MELHORAMENTO GENÉTICO EM
CITRUS E GÊNEROS
RELACIONADOS
Maria Carolina Cásares Wong
Melhoramento de Frutíferas
Dezembro, 2011
INTRODUÇÃO
 Citricultura
brasileira: Importante segmento
econômico


Valor de produção
Geração de empregos
 Brasil:
Maior produtor de citros e maior
produtor e exportador de suco concentrado
congelado de laranja
 Produtividade média: 2,0 caixas/planta/ano.
Florida: 6 caixas/planta/ano
 Aumento da produção explicada por
acréscimo nas áreas de plantío
INTRODUÇÃO
 Baixa
produtividade devida a:
Pomares sem irrigação
 Fatores fitossanitários
 Estratégias de manejo do pomar
 Manejo pós-colheita dos frutos

 Vulnerabilidade

do setor:
Diversidade biológica vs. Pouco material utilizado
 Necessidade
de ampliação das bases
genéticas atuais dos citros e potencializacão
do germoplasma já existente
TAXONOMÍA
Orden Geraniales
Familia Rutaceae
Subfamilia Aurantioideae
(Swingle y Reece, 1967)
Dos tribus
Géneros
Citrus
Poncirus
Eremocitrus
Microcitrus
Clauseneae; Citreae
(Tres sub-tribus)
Fortunella
Clymenia
Citrinae
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
* GLANDULAS DE ÓLEO
*OVARIO SOBRE UN DISCO COM
NECTARIOS
* FRUTO COM PLACENTAÇÃO AXILAR
(Davies & Albrigo; 1994)
TAXONOMIA
HÍBRIDOS
Laranja
VERDADEIRAS ESPÉCIES
Cidra
C. medica L.
Toronja
C. maxima L.
Tangerina
C. reticulata Blanco
(Tangerina x Toronja)
Pomelo
(Tangerina x Toronja x
Cidra)
Limão
(Cidra x Toronja)
Lima
(Cidra x Toronja x
Microcitrus)
(Davies & Albrigo; 1994)
GRUPOS HORTÍCOLAS
LARANJAS DOCES
C. sinesnsis L. Osbeck
Valencia, Pera, Hamlin, Natal,
Pineapple.
Washington Navel,
Baianinha, Summerfield,
Navelate
Tarocco, Sanginello, Moro
(Hodgson, 1967)
GRUPOS HORTÍCOLAS
TANGERINAS
C. reticulata Blanco
C. unshiu Marc.
Satsuma: Miyagoma, Okitsu, Owari,
Clausellina
LIMÕES
C. limon Burmann
Verna, Lisboa, Eureka
Común: Clementinas (Fina, Marisol,
Oroval), Dancy, Ponkan
(Hodgson, 1967)
GRUPOS HORTÍCOLAS
POMELOS
C. paradisi Macf.
Duncan, Marsh
Rosados. Foster, Thompson
Rojos: Star Ruby, Ray Ruby, Redblush, Rio Red
(Hodgson, 1967)
GRUPOS HORTÍCOLAS
LIMAS
KUMQUATS
Citrus aurantifolia L.
Fortunella margarita “Nagami’
F. crassifolia “Meiwa’
F. japonica “Marumi’
Citrus latifolia Tanaka
(Hodgson, 1967)
NECESSIDADES DE MELHORAMENTO

Culturas sob diferentes condições de stress





Solos: Alcalinidade, acidez, salinidade
Inundações, secas
Geadas e altas temperaturas
Pragas e doenças em geral
Dificuldade para produzir frutas de qualidade: Falta
de adaptação, insuficiência de cultivares
Leprosis de los cítricos (CiLV)
Tristeza de los cítricos (CTV)
(Machado et al., 2005; Pompeu Júnior, 2005)
MELHORAMENTO GENÉTICO EM
CITRUS

Melhoramento de cultivares para copa, para portaenxerto e as suas interações
Melhoramento tradicional:
Seleção clonal
Hibridação sexual
Mutagénesis induzida
Manipulação da ploidía
Alternativas atuais:
Manipulação da ploidia
Transformação genética
Variação somaclonal
Hibridação somática
SELEÇÃO CLONAL
Citrus com alto grau de mutação nas gemas
 Origem da maioria dos materiais cultivados
 Seleção e caracterização de laranjeiras-doces
(Citrus sinensis (L.) Osbeck) no estado do Acre.
Gondim et al., 2001

