UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA CARACTERIZAÇÃO, PROPAGAÇÃO E MELHORAMENTO GENÉTICO DE PITAYA COMERCIAL E NATIVA DO CERRADO CRISTIANE ANDRÉA DE LIMA TESE DE DOUTORADO EM AGRONOMIA BRASÍLIA/DF MARÇO/2013 UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA CARACTERIZAÇÃO, PROPAGAÇÃO E MELHORAMENTO GENÉTICO DE PITAYA COMERCIAL E NATIVA DO CERRADO CRISTIANE ANDRÉA DE LIMA ORIENTADOR: FÁBIO GELAPE FALEIRO COORIENTADOR: NILTON TADEU VILELA JUNQUEIRA TESE DE DOUTORADO EM AGRONOMIA PUBLICAÇÃO: 013D/2013 BRASÍLIA/DF MARÇO/2013 UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERINÁRIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA CARACTERIZAÇÃO, PROPAGAÇÃO E MELHORAMENTO GENÉTICO DE PITAYA COMERCIAL E NATIVA DO CERRADO CRISTIANE ANDRÉA DE LIMA TESE DE DOUTORADO SUBMETIDA AO PROGRAMA DE PÓS- GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS À OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM AGRONOMIA. APROVADA POR: ______________________________________________________________________ Fábio Gelape Faleiro, Dr. (Embrapa Cerrados). (Orientador) CPF: 739.634.706-82 E-mail: [email protected] ______________________________________________________________________ José Ricardo Peixoto, Dr. (Universidade de Brasília – FAV). (Examinador Interno) CPF: 354.356.236-34 E-mail: [email protected] ______________________________________________________________________ Keize Pereira Junqueira, Dra. (Embrapa Produtos e Mercado). (Examinadora externa) CPF: 717.667.741-72 E-mail: [email protected] ______________________________________________________________________ Kelly de Oliveira Cohen, Dra. (Embrapa Sede/Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento). (Examinadora externa) CPF: 425.256.752-15 E-mail: [email protected] ______________________________________________________________________ Solange Rocha Monteiro de Andrade, Dra. (Embrapa Cerrados). (Examinadora externa) CPF: 068.754.058-57 E-mail: [email protected] BRASÍLIA/DF, 27 de MARÇO de 2013. ii FICHA CATALOGRÁFICA Lima, Cristiane Andréa Caracterização, propagação e melhoramento genético de pitaya comercial e nativa do Cerrado. / Cristiane Andréa de Lima; orientação de Fábio Gelape Faleiro e coorientação de Nilton Tadeu Vilela Junqueira - Brasília, 2013. 124f.: il. Tese de Doutorado (D) – Universidade de Brasília/Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2013. 1. Cactaceae. 2. Variabilidade genética. 3. Melhoramento. 4. Fenologia. 5. Enraizamento 6. Brotação I. Faleiro, F. G. II. Doutor. CDD ou CDU Agris / FAO REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA LIMA, C. A. Caracterização, propagação e melhoramento genético de pitaya comercial e nativa do Cerrado. Brasília: Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Universidade de Brasília, 2013, 124p. Tese de Doutorado. CESSÃO DE DIREITOS NOME DO AUTOR: CRISTIANE ANDRÉA DE LIMA TÍTULO DA TESE: Caracterização, propagação e melhoramento genético de pitaya comercial e nativa do Cerrado. GRAU: Doutor ANO: 2013 É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta tese de doutorado para única e exclusivamente propósitos acadêmicos e científicos. O autor reserva para si os outros direitos autorais, de publicação. Nenhuma parte desta tese de doutorado pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor. Citações são estimuladas, desde que citada à fonte. ----------------------------------------------------------------------------------------- Nome: CRISTIANE ANDRÉA DE LIMA CPF: 007.117.611-08 Tel. (61) 82200102 E-mail: [email protected] iii AGRADECIMENTOS À Universidade de Brasília pela oportunidade de realização do curso. À Embrapa Cerrados por todo apoio técnico e financeiro para elaboração dos experimentos. À CAPES, pela concessão da bolsa de doutorado. Ao meu orientador Dr. Fábio Gelape Faleiro pela paciência, dedicação, incentivo, compreensão, amizade, apoio e suas valiosas sugestões durante toda a condução da tese. Ao meu coorientador Dr. Nilton Tadeu Vilela Junqueira, pelos conselhos, apoio, sugestões, dedicação, pelas oportunidades e ensinamentos que tem me proporcionado na Embrapa Cerrados. Ao Dr. José Ricardo Peixoto, pelas oportunidades, conselhos, por sempre estar disposto a me ajudar em qualquer situação, pela amizade e pelo exemplo de profissionalismo. À Dra. Keize Pereira Junqueira, por me apresentar a pitaya, na qual se tornou minha grande paixão. Sempre me ajudou, incentivou e acreditou em mim em todas as etapas desse projeto. À Dra. Kelly de Oliveira Cohen, pela paciência, incentivo e pela valiosa ajuda na condução das análises dos frutos de pitaya. À Dra. Solange Rocha Monteiro de Andrade pela amizade, apoio, por sempre estar disposta a colaborar e sugestões em todo o trabalho. Aos meus pais Milton Antônio e Telma Bueno, meus maiores incentivadores, pela compreensão, amor e carinho, e a todos os meus familiares que, de alguma forma, me deram apoio e me incentivaram nessa jornada. Ao meu irmão Ricardo Alexandre por estar ao meu lado em todos os momentos e a minha irmã Luciana Regina, que apesar da longa distância, sempre me apoiou e me incentiva a cada passo em minha vida. Ao meu grande amor Danilo Guimarães, pela paciência, carinho, dedicação, incentivo e a imensa