Testing accession genetic composition of a germ-plasm bank for mangabeira (Hancornia speciosa) / Validação da amostragem para composição de um banco de germoplasma de mangabeira (Hancornia speciosa)

The objective of the current study was to measure the genetic variability of natural populations of Hancornia speciosa using RAPD type molecular markers to assay variation in existing sampled genotypes, using morphological variables, and so assess germplasm bank composition. Morphological and chemical characteristics H. speciosa fruits and seeds were evaluated using descriptive statistics and principal components analysis. Cluster analyzes was conducted using Jaccard's similarity index, via the UPGMA hierarchical agglomerative method. Phenotypic variability was found in the two studied populations. However, variability was higher in the São Judas population, where the variables: pulp yield and soluble solids content were higher than those in the Canaã population. High genetic variability was found in both study populations, and between- and within-population morphological and genetic variation was present in the studied populations. The nine primers generated 70 bands, of which 68 were polymorphic, with the primers A-08 and C-04 generating the highest number of polymorphic bands. The two populations differ principally in the pulp ratio and the proportion of total solids in the pulp (°Brix). RAPD markers used gave acceptable results and, to initiate the Federal University of Tocantins Active Mangaba Germplasm Bank, seven genotypes were sampled from the Canaã population and five from the São Judas Tadeu population.

O presente trabalho teve como objetivo mensurar a variabilidade genética de populações naturais de Hancornia speciosa utilizando marcadores moleculares do tipo RAPD para validar a amostragem de genótipos, realizada por meio de variáveis morfológicas, para a composição de um banco de germoplasma. Foram avaliadas características morfológicas e químicas de frutos e sementes de mangaba, utilizando-se estatística descritiva e análise de componentes principais. As análises de agrupamento foram feitas utilizando índice de similaridade de Jaccard, através do método hierárquico aglomerativo UPGMA. Foi observada grande variabilidade fenotípica nas duas populações estudas, porém, essa variabilidade foi maior na população São Judas, onde as variáveis: rendimento de polpa e teor de sólidos solúveis foram maiores que os encontrados na população Canaã. Observou-se uma elevada variabilidade genética nas duas populações estudadas e que existe variabilidade morfológica e genética entre e dentro das populações. As duas populações diferem principalmente em relação ao rendimento de polpa e teor de sólidos solúveis totais (°Brix). Os nove iniciadores que amplificaram geraram 70 bandas, destas, 68 foram polimórficas, onde os primers A-08 e C-04 foram os que geraram maior número de bandas polimórficas. Portanto, os marcadores RAPD utilizados foram eficientes no presente estudo e para comporem o Banco Ativo de Germoplasma de Mangaba da Universidade Federal do Tocantins foram amostrados sete genótipos da população Canaã e cinco da população São Judas Tadeu.

Germination and dessication of Hancornia speciosa Gomes seeds / Germinação e secagem de sementes de Hancornia speciosa Gomes

The aim of this work was describe the germination and evaluate the desiccation and reduction in desiccation sensitivity of Hancornia speciosa Gomes seeds. Initially, we evaluated the germination characteristics and morphophysiological aspects of seedlings. The seeds in the first experiment were subjected to fast desiccation (activated silica gel) and slow desiccation (laboratory conditions) until the water content reached 40%, 30%, 20%, and 15% ± 2%. To reduce the desiccation sensitivity, in the second experiment, the seeds were soaked in polyethylene glycol (PEG) at potentials of -0.1 and - 0.3 MPa for 120 h, with or without abscisic acid (ABA) (10-4µM), and subsequently subjected to fast desiccation until a water content of 15% was reached, based on the results from the first experiment. The seed vigor in both experiments was evaluated by the primary root protrusion tests, percentage of normal seedlings, germination speed index, length and mass (shoot, underground, and total). Seedlings of H. speciosa feature a stem-like xylopodium structure. The seeds were tolerant to water reduction up to 15% by fast desiccation and 30% by slow desiccation. Moreover, priming was not efficient in reducing the desiccation sensitivity of H. speciosa seeds.