Caracterização e seleção de plantas segundo: Idade,
aspetos fenológicos e fisiológicos
 Média de 22 anos de idade (12-100)
 54+1 (‘Aquiri’) materiais avaliados/limão Cravo
 Comprovado valor agronômico e/ou adaptativo ao
ambiente e resistência/tolerância a doenças

SELEÇÃO CLONAL

Materiais promissores
Porta-enxerto
Variedade-copa precoce
Variedade-copa meia estação
Variedade-copa tardia
Variedade-copa continua
HIBRIDAÇÃO SEXUAL
Obtida pela polinização dirigida de flores
previamente emasculadas, com pólen da espécie
ou cultivar com os caracteres desejados
 Gêneros, espécies e cultivares afines: Grande
variedade de caracteres disponíveis
 Necessário conhecer: Biologia floral, influência dos
fatores climáticos e biológicos que afetam a
hibridação.

Temperatura
Pistilos abortivos
Doenças
(Agustí, 2003; Machado et al., 2005; Robles et al., 2010)
HIBRIDAÇÃO SEXUAL
(Machado et al., 2005)
HIBRIDAÇÃO SEXUAL

Tangor 14/22: un nuevo híbrido seleccionado.
Bello et al., 2004

Cruzamentos:Tangerina ‘Clementina’ (Citrus clementina
hort ex. Tan.)

Laranja ‘Victoria’ (Citrus clementina hort ex. Tan. X
Citrus sinensis (L.) Osb.)

Progenie Enxertia: Citrus macrophylla Wester

Preseleção e enxertia: Citrumelo ‘Swingle’ e laranja
azeda ‘Agrio-1’
HIBRIDAÇÃO SEXUAL
Crescimento vigoroso, e folhagem denso
 Produção de 190 kg/árvore aos 10 anos
 Frutos pequenos, poucas ou nenhuma semente,
bom conteúdo de suco e SST e acidez adequada

Características físicas e químicas do híbrido Tangor 14/22 em dois porta
enxertos e quatro datas de avaliação
(Bello et al., 2004)
MUTAGÉNESIS INDUZIDA
Tratamento de gemas ou sementes com agentes
mutagênicos (físicos ou químicos) induze câmbios
no genoma
(Agustí, 2003; Robles et al., 2010)
 Raios Gamma em sementes (tolerantes)
 Development of promising seedless Citrus
mutants through Gamma irradiation. Sutarto et
al., 2009

Tangerina (Citrus reticulata L. Blanco) cvs. Soe e Garut
 Pomelo (Citrus grandis L. Osbeck) cv. Nambangan

Raios Gamma: 20, 40 e
60 Gy
MUTAGÉNESIS INDUZIDA
Sobrevivência de gemas diferente, segundo
espécie e dose de irradiação
 Variação no número de sementes/fruto

(Sutarto et al., 2009)
MUTAGÉNESIS INDUZIDA


Mutantes sem sementes de Citrus reticulata L. Blanco cvs.
Keprok Garut and Keprok SoE
Mutantes sem sementes e cores diferentes de Citrus grandis
L. Osbeck cv. Nambangan
(Sutarto et al., 2009)
MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA
A DIPLOIDIA é regra geral nos Citrus e gêneros
relacionados
 Euploidia: monoplóides, diplóides, triplóides,
tetraplóides, pentaplóides e octoplóides
 Origem: Sexual e somático
 Processos naturais: Mutações de gema e
embriogénesis nucelar
 Processos artificiais: Colchicina e cultura de tecidos
 Outros: Hibridações interespecíficas, grau de
ploidia e natureza mono/poliembriónica da
variedade

(Machado et al., 2005)
MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA

Frequency of triploids in different interploidal
crosses of Citrus. Jaskani et al., 2007







Tangerina Kinnow e Laranja doce Succari
Cruzamentos: 2x X 4x e 4x X 2x
Maior rendimento de triploides: Kinnow tetra x
diploide
Kinnow diplo x tetraploide: 2x, 3x e 4x
Succari 2x X Kinnow 4x: diploides nucelares, tri e
tetraploides sexuais
Triploides aumentam variabilidade genêtica
Tetraploides fértiles podem ser usados em programas
de melhoramento
LIMITAÇÕES PARA O MELHORAMENTO
TRADICIONAL
Complexa biologia reprodutiva: Esterilidade e
incompatibilidade sexual (não autopolinização)
 Embrionia nucelar (Apomixia parcial): Competência
e dificuldade na identificação
 Heterozigosis: Mutação gênica freqüente,
Polinização cruzada, Embrionia nucelar
 Depressão por endogamia
 Desconhecimento da genética básica da herança
dos caracteres horticolas de interesse
 Periodo juvenil cumprido: Avaliações econômicas e
horticolas

