quarta-feira, 27 de abril de 2011

Melhoramento genético do Tomate (Lycopersicon esculentum)

Aluno: Paulo Vinicius de Sousa

INTRODUÇÃO

O tomate é produzido e consumido em numerosos países, ao natural ou industrializado. No Brasil, tornou-se a segunda hortaliça em importância econômica, sendo cultivado na maioria dos estados. A maior parte da colheita destina-se a mesa, entretanto, a produção destinada às agroindústrias vem crescendo, especialmente na região dos cerrados (Filgueira, 2008).
A produção brasileira de tomate para industrialização, ou tomate rasteiro, começou em Pernambuco, no inicio do século XX. Porém a cultura experimentou um grande impulso a partir da década de 50, no estado de São Paulo, viabilizando a implantação de diversas agroindústrias. Na década de 80, expandiu-se na região Nordeste, especialmente em Pernambuco e no norte da Bahia (Giordano et al., 2000).
O tomate não é uma das hortaliças mais ricas em vitaminas e sais minerais, especialmente por conter 94% de água, em média no fruto ao natural. Todavia pode ser consumido em maior quantidade e com maior freqüência, em relação a outras hortaliças, mais nutritivas, o tomate torna-se uma fonte de tais nutrientes importantes, na dieta dos brasileiros. Geralmente é consumida em saladas, evitando assim as perdas ocasionadas pela cocção (Filgueira, 1982).
O cultivo do tomateiro exige um alto nível tecnológico e intensa utilização de mão-de-obra, entretanto, com a introdução das semeadouras de precisão e com o plantio de mudas e colheita mecanizados, principalmente em Minas e Goiás, a estrutura de produção vem sofrendo muitas mudanças, causando marcante redução no uso da mão-de-obra (Giordano, et al., 2000).
Uma nova e notável característica genética o: “longa vida”, tem sido um termo utilizado para designar frutos que iniciam mais tardiamente o processo de deterioração pós-colheita, ou seja, ficam mais tempo nas prateleiras, essa característica pode ser incorporada a qualquer dos cinco grupos de cultivares (Filgueira, 2007).
O tomateiro é uma das hortaliças mais estudadas geneticamente e a utilização de variedades melhoradas tem contribuído amplamente para o aumento de produtividade e qualidade do tomate (Abreu, 2005).
Segundo Abreu (2005), a utilização de variedades melhoradas tem contribuído amplamente para o aumento de produtividade e qualidade do tomate. O estudo por recursos genéticos em bancos de germoplasma como fonte de resistência tem sido realizada. Pertencentes ao gênero Lycopersicum, os quais necessitam ser avaliados, são necessários estudos de melhoramento genético da cultura, visando inserir fontes de resistência em germoplasma cultivado. Com isso deve-se conhecer a herança da resistência para que sejam possíveis a predição e obtenção de linhagens resistentes, as quais serão utilizadas em futuros programas de melhoramento da cultura.
A partir da caracterização dos recursos genéticos em banco de germoplasma muitas informações podem ser obtidas como realizar estudos de diversidade genética e, com base neles, sugerir possíveis cruzamentos entre acessos determinar a importância dos caracteres na avaliação da diversidade existente e realizar eventuais descartes de caracteres; determinar a relação entre os caracteres nuclear (Marim, et al., 2009).
O desenvolvimento de variedades comercialmente aceitáveis, parece ser o maior desafio enfrentado pelo melhoramento do tomateiro, ficando claro a ausência dessas variedades no mercado. Algumas fontes de resistência tem sido identificadas em espécies selvagens, mas a resistência é poligênica e influenciada fortemente por fatores ambientais (Mello, 2007).


Objetivos
O objetivo deste trabalho foi realizar uma revisão de literatura a respeito do melhoramento genético na cultura do tomate.

