Citrullus lanatus
Da Taxonomia à Ecofisiologia
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus - Biogeografia
• A melancia é originária das
regiões secas da África
tropical, tendo um centro de
diversificação secundário no
Sul da Ásia.
• A melancia cultivada (C.
lanatus var. lanatus) deriva
provavelmente da variedade
C. lanatus var. citroides
existente na África Central.
• A cultura foi introduzida na
América no séc XVI.
(Porto, 2003)
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Classificação botânica
• Família: Cucurbitaceae
• Sub-família:
Cucurbitoideae
• Tribo: Benincaseae
• Sub-tribo: Benincasinae
• Gênero: Citrullus
• Espécie: Citrullus lanatus
• Variedade: C. lanatus var.
lanatus
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Morfologia
•
A melancia é uma planta herbácea de
ciclo vegetativo anual.
•
O sistema radicular é extenso, mas
superficial, com um predomínio de
raízes nos primeiros 60 cm do solo.
•
Os caules rastejantes são angulosos,
estriados, pubescentes, com
gavinhas ramificadas.
•
As folhas da melancia são
profundamente lobadas.
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A espécie é monóica. As flores são
solitárias, pequenas, de corola
amarela.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Morfologia do fruto
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O fruto é um pepônio.
15. 5. Formato do fruto
1 globular
2 achatado
3 discóide
4 cilíndrico
5 oval
6 cordiforme
7 periforme
8 halteres
9 alongado
10 superior turbinado
11 coroado
12 inferior turbinado
13 curvado
14 pescoço curvo
15 outro
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16. Gomos no fruto
0 ausentes
3 superficiais
5 intermediários
7 profundos
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Morfologia do fruto
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17. Cor da casca predominante na
maturidade (é a cor que
cobre a maior área na superfície do
fruto, no caso de duas
cores terem a mesma área, a cor mais
clara é considerada
predominante)
1 verde
2 azul
3 creme
4 amarelo
5 laranja
6 vermelho
7 rosa
8 marrom
9 cinza
10 preto
11 outra
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18. Cor secundária da casca (é a cor
que cobre a segunda
maior área na superfície do fruto, no
caso de duas cores terem
a mesma área, a cor mais clara é
considerada predominante)
0 sem cor secundária
1 branco
2 verde
3 azul
4 creme
5 amarelo
6 laranja
7 vermelho
8 rosa
9 outra
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Morfologia do fruto
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19. Desenho produzido pela cor
secundária
0 sem cor secundária
1 pontilhado (manchas com
menos de 0,5cm de
diâmetro)
2 manchado (manchas com mais
de 0,5cm de diâmetro)
3 listrado (com listras que vão
desde o pedúnculo até a
cicatriz do botão floral)
4 estriado (com marcas alongadas
que não contínuas de
um lado a outro do fruto)
5 bisseccional
6 outro
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20. Textura da casca
1 lisa
2 granulada
3 levemente enrugada
4 superficialmente ondulada
5 em rede
6 com verrugas
7 com espinhos
8 outra
Esquinas-Alcazar, J.T.; Gulick, P.J.
Genetic resources of Cucurbitaceae.
Roma: IBPGR, 1983. 101 p.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Fisiologia
• Sob condições ótimas de temperatura (25 a 30 ºC) a
germinação epígia ocorre em 3 dias. A 15-20 ºC são
necessárias 2 semanas para que ocorra a emergência.
A colheita manual inicia-se 75 a 110 dias após a
sementeira. O pedúnculo é cortado com uma faca a
cerca de 5 cm do fruto.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Cultivar Crimson Sweet
• Progênie de autofecundação, frutos grandes ou pequenos,
redondos, polpa vermelha intensa, alto teor de sólidos solúveis,
casca com listras verdes largas sobre um fundo claro e uniforme
(Ferreira et al. 2006);
• Vale salientar que o tipo ‘Crimson Sweet’ é a cor predominante
comercialmente no país (Silva et al. 2006).
