"Caracterização fenotípica e genética de acessos do banco ativo de germoplasma (BAG) de Acca sellowiana (O. Berg.) Burret da EPAGRI de São Joaquim"

Abstract

A goiabeira-serrana [Acca sellowiana (O. Berg) Burret], conhecida internacionalmente por feijoa, é uma espécie nativa do Sul do Brasil e Uruguai, com dispersão na Argentina e, possivelmente, no Paraguai. Já se provou o seu potencial econômico devido à alta qualidade sensorial de seus frutos em vários países. Nos últimos anos isto também vem ocorrendo no seu centro de origem e diversidade (Brasil e Uruguai). A diversidade genética de populações naturais da espécie já é relativamente conhecida, entretanto, a diversidade genética existente no maior Banco Ativo de Germoplasma (BAG) - (EPAGRI/Estação Experimental de São Joaquim- SC) - da espécie, mantido no país sede do maior centro de diversidade genética, ainda é incipientemente conhecida. Caracterizar e conservar esta diversidade genética em Bancos Ativos de Germoplasma (BAGs) é vital para os programas de melhoramento e para a conservação da espécie. Assim, o objetivo deste projeto foi referenciar a origem dos acessos mediante a organização das fichas catalográficas de ingresso ao BAG, caracterizar fenotipicamente os acessos que possuíam informação catalogada e também caracterizar geneticamente todos os acessos de goiabeira-serrana do BAG com oito marcadores microssatélites. As fichas catalográficas indicaram que os acessos do BAG são oriundos de 26 municípios do sul do Brasil, sendo cinco municípios do Rio Grande do Sul, 20 municípios de Santa Catarina, um município do Paraná, seleções de cruzamentos dirigidos e acessos oriundos do Exterior (Nova Zelândia e Uruguai), dando um total de 313 acessos. Os acessos introduzidos no BAG-São Joaquim são predominantemente provenientes de mato (borda de floresta) e de quintal representando 73,2%, seguido de acessos introduzidos de capão (15,3%), campo (10,8%) e várzea (0,6%). A diversidade fenotípica dos acessos, com base da Análise dos Componentes Principais, não formou nenhum padrão de agrupamento, pois houve a distribuição dos acessos em todos os quadrantes. Os resultados revelam que os acessos do BAG são, predominantemente, oriundos de Santa Catarina, existindo um grande número de seleções provenientes de cruzamentos e pouca representação de acessos dos estados do Rio Grande do Sul e Paraná. A caracterização genética possibilitou identificar um total de 119 alelos com o uso de oito marcadores. Enquanto os locos ASE34, ASE31 e ASE08 apresentaram 27, 20 e 20 alelos, respectivamente, os locos ASE40 e ASE42, apresentaram 7 e 8 alelos, respectivamente, média de 15 alelos por loco. Os valores de diversidade, estimada por He, variaram de 0,491 (ASE40) a 0,899 (ASE34), média de 0,746. Os valores de PIC (Índice de Conteúdo Polimórfico) variaram de 0,466 (ASE40) a 0,890 (ASE34), média de 0,718. Os resultados da análise também mostraram que há uma alta diversidade genética mantida por agricultores, indígenas (TIs), quilombolas (QLs), Unidades de Conservação Federal (UCs) e em áreas de ocorrência natural que não está representada no BAG. Além disso, foi constatado que em todos os oito locos, há alelos ausentes no BAG São Joaquim, reforçando a necessidade de introdução de novos acessos no BAG. Dentre as implicações, este estudo proporciona subsídios para o enriquecimento do BAG de goiabeira-serrana, bem como possíveis populações a serem amostradas. Além disso, plantas que apresentarem altíssima probabilidade de identidade genética podem ser descartadas. Em termos de uso, os resultados do presente estudo, quando combinado aos demais estudos já realizados de caracterização fenotípica de plantas e frutos, darão maior robustez às decisões de escolha de parentais para futuros cruzamentos que visem tanto à adaptação à locais específicos ou mesmo o desenvolvimento de novas variedades.

Abstract : Pineapple guava [Acca sellowaiana (O. berg) Burret], also known as feijoa or goiaba-serrana, is a species of the Myrtaceae family native to southern Brazil and Uruguay, with populations in Argentina and possibly Paraguay. Pineapple guava has shown to have economical potential in various countries due to the unique sensorial qualities of its fruits; however, commercial production in Brazil has only begun recently. The genetic diversity of pineapple guava s natural populations has been studied and is relatively well-documented; however, the genetic diversity of pineapple guava accessions in largest active germplasm bank in Brazil, Banco Ativo de Germplasma (BAG), maintained by EPAGRI/Experimental Station of São Joaquim-SC, is still poorly documented. Characterizing and conserving pineapple guava accessions present at the BAG is essential for developing breeding programs and conserving the species diversity. Thus, the objective of this project was to identify accession origins and to characterize the phenotypes using the catalogued information, and to characterize the genetic diversity of these accessions using microsatellite markers. The available catalog of BAG s includes accessions from 26 municipalities in Brazil: five from the state of Rio Grande do Sul; 20 from the state of Santa Catarina; one from the state of Parana, as well as selected clones and accessions from New Zealand and Uruguay for a total of 313 accessions. Out of the total, 73.2% are originated from the borders of forest and private gardens, 15.3% from isolates tree copses surrounded by grassland, a formation called capão, 10.8% from open fields, and 0.6% from river banks. PCA analysis revealed a large amount of phenotypic diversity without forming a grouping pattern amongst the accessions. The results revealed that BAG accessions originated predominately in Santa Catarina, that many of accessions were the result of crosses, and that there was little representation of accession from the states of Rio Grande do Sul and Paraná. A total of 119 alleles were identified by eight microsatellite markers. The loci ASE34, ASE31, and ASE08 exhibited, 27, 20, and 20 alleles, respectively, being the highest number of alleles in all studied loci, and the loci ASE40 and ASE42 showed, respectively, 7 and 8 alleles, the lowest numbers of all studied loci, with an average of 12 alleles per locus. He for each loci ranged from 0.492 (ASE40) and 0.899 (ASE34) with a mean of 0.746 across all loci. Polymorphism information content (PIC) values varied between 0.566 (ASE40) and 0.980 (ASE34) with an overall mean of 0.718. The results also indicates that, a significant proportion of pineapple guava s genetic diversity which is absent in BAG accessions are present in germplasm maintained by farmers, indigenous peoples, quilombolas, federal conservation units, and areas of natural occurrence. In addition, it was found that certain alleles of all eight loci are absent in the BAG accessions, reinforcing the need to introduce new accesses in the São Joaquim s BAG. Thus, the present study suggests that BAG s collection of pineapple guava germplasm could be further enriched by clones to be collected in specific populations already genetically characterized, in order to fill the gap of absent alleles. Similarly, this study highlighted the presence of accessions with a high degree of genetic similarity among themselves; therefore, some of these accessions can be discarded safely. Finally, the results presented in this study, when combined with previous ones focused on plant and fruit phenotype characterization, will improve future decisions on which parents would be best suited for crossing in terms of adaption to specific locations or the development of new varieties.