2. DESENVOLVIMENTO
2.1 CULTURA DO TOMATE (Lycopersicon sp.)
2.1.1.HISTÓRICO

Segundo Giordano et al (2000), o tomateiro é originado do Peru, Equador e Bolívia, tendo sido cultivado no México, de onde foi levado para a Europa. Em 1554, já havia sido introduzida na Itália uma cultivar com frutos amarelos, que deu origem ao nome pomodoro,ou seja, maçã-de-ouro. No século XVIII, já era largamente consumido em vários países europeus. O emprego do tomate como alimento é hoje universal.
Inicialmente, o tomateiro foi considerado planta ornamental, sendo o uso culinário retardado por temor de toxidade. Em 1523 o tomate foi introduzido na Europa através da Espanha (Filgueira, 2000).
Nos últimos quatro anos, a cultura do tomateiro para processamento industrial passou por grandes transformações, entre elas a mecanização do transplante e da colheita, uso intensivo de cultivares híbridas e melhoria global do sistema de produção. Essas transformações foram as grandes responsáveis pelo aumento da produtividade média verificada a partir de 1997 (Giordano et al., 2000).

2.2. BOTÂNICA

O tomate passou a pertencer à família das Solanaceae, à qual pertencem também outras plantas muito conhecidas do agricultor como a batatinha, o pimentão, e a berinjela entre outras. Prosseguindo a subdivisão dentro da família que reúne plantas a partir de algumas características comuns muito vagas. Na classificação do gênero, o tomate pertence ao gênero Lycopersicon, que por sua vez se subdivide ainda em espécies, das quais são conhecidas oito. A espécie do tomate é chamada Lycopersicon esculentum (Filgueira, 2008).
O tomateiro é uma solanácea herbácea, com caule flexível e incapaz de suportar o peso dos frutos e manter a posição vertical. Embora sendo uma planta perene, acultura comporta-se como anual: da semeadura até a produção de novas sementes, o ciclo biológico varia de 4 a 7 meses, incluindo 1-3 meses de colheita; em casa de vegetação, o ciclo e a colheita podem prolongar-se ainda mais. A floração e a frutificação ocorrem juntamente com a vegetação. As folhas, pecioladas, são compostas por número ímpar de folíolos (Filgueira, 2008).
Os frutos são bagas carnosas, suculentas, com aspecto, tamanho e peso variados, conforme a cultivar. Na maioria os frutos são de um vermelho vivo, quando maduros, resultante da combinação da cor da polpa com a película amarela. O peso dos frutos varia amplamente, de menos de 25 g (tipo cereja) até mais de 400 g (tipo salada). As sementes são pilosas, pequenas e envoltas por mucilagem quando no fruto (Filgueira, 2008).
As inflorescências de tomates são cimeiras bíparas que se diferenciam no meristema apical do caule, assumindo, no entanto, uma posição lateral entre as folhas e o caule. As inflorescências possuem entre 5 a 12 flores, sendo estas completas, hermafroditas e de corola amarela. O fruto do tomateiro é uma baga plurilocular com forma, cor e peso variáveis consoante as cultivares. A forma do fruto do tomateiro pode ser redonda, alongada, piriforme ou outra. A cor do tomate, quando o fruto está maduro, pode ser amarela, rosada, laranja ou vermelha (Alves Filho, 2006).

2.3 CLIMA E ÉPOCA DE PLANTIO

O tomateiro é exigente em termoperiodicidade diária: requer temperaturas diurnas amenas e noturnas menores, com diferença de 6-8°C entre elas. No Brasil, sob alta luminosidade, as temperaturas ótimas são 21-28°C, de dia, e 15-20°C, de noite, variando em razão da idade da planta e da cultivar. Temperaturas excessivas, diurnas ou noturnas, constituem fator limitante da tomaticultura, prejudicando a frutificação e o pegamento dos frutinhos (Filgueira, 2008).
A tomaticultura é problemática em climas tropicais úmidos, como os da Baixada Cuiabana, por exemplo. No período seco (outono-inverno), as temperaturas são propícias, há ausência de chuvas excessivas e o teor adequado de água no solo é assegurado pela irrigação. O controle fitossanitário é facilitado, com menores incidências de plantas invasoras, reduzindo-se as capinas e outros tratos culturais. No período chuvoso (primavera-verão), a cultura oferece muito maior desafio, sob umidade e temperatura elevadas, no ar e no solo, originando problemas fitossanitários às vezes insolúveis. A maior exigência em pulverização e em tratos culturais onera o custo de produção e diminui o número de produtores. Também é menor a produtividade, e a qualidade dos frutos é precária frequentemente. Por conseguinte devido à menor oferta, a cotação dos frutos para mesa tende a ser mais elevada de março a maio (Filgueira, 2008).

