Análise das Similaridades Genética e Morfológica de Cultivares de Alho.
José Hortêncio Mota1, Jony Eshi Yuri2, Itamar Rosa Teixeira3, Rovilson José de Souza4
1. UFMS – Núcleo de Ciências Agrárias, Cx Postal 533, Cep: 79.804-970, Dourados/MS; 2. REFRICON - Rod.
Régis Bittencourt s/n, km 294, Cep: 06850-000 Itapecerica da Serra/SP; 3. UEG – Unidade Universitária de
Ipameri – Rod. GO 330 s/n, km 241, Cep: 75780-000, Ipameri/GO; 4. UFLA - Depto. de Agricultura, Cx. Postal
37, Cep: 37200-000, Lavras/MG.
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi analisar a divergência genética e morfológica entre 12
cultivares de alho dos grupos nobre (Caçador, Chonan, Contestado 12, Caçador 30,
Caçador 40 e Quitéria 595) e semi-nobre (Gigante Curitibanos, Gigante Roxo, Gigante
Roxão, Gravatá, Amarante e Cateto Roxo). Os resultados permitiram definir que existe
diferença entre as duas matrizes de similaridade, sendo que o dendrograma da matriz
genética, agrupou coerentemente de acordo com sua origem, formando dois grupos
distintos: um formado pelas cultivares semi-nobres (com 54,2% de similaridade) e outro
formado pelas cultivares nobres (com 57,1% de similaridade). No dendrograma das
características morfológicas observou-se a formação de dois grupos distintos, porém não
agrupando coerentemente as cultivares de acordo com sua origem.
Palavras chave: Allium sativum, marcadores moleculares, diversidade.
ABSTRACT
Analysis of the genetic and morphologic similarity of garlic cultivars.
The aim of this work was to analyze the genetic and morphologic diversity among 12 garlic
cultivars of the groups noble (Caçador, Chonan, Contestado 12, Caçador 30, Caçador 40
and Quitéria 595) and semi-noble (Gigante Curitibanos, Gigante Roxo, Gigante Roxão,
Gravatá, Amarante and Cateto Roxo). The results allowed to define that difference exists
among the two similarity matrices, being that the dendrogram of the genetic matrix,
coherently grouped in accordance with its origin, forming two distinct groups: one formed for
the semi-noble cultivars (with 54,2% of similarity) and other formed by the noble cultivars
(with 57,1% of similarity). In the dendrogram of the morphologic characteristics was observed
formation of two distinct groups, however not grouping coherently the cultivars in accordance
with its origin.
Key-words: Allium sativum, molecular marker, diversity.
O Brasil é o maior importador mundial de alho, sendo que no mercado brasileiro há
uma grande quantidade de cultivares, os quais apresentam diferentes denominações
regionais, acarretando dificuldades e, muitas vezes, caracterizações dúbias do mesmo
material. Tal fato faz com que, na maioria das vezes, os alicultores adquiram material para
plantio de baixa produtividade e baixa conservação pós-colheita.
Neste contexto, a separação ou o agrupamento das cultivares de alho por meio de
características morfológicas, anatômicas ou moleculares apresenta grande importância na
indicação das cultivares mais adaptadas às diferentes regiões brasileiras, ou na avaliação
de bancos de germoplasma (Mota, 2003).
Diante do exposto, realizou-se este estudo com o objetivo de fazer uma análise
comparativa entre as matrizes morfológica e molecular (RAPD) de doze cultivares de alho
dos grupos semi-nobre e nobre.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram utilizadas doze cultivares de alho, sendo seis classificadas como nobres e seis
classificadas como semi-nobres. Os alhos pertencentes ao grupo nobre possuem cabeça
redonda, com bulbos uniformes e grandes, apresentando poucos bulbilhos. Os bulbos têm
túnica branca e película de cor rósea ou roxa, necessitando de vernalização e apresentando
sensibilidade ao pseudoperfilhamento. Já o grupo semi-nobre caracteriza-se por possuir
alhos de cabeça irregular, com bulbos desuniformes e de túnica branca com película branca
a levemente arroxeada, não precisando de vernalização.
