (MAYER et al., 2014). Os porta-enxertos têm sido tradicionalmente formados a partir da mistura varietal de caroços disponíveis nas indústrias processadoras de pêssegos (resíduo da industrialização), na região de Pelotas (MAYER et al., 2010). Portanto, cada planta assim formada possui porta-enxerto com característica genética única, causando grande variabilidade entre as plantas do mesmo pomar, com diferentes reações não só a morte precoce de plantas, mas também em relação aos demais estresses bióticos e abióticos citados.
Portanto, diante do exposto, o presente projeto propõe a execução de experimentos em condições controladas e a campo, com o objetivo de fazer um screening em novas seleções de porta-enxertos do gênero Prunus spp. principalmente para identificar genótipos tolerantes a nematóides das galhas, e mais tolerantes a condições de alagamento do solo e de déficit hídrico, uma vez que tais estresses apresentam fortes indícios de serem correlacionados positivamente com a morte precoce de pessegueiro.

Metodologia

Material vegetal utilizado no experimento:
Seleções obtidas por cruzamento controlado no Centro Agropecuário da Palma-UFPel, pelo Prof. Valmor Bianchi: NR0050302; NR0060401; NR0080308; NR0130402; NR0170302; NR0300402; NR0380301; NR0400414; além de duas seleções obtidas pela Embrapa Clima Temperado, RB-MAC-12-08 e VEH-AGA-1204 e outras.

Multiplicação de material vegetal:
- Serão realizados experimentos de enraizamento de estacas em câmara de nebulização, durante o período de verão, utilizando 2.000 mg L-1 de AIB.
- Genótipos que não apresentarem bom desempenho no enraizamento das estacas, será feito o estabelecimento in vitro de sementes e de segmentos nodais, de material obtido de plantas matrizes, visando obter plantas em número suficiente para a realização de experimentos de estresse hídrico e para estabelecimento de unidades de observação a campo.

Experimentos de avaliação da tolerância a estresse hídrico:
Serão instalados experimentos de alagamento e de déficit hídrico visando confrontar as seleções e identificar se existe resposta diferencial aos estresses simples (um único ciclo de estresse) e ao estresse recorrente (plantas serão submetidas a mais de ciclo de estresse no intervalo de 2 meses.
- Nesses experimentos serão avaliados parâmetros fisiológicos das plantas, visando identificar alterações em: condutância estomática; potencial hidrico da folha, estravasamento de eletrólitos; potencial osmótico das folhas, danos causados no colo da plantas, início de epinastia e amarelecimento das folhas, capacidade de recuperação das plantas estressadas, teor de clorofila e fluorescência de colorofila das folhas.
- Será realizada a quantificação de carboidratos em ramos e raízes das plantas, além da extração de RNA de amostras de folhas e raízes (quando possível) para análises de expressão diferencial de genes envolvidos em respostas de defesa a estresse hídrico.

Produção de mudas para avaliações de campo:
- As 5 seleções que apresentaram melhor desempenho sob condições de estresse hídrico serão utilizadas na produção de mudas, para instalação de Unidades de Observação em Produtores da região de Pelotas (ou em outras regiões do estado havendo disponibilidade de parceiros e recursos), afim de avaliar e identificar genótipos que apresentem melhor desempenho produtivo.

Instalação de Unidades de Observação:
- Será instalado pelo menos uma Unidade de Observação na região de Pelotas, em área de um produtor de pêssegos, utilizando as cinco seleções que apresentaram melhor desempenho nos testes para estresse hídrico, somado a seleções obtidas pela Embrapa Clima Temperado, visando avaliar, confrontar e identificar pelo menos um novos genótipo com potencial para ser indicado e registrado como novo porta-enxerto para a cultura do pessegueiro.

Indicadores, Metas e Resultados

- Propagar plantas de 5 seleções, nos dois primeiros anos do projeto, em número suficiente para estudos fisiológicos bioquímicos e moleculares;
- Propagar plantas de outras 5 seleções até o final do terceiro ano do projeto, em número suficiente para realização do estudos fisiológicos, bioquímicos e moleculares, bem como para uso na instalação de Unidades de Observação;
- Divulgar até o final do terceiro ano dados referentes ao potencial de propagação dos materiais e dados preliminares sobre a resposta diferencial ao estresse hídrico;
- Concluir a redação de um artigo científico até o final do terceiro ano, visando divulgar os resultados preliminares obtidos no estudo.
- Concluir a análise de dados de todos os experimentos de estresse hídrico, dentro do prazo de 40 meses do projeto;
- Avaliação e divulgação dos dados inicias de desempenho das plantas, obtidos em pelo menos uma Unidade de Observação instalada em produtor de pêssegos;
- Ao final dos 48 meses, ter dados suficientes para indicar pelo menos 4 seleções que apresentaram melhor performance frente ao estresse hídrico.
- Gerar subsídios para dar continuidade ao programa de melhoramento genético de porta-enxertos para Prunus,;
- Introduzir polén de outros programas de melhoramento para realização de novos cruzamentos controlados, para ampliar a variabilidade genética de porta-enxertos, afim de continuar o processo de seleção para novas características desejáveis;
- Continuar testando os melhores porta-enxetos com cultivares de ameixeira, ou outras espécies de Prunus como amendoeira e damansqueiro.
- Capacitar recursos humanos em diferentes níveis de formação (1 aluno de doutorado, 2 de mestrado, 4 alunos de iniciação científica ou estagiário voluntários).

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
GUILHERME NICOLAO
JONATAN EGEWARTH
JULIA CAROLINA CARDOZO CORREA
João Antônio Paraginski
Memoona Bibi
NEWTON ALEX MAYER
PEDRO YWAO DOS SANTOS NAMAZU
VALMOR JOAO BIANCHI3

Fontes Financiadoras

Sigla / NomeValorAdministrador
FAPERGS / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado Rio Grande do SulR$ 29.500,00Coordenador

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 29.500,00

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