2.4. NUTRIÇÃO DO TOMATEIRO

Segundo Filgueira (2008), a cultura do tomateiro é altamente exigente quanto à fertilidade de solo, mais especificamente com relação ao teor de nutrientes, obviamente devido à elevada capacidade produtiva. O tomateiro é adaptável a diversos tipos de solos, desde que não sejam excessivamente argilosos, pesados e compactados, ou mal drenados. Solos arenosos também não são os mais favoráveis, devido à perda de água e lixiviação de nutrientes. A planta apresenta tolerância à acidez moderada, produzindo na faixa de pH 5,5 a 6,5. Em solos mais ácidos, a calagem é prática indispensável. Neste caso, no método de saturação de bases, utiliza-se V%=70 e procura-se atingir a faixa de acidez mais favorável ao tomateiro, ou seja: pH 6,0 a 6,5 (Filgueira, 2008).
A planta é altamente exigente em nutrientes minerais. Pesquisas conduzidas em São Paulo demonstraram a seguinte ordem de extração dos macronutrientes para as cultivares Santa Cruz: K, N, Ca, S, P, Mg; e, para Romã VF, K, N, Ca, Mg, P, S. Embora P seja o quinto nutriente em ordem de extração, é o primeiro em resposta à adubação – fato comprovado em experimentos conduzidos nas mais diversas condições no Brasil (Filgueira, 2008).