As cultivares nobres utilizadas foram: Chonan, Roxo Pérola de Caçador, Caçador 30,
Quitéria 595, Contestado 12 e Caçador 40, todas provenientes do Estado de Santa
Catarina, localizado na região Sul do Brasil. No grupo das semi-nobres utilizaram-se as
cultivares Gigante Roxo, Gigante Roxão, Amarante, Cateto Roxo e Gravatá cultivadas em
Minas Gerais. Outra cultivar semi-nobre utilizada foi a cultivar catarinense Gigante
Curitibanos,
que
pelas
características
morfológicas
apresenta
exigência
climática
semelhante às cultivares tradicionalmente plantadas em Minas Gerais, não necessitando de
vernalização para plantio na região Sudeste.
Extração do DNA e análise RAPD
O DNA genômico foi obtido através de bulbilhos descascados triturados in natura em
N2 líquido com PVP. Adicionou-se, em seguida, 10 ml de solução extratora (1 M de Tris pH
7,5; 0,5 M EDTA pH 8,0; 5 M NaCl; 1% CTAB; 2% β-Mercaptoetanol). Os tubos foram
agitados e colocados em banho-maria a 65oC, durante 60 minutos. O extrato foi misturado
com 10 ml de clorofórmio-octanol (24:1), para formar uma emulsão. Após centrifugar por 10
minutos a 3.000 rpm, a parte superior aquosa foi isolada e submetida a álcool 95 %, o que
ocasionou a precipitação do DNA. A quantificação do DNA foi realizada em gel de agarose
1% por comparação com padrão de DNA de concentração conhecida. A eletroforese foi
realizada a 100V em tampão TAE (1mM EDTA pH 8,0; 40 mM Tris pH 8,0; 20 mM de ácido
acético) e o gel tratado com brometo de etídio (10%) durante 20 minutos sob agitação,
sendo posteriormente visualizado sob luz ultravioleta; a imagem do gel foi captada pelo
sistema de documentação “Eagle Eye”.
Foram utilizados, para o estudo, quatro kits de Primers Operon (A, B, F e W),
totalizando 80 primers, sendo que a análise foi realizada somente para as bandas
polimórficas.
Inicialmente, foi construída uma matriz para os fragmentos de DNA amplificados com
presença (1) e ausência de banda (0). Para análise dos dados, utilizou-se o NTSYS-pc
(Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System), versão 2.02 (Rohlf, 1992). A
similaridade entre as amostras foi estimada pelo coeficiente de Jaccard, que gerou a matriz
de similaridade. A partir dessa matriz, foi gerado o cluster, pelo método UPGMA
(“Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Average”).
Avaliação morfológica
Os caracteres vegetativos analisados foram: altura da planta; largura, número e
ângulo de folhas. Avaliaram-se as médias dos caracteres pela análise da variância e do
teste de Tukey ao nível de 5%. Realizou-se, também, uma análise de agrupamento,
utilizando-se o programa STATISTICA 5.0 (StatSoft, 1995) e um dendrograma gerado pelo
método UPGMA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Agrupamento genético
Foram amplificados 279 fragmentos de DNA sendo 194 polimórficos e 85
monomórficos, utilizando os 80 primers de RAPD.
Na Tabela 1, observa-se que a análise de divergência genética, feita com base nas
194 bandas polimórficas selecionadas, indicou, para o grupo nobre, que as cultivares
Contestado 12 e Quitéria 595 são mais próximas entre si, com valor de Jaccard igual a
0,855. A cultivar Roxo Pérola de Caçador mostrou-se mais distante geneticamente em
relação à cultivar Caçador 30, com um valor médio de Jaccard igual a 0,452. Para o grupo
das cultivares semi-nobre, observou-se que as cultivares Amarante e Gigante Curitibanos
são as mais próximas entre si (índice de Jaccard = 0,860) e a cultivar Cateto Roxo mostrouse mais distante geneticamente em relação à cultivar Gravatá (índice de Jaccard = 0,429).