(Machado et al., 2005)
ALTERNATIVAS. MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA
Tratamento de gemas ou sementes com agentes
mutagênicos físicos ou químicos para induzir
câmbios no genoma
 In vitro induction, regeneration and analysis of
autotetraploids derived from protoplasts and
callus treated with colchicine in Citrus. Zeng et
al., 2006






Protoplastos de Kumquat ‘Meiwa’
Calo embriogênico de laranja Navel ‘Frost’
Colchicina para duplicar o número de cromossomas
Redução na viabilidade do protoplasto, retraso na
divisão do protoplasto e inibição no crescimento do calo
Autotetraploides usados em fusão de protoplastos para
criar germoplasmas valiosos
ALTERNATIVAS. MANIPULAÇÃO DA PLOIDIA
Comparação morfológica entre células diploide
(branca) e tetraploide (preta) em uma
população mista
Efeito da colchicina em diferentes concentrações sobre
a viabilidade do protoplasto em Kumquat ‘Meiwa’
ALTERNATIVAS. TRANSFORMAÇÃO
GENÉTICA
Introdução em genoma de plantas, genes
procedentes da mesma espécie, de outras espécies
de plantas ou de organismos como bactérias,
leveduras ou vírus
 Mais utilizado: Transformação mediada por
Agrobacterium
 Transformação de laranja visando resistência ao
cancro cítrico usando genes de peptídeos
antibacterianos. Bespalhok Filho et al., 2001

Controle do cancro das cítricas
 Gene da sarcotoxina (peptídeo antibacteriano)
 Estirpe EHA-105 de Agrobacterium tumefasciens

ALTERNATIVAS. TRANSFORMAÇÃO
GENÉTICA
Bespalhok Filho et al., 2001
Plantas
inoculadas
com
Xanthomonas axonopodis pv. citri.
A. Planta expressando gene da
sarcotoxina.
B.
planta
não
transgênica
ALTERNATIVAS. VARIAÇÃO SOMACLONAL
Formação de plantas mutantes como resultado das
diferenças genéticas preexistentes em células
somáticas cultivadas in vitro ou induzidas pelos
componentes do meio de cultivo (Gutierrez, 2003)
 In Vitro Mutagenesis and Somaclonal Variation
Assisted Salt Tolerance in ‘Rough Lemon’
(Citrus jambhiri Lush.). Kumar et al., 2010

Calo de 40 e 60 dias
 Mutagénesis física: 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 Gy.
 Mutagénesis química: Etil Metano Sulfonato, Metil
Metano Sulfonato. 0,1; 0,2; 0,3; 0,4%
 Concentracoes de NaCl: 0, 25(4), 50(1), 75 e 100(1) mM

ALTERNATIVAS. VARIAÇÃO SOMACLONAL

Seleção de variantes somaclonais de limão rugoso
em meios de regeneração contendo sal (NaCl)
(Kumar et al., 2010)
ALTERNATIVAS. HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA
Fusão de protoplastos (sem parede celular)
procedentes de dois parentais diferentes
 Calo embriogênico obtido de cultivo in vitro de
óvulos e pedaços pequenos de folhas
 Citrus somatic hybridization with potential for
improved blight and CTV resistance. Mendes et
al., 2001

Isolamento de protoplastos, fusão e regeneração de
plantas
 Parental embriogênico: Laranja doce Caipira
 Parentais não-embriogênicos: Limão Volkameriano ,
tangerina Cleópatra e limão rugoso

ALTERNATIVAS. HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA
Combinações de
parentais e plantas
geradas mediante fusão
de protoplastos
 Potencial como porta
enxertos, prévia
avaliação das
características hortícolas
 Aclimatização,
enraizamento,
propagação por estaquia,
enxertia

(Mendes et al., 2001)
OBRIGADA PELA
ATENÇÃO
MELHORAMENTO GENÉTICO EM CITRUS E
GÊNEROS RELACIONADOS
Maria Carolina Cásares Wong
Melhoramento de Frutíferas
Dezembro, 2011