2.5 CULTIVARES DO TOMATEIRO

O lançamento de novas cultivares melhoradas tornou obsoletas as cultivares tradicionais, que vinham se perpetuando durante anos. Assim tem sido desenvolvidas e lançadas cultivares com resistência genética e uma gama variada de doenças. Alguns cultivares apresentam a característica genética “longa vida”: os frutos são colhidos completamente maduros e se conservam em temperatura ambiente (Filgueira, 2008).
Grupo Santa Cruz: A cultivar originou-se de um cruzamento natural entre as cultivares Rei Umberto e chacareiro, ocorrido em Suzano-SP, esta foi selecionada por um tomaticultor com vocação para fitomelhorista. Em 1940, implantou-se uma nova colônia de olericultores nipo-brasileiros em Santa Cruz-RJ e houve a introdução da nova cultivar, que passou a ser pelo nome da localidade. Novas cultivares melhoradas, com frutos de características similares, vêm sendo desenvolvidas e introduzidas (Filgueira, 2008).
A primeira cultivar introduzida pelo pesquisador científico Hiroshi Nagai, foi o tomate Santa Cruz, o qual afirmava que era suscetível a tudo referindo-se as doenças que limitavam o cultivo do tomate na década de 1960. A cv.Ângela teve boa aceitação pelos produtores de tomate e pelas companhias de sementes,tendo sido cultivada não apenas em São Paulo como também em outros Estados. Diversas versões derivadas dessa cultivar foram selecionadas tendo como principal atributo o maior tamanho dos frutos (NAGAI, 2003).
Após a aposentadoria de Hiroshi Nagai, por volta de 1998, estando o programa de melhoramento de tomate para mesa do IAC praticamente descontinuado, iniciou-se no país a era dos tomates salada longa vida de origem israelita que dominam o mercado até hoje. Esse acontecimento marcou uma página virada na história do melhoramento do tomateiro de mesa no Brasil, em que Nagai desempenhou papel fundamental (NAGAI, 2003).
A planta é alta, de hábito de crescimento indeterminado, a haste principal ultrapassa 2 m de altura em culturas tutoradas e podadas conduzidas em campo. Não é um tomate que compense o cultivo em casa de vegetação, em razão da elevada rusticidade e de menor cotação comercial, em relação aos grupos “salada”, “cereja” e “italiano” (Filgueira, 2008).
Grupo Salada (Maçã, Caqui ou Tomatão): Este grupo apresenta frutos maiores em relação ao grupo Santa Cruz, geralmente com amplitude variando de 200 até 400g para frutos comerciáveis. Os frutos são mais delicados em relação aos demais e são apropriados para o consumo na forma de salada exclusivamente, não se adaptando a outros usos culinários (Filgueira, 2008).
Esse grupo é o mais produzido no Brasil, e o responsável pelo aumento em produtividade e pela redução das perdas na tomaticultura de mesa na última década. Mais de 300 acessos de tomateiro já foram caracterizados utilizando descritores recomendados pelo International Plant Genetic Resource Institute (1996), tendo sido verificada grande variabilidades quanto a características agronômicas, morfológicas e de qualidade de fruto. Mais da metade dos acessos pertencem ao grupo comercial Salada (Rodrigues, et al., 2010).
A planta, na maioria das cultivares, apresenta hábito de crescimento indeterminado, sendo apropriado para a cultura tutorada. Esse grupo tem sido cultivado em campo aberto, porém, nos últimos anos, há a tendência de se praticar o plantio em casa de vegetação. Com a disseminação da cultura em casa de vegetação, a evolução da embalagem para caixas de papelão ondulado e a introdução de cultivares hídricas, este grupo começa a ter papel mais destacado na tomaticultura brasileira (Filgueira, 2008).
