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ROCHA, Selma Silva. Micropropagação e diversidade genética em genótipos de palma forrageira. 2019. 56 p. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal no Semiárido) – Universidade Estadual de Montes Claros, Janaúba, 2019.
O plantio convencional da palma forrageira apresenta limitações que dificultam sua propagação e os programas de melhoramento. A aplicação das técnicas da cultura de tecidos por meio dos sistemas de multiplicação, semissólido (SS) e biorreatores de imersão temporária (BIT´s) é uma alternativa eficiente para garantir a rápida multiplicação das plantas. Podendo estes também, contribuir com estudos de divergência genética. Objetivou-se com este estudo aplicar as técnicas da cultura de tecidos na propagação in vitro de onze genótipos de palma forrageira, avaliando a eficiência dos sistemas de multiplicação, semissólido e BIT´s. E também avaliar o melhor sistema em estudos de divergência genética. Para avaliar eficiência dos sistemas de multiplicação, os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 11 x 2, por meio de delineamento inteiramente casualizado, sendo combinados onze genótipos de palma com dois métodos de micropropagação (Semissólido e BIT), totalizando 22 tratamentos com cinco repetições cada. Após 30 dias foram avaliadas as seguintes variáveis: comprimento do cladódio (CM), diâmetro do cladódio (DM), massa fresca (MF) e massa seca (MS). Realizou-se a análise de variância conjunta (p<0,05) e, quando significativo, as médias foram comparadas pelo agrupamento de médias de Scott-Knott (p<0,05). Houve interação significativa entre os sistemas de multiplicação e os genótipos, para todas as características avaliadas, sendo o cultivo com biorreatores o mais responsivo. Observou-se que os genótipos respondem de forma distinta dependendo do gênero, espécie e ambiente de cultivo. Para realizar os estudos de divergência foi selecionado o sistema de multiplicação em BIT, devido às melhores respostas encontradas na propagação dos genótipos. Os dados fenotípicos expressos nesta fase foram utilizados como marcadores morfológicos. Para avaliar o potencial em estimar a dissimilaridade entre os genótipos, seu efeito foi comparado com marcadores moleculares do tipo RAPD. A dissimilaridade com base nos marcadores moleculares foi estimada pelo uso do Índice de Jaccard. As características morfológicas foram analisadas, individualmente, pelo teste de agrupamento Scott-Knott (p<0,05) e conjuntamente, para a dissimilaridade, pela distância Euclidiana. Obteve-se dendrogramas individuais, para cada análise, utilizando ao método de UPGMA. Um tanglegrama foi gerado para ilustrar as semelhanças entre as associações dos dois dendrogramas. Com base na caracterização morfológica, foi possível a obtenção de dois grupos distintos. Observou-se semelhança morfológica entre pares de genótipos de diferentes gêneros. A investigação molecular permitiu diferenciar os genótipos em nível de gênero e espécie, discriminando aqueles considerados morfologicamente semelhantes. O comparativo entre os dados morfológicos e moleculares revelaram divergências e similaridades. Porém, foi possível através dos dados morfológicos obtidos via BIT´s, quantificar o nível de divergência e similaridade entre os genótipos. De modo geral, o sistema de multiplicação via BIT´s foi mais responsivo na propagação dos genótipos de palma forrageira e os dados fenotípicos expressos nesta fase de multiplicação, foram aplicáveis em estudos de divergência genética.
Palavras-chave: Cultivo in vitro, Opuntia, Nopalea, marcadores moleculares.
Micropropagation and genetic diversity in forage palm genotypes
Conventional forage palm planting has limitations that hinder its propagation and breeding programs. The application of tissue culture techniques through multiplication systems, semi-solid (SS) and temporary immersion bioreactors (BIT's) is an efficient alternative to ensure rapid plant multiplication. These may also contribute to genetic divergence studies. The objective of this study was to apply tissue culture techniques to the in vitro propagation of eleven forage palm genotypes, evaluating the efficiency of multiplication, semi-solid and BIT´s systems. And also evaluate the best system in genetic divergence studies. To evaluate the efficiency of the multiplication systems, the treatments were arranged in an 11 x 2 factorial scheme through a completely randomized design, combining eleven palm genotypes with two micropropagation methods (Semisolid and BIT), totaling 22 treatments with five replications each. After 30 days the following variables were evaluated: cladode length (CM), cladode diameter (DM), fresh mass (MF) and dry mass (MS). Joint variance analysis (p <0.05) was performed and, when significant, means were compared by the Scott-Knott grouping of means (p <0.05). There was a significant interaction between the multiplication systems and genotypes for all traits evaluated, with the bioreactor culture being the most responsive. Genotypes respond differently depending on genus, species and growing environment. To perform the divergence studies, the BIT multiplication system was selected, due to the best responses found in genotype propagation. Phenotypic data expressed at this stage were used as morphological markers. To evaluate the potential for estimating dissimilarity between genotypes, its effect was compared with RAPD- type molecular markers. Dissimilarity based on molecular markers was estimated using the Jaccard Index. The morphological characteristics were analyzed individually by the Scott-Knott grouping test (p <0.05) and together for dissimilarity by Euclidean distance. Individual dendrograms were obtained for each analysis using the UPGMA method. A tanglegram was generated to illustrate the similarities between the associations of the two dendrograms. Based on the morphological characterization, it was possible to obtain two distinct groups. Morphological similarity was observed between pairs of genotypes of different genera. Molecular investigation allowed differentiating genotypes at genus and species level, discriminating those considered morphologically similar. The comparison between morphological and molecular data revealed divergences and similarities. However it was possible through the morphological data obtained via BIT´s, to quantify the level of divergence and similarity between genotypes. In general, the BIT´s multiplication system was more responsive in the propagation of forage palm genotypes and the phenotypic data expressed in this phase of multiplication were applicable in genetic divergence studies.
Keywords: In vitro cultivation, Opuntia, Nopalea, molecular markers
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