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Melhoramento Genético
•
Devido ao sistema de cultivo praticado
na região Nordeste, em condições de
sequeiro e livre de insumos, que
propicia uma interessante pressão de
seleção para, por exemplo, genótipos
tolerantes à seca, doenças e insetospraga e mais adaptados à agricultura
orgânica que preconiza um cultivo livre
de adubos químicos (Ferreira et al.
2006), hipotetizou-se que as plantas
de melancia mantidas por eles eram
portadoras de genes úteis para o
melhoramento
de
plantas,
principalmente genes para resistência
a doenças (Queiróz et al. 2002).
•
Caracteres como resistênia ao oídio,
bem como de prolificidade, podem ser
transferido
para
as
cultivares
comerciais, como a Crimson Sweet
que é deficiente nos mesmos(Queiroz
et al. 2002).
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Melhoramento Genético
•
A Embrapa Semi-Árido coordenou
várias coletas de cucurbitáceas,
obtendo, ao todo, 600 acessos de
germoplasma de melancia em 53
municípios do Nordeste brasileiro
(Queiróz 1993, Queiróz et al. 1999).
•
Desta forma, percebeu-se que o uso
do germoplasma local, como fonte
de
matéria
prima
para
o
melhoramento de melancia, surge
como uma alternativa promissora na
obtenção
de
cultivares
que
apresentem
padrão
de
casca
semelhante ao da cultivar Crimson
Sweet (Ferreira et al. 2006) e
sobretudo que apresentem genótipos
adaptados e resistentes aos principais
estresses bióticos da cultura nas
condições brasileiras (Queiroz &
Souza, 1998).
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Melhoramento Genético
• Quanto à cor externa, foram encontrados frutos verde-claros e
verde-escuros, porém lisos. Também foram encontrados frutos
listrados, com listras estreitas e largas, verde-claras e verdeescuras (Queiroz et al. 2002).
• Desde final de 1996, a Embrapa Semi-Árido vem estudando a
obtenção de híbridos de melancia sem sementes, a partir do
desenvolvimento de linhas tetraplóides e diploides de melancia.
• Segundo Matsum e Nakai, as plantas 3n e as plantas 4n resultantes
poderiam ser distinguidas no campo pelo uso de um marcador
genético para a cor da fruta. Os pais diploide têm o verde escuro
(D) a fruta, que é dominante ao verde claro (d) fruta dos pais
tetraploide. As plantas de Triploide que resultam deste cruzamento
terão listrado o verde (fruta de ds).
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Pigmentação das Flores
• As cores são as características
mais fortes das flores nas
angiospermas e estão
associadas aos sistemas de
polinização próprios.
• Existem em plantas
vasculares, especialmente na
corola de angiospermas.
• Todas as cores das flores são
formadas por um número
pequeno de pigmentos.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Os Flavonóides são os
pigmentos mais importantes
•
•
•
Muitas flores vermelhas, alaranjadas
ou amarelas devem suas cores à
presença de pigmentos carotenóides,
semelhantes àqueles que ocorrem nas
folhas da planta (e também em todas
as angiospermas, algas verdes e
outros organismos).
•
Antocianinas são as principais
determinantes da coloração das flores.
•
São pigmentos vermelhos e azuis,
solúveis em água e encontrados nos
vacúolos, cuja acidez interfere na cor
a ser apresentada.
No entanto, os mais importantes são
os FLAVONÓIDES, cuja composição é
dada por 2 anéis de 6 carbonos,
ligados por uma unidade de 3
carbonos.
•
Os Carotenóides são solúveis em
lipídeos e encontrados nos plastídeos.
•
A Cianidina apresenta-se vermelha em
soluções ácidas, violeta em soluções
neutras e azul e soluções alcalinas.
Nas folhas, os flavonóides bloqueiam
a radiação ultravioleta externa,
permitindo a entrada de comprimentos
de onda verde-azulado e do vermelho,
importantes para fotossíntese.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Pigmentação das flores
•
•
•
FLAVONÓIS
são
comumente
encontrados em folhas e flores. Alguns
não têm coloração, mas podem
contribuir para os tons de marfim e
branco em certas flores.
As diferentes misturas de flavonóides
e carotenóides, além de pH e
propriedades estruturais irão produzir
as cores características.