Objetivou-se neste trabalho descrever a germinação e avaliar a secagem e a redução da sensibilidade à dessecação em sementes de Hancornia speciosa Gomes. Inicialmente, foi realizada a descrição das características de germinação e aspectos morfofisiológicos das plântulas. Para primeiro experimento, as sementes foram submetidas à secagem rápida (sílica gel ativada) e à secagem lenta (condições de ambiente de laboratório) até atingirem os teores de água de 40, 30, 20 e 15 ± 2%. Na tentativa da redução da sensibilidade à dessecação em um segundo experimento, as sementes foram embebidas em polietileno glicol (PEG) nos potenciais de -0,1 e -0,3 MPa por 120 horas associados ou não ao ácido abscísico (ABA) (10-4M) e posteriormente submetidas a secagem rápida no teor de água de 15%, de acordo com os resultados do primeiro experimento. O potencial fisiológico das sementes, em ambos os experimentos, foi avaliado por meio dos testes de protrusão da raiz primária, porcentagem de plântulas normais, índice de velocidade de germinação, comprimento e massa seca de plântulas (parte aérea, sistema subterrâneo e total). As plântulas de H. speciosa apresentam xilopódio de estrutura caulinar. As sementes toleram a redução do teor de água até 15% na secagem rápida e de 30% para secagem lenta. O condicionamento osmótico não foi eficiente para reduzir a sensibilidade à dessecação de sementes de H. speciosa.

Gas exchange and photosynthetic activity in Hancornia speciosa gomes seedlings under water deficit conditions and during rehydration / Trocas gasosas e atividade fotossintética em mudas Hancornia speciosa Gomes sob estresse hídrico e durante a reidratação

Considering the wide distribution of Hancornia speciosa Gomes in the Brazilian savanna, environment with irregular distribution of rainfall, it is believed that their seedlings can be cultivated for a few days under water restriction, information that can stimulate the use of this species in restoration or planting for sustainable exploration programs. The present study evaluated the gas exchange and photosynthetic activities of H. speciosa seedlings and examined their tolerance to water deficit and their metabolic recovery after rehydration. We evaluated the photosynthetic rate, internal carbon concentration, transpiration rate, stomatal conductance, water-use efficiency, photosystem II quantum efficiency (Fv/Fm), instantaneous carboxylation efficiency, chlorophyll index, and recuperation potential of H. speciosa seedlings after rehydration. Twelve month-old seedlings were used and maintained at 70% of their soil water retention capacity. Data was collected 7, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 23, 31, 33, 35, 37, 42, 44, 46, and 48 days after suspending irrigation; irrigation was reinitiated when the photosynthetic rate approached zero. Water deficit conditions reduced all of the parameters evaluated except the chlorophyll index; stressed seedlings required 42 days for the photosynthetic rate to reach zero, but photosynthetic equilibrium was reestablished just five days after rehydration. This temporary water deficiency did not cause any permanent deleterious effects on the photosynthetic apparatus of the seedlings.

Considerando a ampla distribuição de Hancornia speciosa Gomes no cerrado, ambiente com distribuição irregular de chuvas, acredita-se que suas mudas podem ser cultivadas por alguns dias sob restrição hídrica, informações que podem estimular o uso desta espécie em restauração ou plantio para programas de exploração sustentável. O presente estudo avaliou as trocas gasosas e atividade fotossintética das mudas de H. speciosa e sua tolerância à deficiência hídrica e recuperação metabólica após a reidratação. Avaliou-se a taxa fotossintética, a concentração interna de carbono, a taxa de transpiração, condutância estomática, eficiência do uso da água, eficiência quântica do fotossistema II (Fv/Fm), eficiência instantânea de carboxilação, índice de clorofila, e potencial de recuperação das mudas de H. speciosa após a reidratação. Foram usadas mudas de doze meses de idade, que foram mantidas sob 70% da capacidade de retenção de água do solo. Os dados foram coletados aos 7, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 23, 31, 33, 35, 37, 42, 44, 46 e 48 dias após a suspensão da irrigação, que foi reiniciada quando a taxa fotossintética aproximou-se de zero. A condição de déficit hídrico reduziu todos os parâmetros avaliados, exceto o índice de clorofila; mudas estressadas necessitam 42 dias para que a taxa fotossintética chegue a zero, mas o equilíbrio fotossintético é restabelecido cinco dias após a reidratação. Essa deficiência de água temporária não causou efeitos deletérios permanentes no aparato fotossintético das mudas.