Tabela 1 - Matriz de distâncias genéticas entre as doze cultivares de alho analisadas*.
Chon. R. P. Caç. G. Rx. G. Cur. G. Rxão Amar. C. Rx. Caç. 30 Quit. 595 C. 12 C. 40 Grav.
Chon.
R. P. Caç.
G. Rx.
G. Cur.
G. Rxão
Amar.
C. Rx.
Caç. 30
Quit. 595
C. 12
C. 40
0,637
0,282
0,270
0,284
0,261
0,253
0,467
0,550
0,569
0,571
0,299
0,287
0,293
0,245
0,290
0,452
0,584
0,555
0,525
0,837
0,690
0,760
0,542
0,375
0,379
0,385
0,414
0,728
0,860
0,538
0,371
0,375
0,381
0,411
0,750
0,641
0,313
0,350
0,323
0,347
0,534
0,395
0,348
0,379
0,408
0,293
0,307
0,279
0,307
0,646
0,654
0,650
0,855
0,726
0,800
Grav.
0,335
0,312
0,603
0,589
0,521
0,573 0,429
0,425
0,410
0,435 0,500
*Em que: Chon. = Chonan; R. P. Caç. = Roxo Pérola Caçador; G. Rx. = Gigante Roxo; G. Cur. = Gigante Curitibanos; G.
Rxão = Gigante Roxão; Amar. = Amarante; C. Rx. = Cateto Roxo; C. 30 = Caçador 30; Quit. 595 = Quitéria 595;
C. 12 = Contestado 12; C. 40 = Caçador 40; Grav. = Gravatá.
Constatou-se que houve relação entre a região de cultivo das cultivares e a formação
dos grupos pela técnica do marcador molecular. O primeiro grupo foi formado pelas
cultivares nobres (Chonan, Roxo Pérola de Caçador, Caçador 30, Quitéria 595, Contestado
12, Caçador 40). Essas cultivares têm em comum a necessidade de serem vernalizadas
antes do plantio nas regiões Sudeste, Centro-Oeste e em alguns microclimas de baixas
temperaturas na região Nordeste. Outra características dessas cultivares é que
freqüentemente apresentam o fenômeno do pseudoperfilhamento (que é uma característica
indesejável). O segundo grupo foi formado pelas cultivares semi-nobres (Gigante Roxo,
Gigante Roxão, Amarante, Cateto Roxo, Gravatá e Gigante Curitibanos) ou que não
precisam de vernalização para a formação do bulbo.
Agrupamento morfológico
Observa-se na Tabela 2 que houve a formação de dois grupos, sendo o primeiro
constituído pelas cultivares Caçador 40, R. P. Caçador, Caçador 30, Quitéria 595 e
Contestado 12, que são consideradas nobres e provenientes do Sul do Brasil; e o segundo
grupo formado pelas cultivares Gig. Roxão, Gig. Roxo, Amarante, Cateto Roxo, Gravatá,
Gig. Curitibanos, que são alhos do grupo semi-nobre, cultivados em Minas Gerais. Foi
também inserida nesse grupo a cultivar Chonan, que pertence ao grupo dos alhos nobres.
Foi observado que as características morfológicas são influenciadas pelas condições
edafoclimáticas e que uma cultivar pode apresentar diferenças quando analisada somente
por seu atributos morfológicos. Para a cultura do alho, verifica-se que o grau de acúmulo de
viroses também influencia os aspectos visual e produtivo da cultura.
Tabela 2 - Matriz de distâncias euclidianas entre as doze cultivares de alho analisadas*.
G. Rxão Amar. G. Rx Grav. G. Cur. C. Rx C. 12 C. 30 Quit. 595 R. P. Caç. C. 40 Chon.
G. Rxão
Amar.