•
Os padrões de ultravioleta são mais
comuns em flores amarelas do que
em outras flores.
•
Já na ordem Chenopodiales, os
pigmentos avermelhados não são
antocianinas nem mesmo flavonóides.
•
São compostos aromáticos mais
complexos betacianinas (betalaínas)
são famílias muito aprentadas.
Chalcona amarela é um tipo de
flavonóide que absorve ultravioleta e
permite que somente polinizadores
específicos visitem àquela flor, que na
parte mais externa é também amarela,
entretanto, reflete o ultravioleta,
devido a presença de carotenóides.
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – Ecofisiologia
• Quando os frutos
carnosos maturam,
sofrem uma série de
mudanças
características, que são
mediadas pelo hormônio
etileno, havendo o
aumento do conteúdo de
açúcares, amolecimento
do fruto causado pela
quebra de substâncias
pécticas e mudança de
cor de verde-folha para
vermelho brilhante,
amarelo, azul ou preto.
SILVA, L. M. I.
SILVA, L. M. I.
Co-evolução bioquímica
• Evitam a predação e a
herbivoria.
– A citar: alcalóides,
quinonas, óleos voláteis
(incluindo terpenóides),
glicosídeos (incluindo
cianogênicos e saponinos),
flavonóides e até mesmo
ráfides (cristais de oxalato
de cálcio).
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – 70-kDa heat shock protein
•
The glyoxysomal and plastid molecular
chaperones (70-kDa heat shock
protein) of watermelon cotyledons are
encoded by a single gene. Wimmer,B.,
Lottspeich,F.,
van
der
Klei,I.,
Veenhuis,M. and Gietl,C.
•
"hsp70; long precursor produced by in
vitro transcription and translation and
was imported and proteolytically
processed by isolated plastids; the
short version of the presequence
harbors
a
consensus
PTS2
peroxisomal targeting signal, which is
functional and able to direct a reporter
protein to peroxisomes of the yeast
Hansenula polymorpha in vivo; the
PTS2 information is hidden in the
context of the 67 aa presequence;
localized to plastids and glyoxysomes"
SILVA, L. M. I.
Citrullus lanatus – CDS tradução
CDS translation=
"MASSTVQIHGLGAPSFAAASMRKSNHVS
SRTVFFGQKLGNSSAFPTATFLKLRSNISR
RNSSVRPLRIVNEKVVGIDLGTTNSAVAAM
EGGKPTIVTNAEGKRTTPSVVAYTKIGDRL
VGQIANRQAVVNPRDTFFSVKRFIGRKMS
EVDEESKQVSYRVVRDENGNVKLECPAIG
KQFAAEEISAQVLRKLVDDASKFLNDKVTK
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DVSVLEVGDGVFEVLSTSGDTHLGGDDFD
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DAKLSFKDVHEVVLVGGSTRIPAVQELVKK
MTGKEPNVTVNPDEVVALGAAVQAGVLA
GDVSDIVLLDVSPLSLGLETLGGVMTKIIPR
NTTLPTSKSEVFSTAADGQTSVEINVLQGE
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KFDIDANGILSVTAIDKGTGKKQDITITGAST
LPSDEVERMVSERRKFAKEDKEKRDAIDT
KNQADSVVYQTEKQLKELGDKVPGPVKE
KVESKLGELKEAISGGSTEAIKEAMAALNQ
EVMQLGQSLYNQPGAAPGAGAGSESGPS
ESTGKGPEGDVIDADFTDSK"
SILVA, L. M. I.
Considerações Futuras
•
CÉLULAS E TECIDOS VEGETAIS
•
Um grupo de genes está envolvido na
determinação do padrão radial da
diferenciação tissular!
•
RELAÇÃO ENTRE CAULE E
FOLHA
•
DESENVOLVIMENTO DA FLOR
•
•
•
OS HORMÔNIOS VEGETAIS
Etileno
GIberelinas
•
FATORES EXTERNOS E CRESCIMENTO
VEGETAL
Fotoperiodismo
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MOVIMENTO DE ÁGUA E SOLUTO NAS
PLANTAS
SILVA, L. M. I.