Variabilidade fenotípica e caracterização morfológica de uma população natural de Hancornia speciosa Gomes / Phenotypic variability and morphologic characterization of a natural population of Hancornia speciosa Gomes

O trabalho teve como objetivo caracterizar morfologicamente e estimar a variabilidade fenotípica em uma população natural de Hancornia speciosa Gomes em Porto Nacional - TO. Foram avaliadas características da planta, frutos e sementes, utilizando-se estatística descritiva, análise de componentes principais e análise de agrupamento com base no Método da Ligação Média entre Grupos - UPGMA, adotando como medida de dissimilaridade, a distância Euclidiana Média Padronizada. Observou-se considerável variabilidade na população em relação à altura da ramificação principal, volume de copa, massa de sementes, massa do fruto, massa da polpa e número de sementes. A população possui variabilidade suficiente para ser utilizada em programas de melhoramento genético e tem potencial para ser utilizada em atividades de extrativismo e agroindústria.

The study aimed to characterize morphologically and to estimate the phenotypic variability in a natural population of Hancornia speciosa in Porto Nacional - TO. Were evaluated characteristics of plant seeds, using descriptive statistics, principal component analysis (PCA) and cluster analysis method based on Unpaired Group Method of Average (UPGMA), adopting as a measure of dissimilarity the standardized average euclidian distance. There was considerable variability in the population relative to the height of the main branch, canopy volume, seed mass, fruit mass, pulp mass and seed number. The population has sufficient variability to be used in breeding programs and has the potential to be used in agribusiness and extractive activities.

Genetic structure of mangaba (Hancornia speciosa Gomes) populations in the cerrado region of central Brazil / Estrutura genética de subpopulações de mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) no cerrado do Brasil central

Mangaba tree (Hancornia speciosa Gomes) is a fruit species with great potential for commercial exploitation, found in most regions of Brazil and highly frequent in the Cerrado biome. Information on the genetic variability in this biome is scarce. This study aimed at characterizing the genetic structure of eight populations found in the states of Goiás, Bahia and Minas Gerais by using RAPD markers. Genetic variability was assessed by the analysis of variance on molecular data. A significant proportion of genetic variance was found among populations, corresponding to 19.6 % of the total variation. The correlation between the matrices of geographic and genetic distances was not significant, indicating that there is no spatial structure of the genetic variability among the populations, for the RAPD marker loci used here. The high variability suggests that a strategy for in situ, as well as ex situ conservation, must be based on sampling a large number of local populations.

A mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) é uma espécie frutífera com grande potencial para exploração econômica, encontrada em várias regiões do Brasil, sendo freqüente no bioma Cerrado. Informações sobre a variabilidade genética das populações existentes neste bioma são escassas. Este estudo teve como objetivo caracterizar a estrutura genética de oito populações situadas nos Estados de Goiás, Bahia e Minas Gerais por meio de marcadores RAPD. A estrutura da variabilidade genética foi avaliada utilizando-se a análise de variância de dados moleculares. Uma proporção significativa da variância genética foi encontrada entre populações, correspondendo a 19,6 % da variação total. A correlação entre as matrizes de distâncias geográficas e genéticas não foi significativa, indicando que não existe estruturação espacial da variabilidade genética entre populações, para os locos marcadores RAPD utilizados. A alta variabilidade sugere que estratégias para conservação in situ, bem como ex situ, devem ser baseadas em amostragem de um grande número de populações locais.

Efeito de meios de cultura, concentrações de GA3 e pH sobre a germinação in vitro de mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) / Effect of culture media, GA3 concentrations and pH on in vitro germination of Hancornia speciosa Gomes

A mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) destaca-se por possuir um grande potencial como planta frutífera e produtora de borracha. As dificuldades encontradas no seu processo de propagação por meio de sementes, devido, principalmente, à baixa taxa de germinação e à recalcitrância, valorizam a busca por soluções alternativas para a produção de mudas dessa espécie, de maneira rápida e eficiente. Objetivou-se, neste trabalho, realizar o estudo da germinação de sementes de mangabeira em condições in vitro, tendo como precedente a obtenção de explantes, para posterior utilização no cultivo in vitro. Neste estudo foram avaliados os efeitos de diferentes meios de cultura, concentrações de sacarose e GA3 e de três níveis de pH na germinação da mangabeira. Frutos maduros foram coletados, passaram por processo de beneficiamento e tiveram suas sementes retiradas e utilizadas como explantes. Maior porcentagem de germinação de sementes de mangabeira in vitro foi obtida com a utilização dos meios de cultura WPM e MS/2, suplementados com 15,0 g L-1 de sacarose, 0,2 mg L-1 de GA3 e com pH corrigido para 5,8.