10,090
G. Rx
3,453 7,928
Grav.
7,403 11,995 5,463
G. Cur.
9,509 11,983 6,895 2,659
C. Rx
7,628 8,024 6,267 8,267 9,224
C. 12
8,612 17,040 10,320 11,167 13,028 15,755
C. 30
8,194 13,146 8,116 9,679 10,677 13,607 7,025
Quit. 595
8,211 15,012 7,874 5,728 7,110 12,712 6,626 7,106
R. P. Caç. 8,194 9,057 6,163 8,083 8,204 10,300 11,596 5,566
C. 40
8,434 14,302 9,293 10,708 12,268 12,330 9,980 6,430
Chon.
10,228 11,252 7,560 5,474 4,371 9,887 13,583 9,130
9,031
9,909
8,304
7,760
5,596
10,281
*Em que: G. Rxão = Gigante Roxão; Amar. = Amarante; G. Rx. = Gigante Roxo; Grav. = Gravatá; G. Cur. = Gigante
Curitibanos; C. Rx. = Cateto Roxo; C. 12 = Contestado 12; C. 30 = Caçador 30; Quit. 595 = Quitéria 595; R. P.
Caç. = Roxo Pérola Caçador; C. 40 = Caçador 40; Chon. = Chonan.
Deve-se atentar para o fato de que as características morfológicas são ferramentas
auxiliares no agrupamento de cultivares muito ou pouco semelhantes. E que para a cultura
do alho se faz necessário que se trabalhe com maior número de características
morfológicas possíveis para ser ter maior confiabilidade dos resultados.
Agrupamento genético x agrupamento morfológico
Para a diversidade morfológica foram obtidas 66 estimativas de similaridade entre as
12 cultivares de alho, com estimativa média de 9,19% e amplitude de 2,66% a 17,04%.
Já para a diversidade genética foram obtidas 66 estimativas de similaridade genética
entre as 12 cultivares de alho, com estimativa média de 47% e amplitude de 24% a 86%. As
cultivares nobres formaram um grupo com 57,1% de similaridade e as cultivares seminobres, um grupo com 54,2% de similaridade.
Comparando o dendrograma das características morfológicas (Figura 1a) com os
resultados obtidos da análise de DNA pela técnica de RAPD (Figura 1b), observa-se que
houve diferença, pois a técnica molecular agrupou coerentemente as doze cultivares de
alho, separando-os em dois grupos. Sendo que o agrupamento que ocorreu para as
características morfológicas, não correlaciona de forma adequada o agrupamento com a
origem das mesmas. Este resultado pode ser devido a cultura do alho sofrer grande
influencia das características edafoclimáticas associada ao possível acúmulo de viroses ao
longo do seu ciclo de multiplicação.
a
b
Figura 1 - Dendrograma de similaridade das cultivares de alho: a) similaridade morfológica,
b) similaridade genética.
CONCLUSÕES
Pela análise molecular (RAPD) as cultivares são geneticamente distintas entre si, apesar
das semelhanças fenotípicas. A técnica de RAPD é útil para caracterizar geneticamente
cultivares de alho (Allium sativum L.), considerando a qualidade da amplificação e o nível do
polimorfismo entre as cultivares. As características morfológicas e físico-químicas não foram
eficientes na seleção de cultivares mais aptas para os grupos nobre e semi-nobre, sendo
necessário trabalhar com um maior número de características. As matrizes de
características morfológicas não agruparam coerentemente as cultivares de alho conforme
sua origem.
LITERATURA CITADA
MOTA, J. H. Diversidade genética e características morfológicas, físico-químicas e
produtivas de cultivares de alho (Allium sativum L.). 2003. 66 p. Tese (Doutorado em
Fitotecnia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras/MG.
ROHLF, F. J. Numerical taxonomy and multivariate analysis system: version 2. 02. New
York, 1992. (Software)
STATSOFT. Statistica for Windows, versão 5.0. 1995. (Software estatístico)