Grupo Cereja: O tomateiro do tipo cereja foi introduzido no Brasil através das fezes de pássaros migratórios e pelos imigrantes italianos que chegaram ao país no final do século XIX.Tomateiros silvestres do tipo cereja apresentam crescimento espontâneo em qualquer tipo de solo e condições climáticas e têm as sementes disseminadas via fezes de pássaros. Provavelmente, devido a esta espontaneidade e ao não uso de agrotóxicos, as plantas sofreram ao longo dos anos uma pressão de seleção natural para rusticidade e tolerância às principais pragas e doenças. Tais características têm sido aproveitadas por produtores orgânicos no plantio comercial desta espécie. As plantas são vigorosas, de vegetação abundante, agressiva e apresentam frutos de coloração vermelha-intensa, com formas bem definidas e contrastantes, redondo ou comprido (Maciel, et al., 2008).
É caracterizado pelo minúsculo tamanho dos frutos (15-25g), biloculares, com atrativa coloração vermelho-brilhante, lembrando uma cereja, e excelente sabor. As cultivares são todas híbridas e altamente produtivas, apresentando pencas com 20 a 40 frutinhos. Esses frutinhos são utilizados na ornamentação de saladas, sendo consideradas uma iguaria. Também podem ser comercializados na forma de pencas propiciando um atrativo aspecto visual, com os frutos dispostos em formato de espinha de peixe (Filgueira, 2008).
Grupo Italiano (Saladete ou San Marzano): É um grupo de cultivares para mesa, introduzido no final da década de 1990. Os frutos são biloculares, tipicamente alongados. São colhidos completamente maduros, com atrativa coloração vermelha, podendo ser utilizados em preparações domésticas variadas, como salada, molho ou tomate seco. As plantas são conduzidas com suporte em casa de vegetação ou em campo aberto (Filgueira, 2008).
Desenvolvido pela Embrapa Hortaliças há poucas cultivares disponíveis, pode-se destacar o híbrido San Vito, que apresenta tomates alongados, sabor adocicado, textura e aroma agradáveis, maturação uniforme e coloração vermelha intensa. O hábito de crescimento é indeterminado, a planta é menos enfolhada, aumentando a eficiência das pulverizações e possibilitando a redução no espaçamento das linhas. Apresenta a característica “longa vida”, com boa conservação pós-colheita (Filgueira, 2008).
Os tomates do tipo Italiano têm mostrado tendência de expansão de cultivo nos últimos anos. Em geral, os frutos das cultivares híbridas desse padrão disponíveis no mercado têm excelente qualidade gustativa e versatilidade de uso culinário, podendo ser consumidos em saladas, na confecção de molhos caseiros e na forma de tomate seco (Shirahige, et al., 2010).
Grupo Agroindustrial: A agroindústria exige em tipo especial de fruto, obrigatoriamente produzido em cultura rasteira, sem tratos culturais sofisticados, objetivando baixo custo de produção. Os frutos devem apresentar certas características: alta resistência ao transporte, inclusive a granel; coloração vermelha intensa e distribuída uniformemente pelo fruto, elevado teor de sólidos solúveis, e teor adequado de ácido cítrico.
As cultivares desse grupo podem apresentar dois formatos básicos: piriforme, em cultivares mais antigas, como Roma, ou similar aos frutos do grupo Santa Cruz, ou oblongo, impropriamente denominado “quadrado”. O formato oblongo vem predominando nas atuais cultivares híbridas, que apresentam maior resistência ao transporte em caminhões tipo caçamba.
A tradicional cultivar norte-americana Rio Grande apresenta frutos biloculares, oblongo-alongados, tendo sido uma das primeiras desse formato introduzidas. A cultivar Viradoro apresenta resistência ao vira-cabeça, a pinta-de-estenfílio, à murcha-fusarina e ao nematóide de galhas. O porte é determinado, os frutos são oblongos, firmes, com coloração vermelha. A cultura rasteira com finalidade agroindustrial nos cerrados de Goiás é conduzida com híbridos especializados quase inteiramente, utilizando-se o transplante de mudas (Filgueira, 2008).