The Hancornia speciosa Gomes species presents potential for fruit and rubber production. Propagation is difficult primarily due, to a reduced seed germination and occurrence of recalcitrant seeds that stimulate the search of rapid and efficient propagation alternatives. In this context, the aim of this work was to study in vitro seed germination conditions in order to produce explants to be used on in vitro culture. The effect of different culture media, sucrose and GA3 concentrations and three pH levels were evaluated. Seeds were extracted from mature fruits after being harvested and processed. Higher in vitro germination was obtained using WPM and MS/2 media supplemented with 15.0 g L-1, 0.2 mg L-1 GA3 and pH adjusted to 5.8.

Qualidade pós-colheita de frutos de diferentes clones de mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) / Postharvest quality of fruits from different mangabeira clones (Hancornia speciosa Gomes)

Com o objetivo de avaliar a qualidade pós-colheita de frutos de diferentes clones de mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) para consumo como fruto fresco e/ou industrializado, foram avaliados 10 clones: Ipojuca 3, 4 e 5 (IPJ 3, 4 e 5); Nizia Floresta 1, 6 e 8 (NIF 1, 6 e 8); Parnamirim 11 (PAR 11); Rio Tinto 7 (RIT 7); Extremoz 1 (EXT 1) e Touros 48 (TOU 48), oriundos de um Jardim Clonal instalado em 1996 do Banco Ativo de Germoplasma da Estação Experimental de Mangabeira, pertencente a EMEPA - Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba, situada em João Pessoa, PB. As mangabas foram colhidas manualmente em estádio de maturidade fisiológica, acondicionadas em caixas plásticas de transporte forradas no fundo com espuma de poliestireno e transportadas ao Laboratório de Fisiologia e Tecnologia Pós-colheita da Embrapa Agroindústria Tropical, onde foram caracterizadas física, físico-química e quimicamente. As características de qualidade analisadas foram: massa total do fruto; comprimento, diâmetro, firmeza, número de sementes; rendimento de polpa + casca; percentagem de sementes; pH; acidez total titulável (ATT); sólidos solúveis totais (SST); relação SST/ATT; vitamina C total; açúcares solúveis totais; açúcares redutores, fenólicos poliméricos, oligoméricos e dímeros. A análise de variância revelou diferenças estatísticas para todas as características pelo Teste F. De um modo geral os frutos de mangabeira dos clones avaliados apresentaram características superiores às observadas na literatura, especialmente quanto aos padrões estabelecidos pela I.N. nº 1 de 07/01/2000 do MAPA. Dentre os materiais genéticos avaliados pode-se destacar os clones RIT 8 e TOU 48 como os mais promissores para o mercado de frutas in natura, e os clones IPJ 3 e NIF 6 para o processamento agroindustrial.

This work aimed to evaluate the postharvest quality of fruits from different mangabeira clones (Hancornia speciosa Gomes) for industrialization and/or in natura consumption. Fruits were analyzed from the following mangaba tree clones: Ipojuca 3, 4 and 5 (IPJ 3, 4 and 5); Nizia Floresta 1, 6 and 8 (NIF 1, 6 and 8); Parnamirim 11 (PAR 11); Rio Tinto (RIT 7); Extremoz 1 (EXT 1) and Touros 48 (TOU 48), grown as part of the germoplasma bank at Mangabeira Experimental Station of EMEPA - Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba, located at João Pessoa-PB, Brazil. Mangabas, were manually packed into polystyrene lined plastic boxes and transported to the Postharvest Physiology and Technology Laboratory at Embrapa Agroindústria Tropical, at Fortaleza-CE. At Embrapa, fruits were analysed for chemical and physical-chemical quality parameters. Quality parameters analyzed were weight, length and diameter, texture, number of seeds, yield pulp and skin, pH, total titratable acidity (TTA), total soluble solids (TSS), TSS/TTA ratio, total vitamin C, total soluble sugars, reducing sugars, phenols as dimers, oligomers and polymers. Statistical analysis of variance revealed significant differences for all characteristics through Test F. Fruits from all the clones showed superior quality when compared to standards designed by MAPA on I.N. nº 1 from 07/01/2000. Greatest industrial yields were observed for clones IPJ 3 and NIF 6. Clones RIT 7 and TOU 48 showed greater postharvest life suggesting potential for in natura consumption.