ajuda que me forneceu ao longo de todos os experimentos. Às minhas grandes amigas-irmãs e companheiras Carol e Mari por me amparar nos momentos difíceis e me dar força para superar as dificuldades. À equipe de funcionários da Embrapa Cerrados que sempre me apoiaram e sem eles eu iv não teria concluído meu trabalho: Rogério, Daniela, Juarez, José de Abeu, Nenzinho, Seu Domingos e Eric. Aos meus colegas e companheiros de trabalho Karina, Leonice, Daniel, Graciele, Elisiane, Márcia, Karen e Inaldo pelo carinho e ajuda na condução dos experimentos. A todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram para realização deste trabalho. v Aos meus Pais, Milton Antônio e Telma Bueno. Aos meus irmãos Luciana Regina e Ricardo Alexandre. Ao meu amor Danilo Guimarães. DEDICO. vi SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO GERAL .......................................................................................... 1 2. OBJETIVOS GERAIS .............................................................................................. 4 2.1. Objetivos Específicos ......................................................................................... 4 3. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 5 3.1 Aspectos gerais da pitaya..................................................................................... 5 3.2 Produção comercial da pitaya .............................................................................. 6 3.3 Biologia floral e hibridações ................................................................................ 9 3.4 Características físicas e químicas de frutos de pitayas ........................................ 10 3.5 Propagação da pitaya ......................................................................................... 12 3.6 Caracterização de germoplasma e melhoramento genético das pitayas ............... 13 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 15 CAPÍTULO 1. AVALIAÇÃO INTRA E INTERESPECÍFICA DE CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE FRUTOS DE DUAS ESPÉCIES DE PITAYA ..................................................................................................................... 19 RESUMO ............................................................................................................... 20 ABSTRACT ........................................................................................................... 21 1.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 22 1.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 23 1.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 25 1.4 CONCLUSÕES .................................................................................................... 31 1.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 32 CAPÍTULO 2. DIVERSIDADE GENÉTICA INTRA E INTERESPECÍFICA DE PITAYA COM BASE NAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE FRUTOS ................................................................................................................................... 35 RESUMO ............................................................................................................... 36 ABSTRACT ........................................................................................................... 37 2.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 38 2.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 39 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 41 2.4 CONCLUSÕES .................................................................................................... 47 2.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 48 CAPITULO 3. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS, POLIFENÓIS E FLAVONÓIDES AMARELOS EM FRUTOS DE ESPÉCIES DE PITAYAS COMERCIAIS E NATIVAS DO CERRADO ............................................................. 50 RESUMO ............................................................................................................... 51 ABSTRACT ........................................................................................................... 52 3.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 53 3.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 54 3.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 55 3.4 CONCLUSÕES .................................................................................................... 61 3.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 62 CAPÍTULO 4. FENOLOGIA REPRODUTIVA DE DUAS ESPÉCIES DE PITAYA NO CERRADO .......................................................................................................... 64 RESUMO ............................................................................................................... 65 ABSTRACT ........................................................................................................... 66 4.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 67 4.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 69 vii 4.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 70 4.4 CONCLUSÕES .................................................................................................... 80 4.