2.6. MELHORAMENTO DA CULTURA DO TOMATE

A origem do trabalho dos primeiros agricultores da história, que em tempos remotos eram principalmente as mulheres, através da seleção de uma mesma variedade. Isso era feito de uma maneira aparentemente simples, mas que demandou muitos séculos de observação e trabalho: estes agricultores primitivos percebiam que, dentro de um mesmo campo de lavoura, às vezes cresciam plantas que geravam frutos mais bonitos e vigorosos. Plantando as sementes desses frutos, descobriu-se que eles davam, também, descendentes de melhor cepa (Padovani, 1989).
Embora esta técnica ainda seja muito utilizada na ciência agronômica moderna, já existem outras que apresentam resultados muito mais rápidos e decisivos: uma delas é a técnica do cruzamento, onde variedades diferentes são cruzadas inúmeras vezes, até que se consiga um fruto que apresente apenas as qualidades positivas de seus genitores. Esta técnica, diga-se de passagem, também existe na natureza, onde os insetos costumam levar o pólen das flores de uma planta até a outra. Mas como dependem do acaso, estes cruzamentos às vezes demoram séculos seguidos até que se consiga obter uma variedade nova com características positivas, sendo que, muitas vezes inclusive, os frutos que resultam destes cruzamentos apresentam mais aspectos negativos do que positivos em relação aos seus ancestrais (Padovani, 1989).
Segundo Abreu (2005) espécies silvestres de Lycopersicon vêm sendo exploradas por melhoristas desde a década de1940, e hoje, muitas das mais modernas variedades são resultantes de cruzamentos interespecíficos. Porém para a realização destes cruzamentos, pode ocorrer compatibilidade entre a espécie cultivada Lycopersicon esculentum e a espécie silvestre. Uma das espécies silvestres que vem se destacando no melhoramento do tomateiro é Lycopersicon hirsutum, pois possui genes de resistência a diversos patógenos.
Segundo Padovani (1989) apenas a título de exemplo, enumeramos abaixo alguns genes já localizados e mapeados, que afetam os frutos do tomateiro:
t- gene que determina a coloração alaranjada do fruto.
o (oval) – gene que condiciona o fruto a uma forma oval.
f (fasciante) – gene que induz o tomate a produzir frutos fasciados com grande número de lóculos.
u (“uniform ripening”) – elimina o ombro verde dos frutos, permitindo uma coloração mais uniforme nos tomates maduros.
ogc (“crimson”) e hp (“high pigment”) – o primeiro aumenta o teor do pigmento vermelho e diminui o laranja, ao passo que o segundo aumenta os dois pigmentos. Estes genes são muito importantes porque a soma dos dois pigmentos, conhecidos porlicopeno e beta-caroteno, em pro-Vitamina A. Isso faz do hp um gene muito desejável do ponto de vista da nutrição.
Embora esta pesquisa genética sofisticada seja da maior importância, ela não elimina obviamente, a necessidade do desenvolvimento de pesquisas no campo, que muitas vezes podem ser conduzidas pelos próprios agricultores (Padovani, 1989).
Segundo Mattedi (2009), são várias as linhas de pesquisa que buscam aumentar a produtividade, qualidade e regularidade do produto ofertado, resultado do aumento do número de melhoristas utilizados nos programas de melhoramento, uma vez que o pequeno número de melhoristas pode estreitar a base genética de progênie e como resultado ter-se cultivares geneticamente semelhantes, com o mesmo desempenho frente a pragas e doenças.
O aumento do número de genitores utilizados nos programas de melhoramento pode ser obtido a partir de cultivares antigos das espécies cultivadas bem como das espécies silvestres pertencentes ao mesmo gênero (Mattedi, 2009).
Um dos aspectos mais importantes a ser considerado num programa de melhoramento é a fonte de resistência. Deve ser realizada uma busca por genótipos resistentes em bancos de germoplasma (Abreu 2005).
A disponibilização dos recursos genéticos para os melhoristas passa, necessariamente, pela caracterização e avaliação agronômica, fitopatológica e entomológica dos acessos registrados nos bancos de germoplasma. A caracterização e a avaliação visam descrever os diversos acessos de uma coleção de germoplasma, por meio de características de interesse, tais como: produtividade, massa de frutos, espessura de polpa, número de sementes por fruto, resistência a pragas e doenças, entre outras. Assim, a partir desses dados, e com o uso de metodologias genético-estatísticas, é possível analisar a diversidade genética dos diferentes acessos e avaliar seu potencial de uso em programas de melhoramento (Abreu et al., 2009).
A caracterização de acessos de tomateiro é a finalidade que possibilita o estudo do grau de associação entre os caracteres. As correlações entre os caracteres podem ser utilizadas para melhoramento, principalmente na seleção de características de baixa herdabilidade, como a produção, uma das características de maior interesse para os melhoristas e que tem contribuído para a modernização e expansão da tomaticultura no mundo (Rodrigues, et al., 2010).
Segundo Marim et al. (2009) outras informações podem ser obtidas a partir da caracterização dos recursos genéticos em banco de germoplasma, tais como: realizar estudos de diversidade genética e, com base neles, sugerir possíveis cruzamentos entre acessos; determinar a importância dos caracteres na avaliação da diversidade existente e realizar eventuais descartes de caracteres; determinar a relação entre os caracteres; e elaborar coleção nuclear.
No estudo genético de gerações são adotadas duas linhas básicas de investigação. A primeira relaciona-se com a quantificação da magnitude e a segunda com a avaliação da importância relativa dos efeitos gênicos que constituem a média das populações estudadas. No melhoramento de espécies autógamas, como o tomateiro, no qual se buscam linhas homozigotas, a fração de variância genética explorável pela seleção é aditiva (Abreu, 2005).
O estudo da herança de características de importância agronômica em vegetais é uma atividade de grande importância, cujos resultados são amplamente utilizados pelos fitomelhoristas. O conhecimento do número de genes envolvidos em determinado caráter, a sua localização no cromossomo, bem como a sua maneira de interagir, permitem construir mapas cromossômicos, determinar o critério e a intensidade da seleção, método de condução de população segregante, assim como determinar ideótipos de plantas com características desejáveis. Embora poucas características de interesse econômico sigam a herança clássica ou mendeliana, o seu uso como ferramenta para a consecução de objetivos de melhoramento vegetal ainda é comum e pode ser significativamente mais eficiente quando associada às modernas técnicas de marcadores moleculares, principalmente quando o melhoramento é assistido por estes marcadores (Maciel, et al., 2008).

3 CONCLUSÕES

Com base no presente trabalho de revisão literária, pode-se concluir que os pesquisadores ainda busca aprimorar não apenas os índices de produtividade dos tomateiros, como também inúmeras outras qualidades. Sendo a busca pelo melhoramento das variedades de tomateiro procurar atender os processamentos nas indústrias. Visando o aprimoramento do melhoramento na cultura do tomate aumentando a produtividade e à adaptação climática das regiões.

LITERATURA CITADA

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2 comentários:

  1. Tem muita coisa que não dá pra entender por causa do português.
    Mas no geral o texto é interessante.

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