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 81 CAPÍTULO 5. TAXA DE ENRAIZAMENTO E BROTAÇÃO DE PITAYA UTILIZANDO DIFERENTES TAMANHOS DE CLADÓDIOS E SUBSTRATOS ... 86 RESUMO ............................................................................................................... 87 ABSTRACT ........................................................................................................... 88 5.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 89 5.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 90 5.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 91 5.4 CONCLUSÕES .................................................................................................... 95 5.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 96 CAPÍTULO 6. OBTENÇÃO DE HÍBRIDOS INTERESPECÍFICOS DE PITAYAS E CONFIRMAÇÃO POR MEIO DE MARCADORES MOLECULARES..................... 99 RESUMO ............................................................................................................. 100 ABSTRACT ......................................................................................................... 101 6.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 102 6.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................. 104 6.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 105 6.4 CONCLUSÕES .................................................................................................. 108 6.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 109 CAPITULO 7. VIGOR E DESEMPENHO AGRONÔMICO DE DEZ ACESSOS DA PITAYA VERMELHA (Hylocereus undatus) COMO SUBSÍDIOS PARA A SELEÇÃO E MELHORAMENTO GENÉTICO. ...................................................... 111 RESUMO ............................................................................................................. 112 ABSTRACT ......................................................................................................... 113 7.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 114 7.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................. 116 7.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 118 7.4 CONCLUSÕES .................................................................................................. 122 7.5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 123 viii LISTA DE FIGURAS Figura 1. Frutos de pitaya (Hylocereus undatus) .......................................................... 8 Figura 2. Flores de pitaya (Selenicereus setaceus) ...................................................... 10 Figura 1.1 Partes do fruto de pitaya (H. undatus)........................................................ 24 Figura 2.1 Análise de agrupamento de 21 acessos de pitaya com base na matriz de distâncias euclidianas médias padronizadas calculadas utilizando-se 11 características físico-químicas de frutos. O método do UPGMA foi utilizado como critério de agrupamento. Brasília, Unb/Embrapa Cerrados. .......................................................... 44 Figura 2.2 Dispersão gráfica de 21 acessos de pitaya com base na matriz de distâncias euclidianas médias padronizadas calculadas utilizando-se de análises 11 características físico-químicas de frutos. Brasília, Unb/Embrapa Cerrados. ........................................ 45 Figura 4.1 Dados climatológicos no período de 2009 a 2012. ..................................... 70 Figura 4.3 Períodos de floração, frutificação e crescimento vegetativo das espécies H. undatus e S. setaceus de pitaya, no período de 2009 a 2012. Planaltina – DF. .............. 74 Figura 4.4 (A) Gema intumescida, primeiros indícios de diferenciação da gema floral; (B, C, D, E) Formação do botão floral; (F) Flor em pré-antese - inchamento do bulbo floral no dia anterior a antese; (G, H, I, J) Flor aberta, liberação do pólen; (K) Flor senescente, após liberação do pólen e fecundada; (L) Frutificação efetiva, início do crescimento do fruto; (M, O, P, Q) Crescimento do fruto; (R) Final do período de crescimento dos frutos, fruto “de vez”; (S, T) Fruto maduro com e sem espinho. As barras vermelhas, de todas as figuras, correspondem a 2 cm de comprimento. ............. 78 Figura 4.5 (A) Gema intumescida, primeiros indícios de diferenciação da gema floral; (B, C, D) Formação do botão floral; (E) Flor em pré-antese - inchamento do bulbo floral no dia anterior a antese; (F, G) Flor aberta, liberação do pólen; (H) Flor senescente, após liberação do pólen e fecundada; (I) Frutificação efetiva, início do crescimento do fruto; (J, K. L, M) Crescimento do fruto; (N) Final do período de crescimento dos frutos, fruto “de vez”; (O, P) Fruto maduro. As barras vermelhas, de todas as figuras, correspondem a 2 cm de comprimento. .............................................................................................. 79 Figura 6.1 Produto de amplificação de amostras de DNA genômico dos possíveis híbridos interespecíficos (F1?), seus genitores Hylocereus costaricencis , Hylocereus undatus (1) e descartado o segundo genitor masculino Selenicereus setaceus (2), obtidos com o uso dos primers decâmeros OPE-11 (a) e OPF-08 (b). As setas indicam bandas informativas utilizadas para a confirmação da fecundação cruzada. ............... 106 ix