Germplasm caracterization and interspecific compatibility studies in Passiflora spp

A ampla variabilidade de Passiflora no Brasil é algo que vem sendo cada vez mais explorado, uma vez que várias espécies silvestres possuem alelos de interesse ao melhoramento, responsáveis por características como longevidade, adaptação às condições climáticas adversas, período de florescimento ampliado, maior concentração de componentes químicos de interesse para indústria farmacêutica e cosmética e resistência a doenças. Assim, o melhoramento do maracujazeiro pode seguir várias vertentes em função da região e da parte da planta a ser considerada, assim como flor e folha na área ornamental e medicinal, o fruto para indústria e consumo in natura, sendo esta última a mais habitual em programas de melhoramento da espécie, visando aumento da produtividade, a qualidade do fruto e resistência a doenças. Todavia, antes de se iniciar qualquer programa de melhoramento de maracujazeiro, primeiramente deve ser realizada a caracterização do germoplasma, sendo este um pré-requisito indispensável, para que seja feito o manuseio correto da variabilidade genética disponível dentro do programa de melhoramento. Os caracteres de interesse têm sido transferidos de uma espécie para outra mediante o processo de hibridação por cruzamentos interespecíficos, seguido de análise da segregação na progênie. Contudo tal processo nem sempre é viável, pois entre algumas espécies existem impedimentos no processo de fecundação e formação de sementes viáveis. Dentro deste contexto, os objetivos do trabalho foram realizar a caracterização morfológica e verificar a viabilidade da hibridação interespecífica (barreiras e desenvolvimento do tubo polínico) entre espécies de maracujá. O material vegetal foi composto por seis espécies de maracujá num total de 189 plantas, sendo realizada a caracterização morfológica com base em lista com 23 caracteres definidos pelo MAPA. Posteriormente foram realizadas análises de variância, herdabilidade (h 2 ) e teste de médias. Paralelamente, sete plantas foram escolhidas ao acaso e utilizadas para realização de cruzamentos interespecíficos como genitores femininos e masculinos. Tais plantas, ainda foram autofecundadas para evidenciar o mecanismo de autoincompatibilidade nas espécies. Foram avaliadas a percentagem de pegamento entre as espécies e dentro de cada espécie. Para evidenciar o desenvolvimento do tubo polínico no processo de fecundação, foi realizada uma análise histoquímica do estigma. Os estigmas foram coletados após 24 horas da realização do cruzamento. Para a caracterização, os descritores avaliados foram significativos com exceção do diâmetro do caule e diâmetro dos ramos. Em relação a caracterização do germoplasma, as análises de variâncias revelaram diferenças significativas, dentro de cada espécies para quase todas as características, evidenciando presença de variabilidade genética. Em relação a herdabilidade (h 2 ), que permite prever a possibilidade de sucesso na seleção refletindo a dimensão da variação fenotípica que pode ser herdada, apenas as espécies P. quadrangularis Linn (44.76), P. alata Curtis (46) e P. edulis Sims (33.17) apresentaram valores abaixo de 50%. Nas demais espécies os valores obtidos para h 2 mostram-se acima de 50%, indicando alta variabilidade genética. No que condiz aos descritores, o diâmetro do caule, é uma característica que pode ser descartada, uma vez que para nenhuma das espécies, houve significância. O tamanho da folha é altamente influenciado pela presença de lóbulos na espécie. Os carácteres morfológicos avaliados servirão como importantes ferramentas na avaliação de progênies vindas de cruzamentos interespecíficos. Posteriormente, avaliando os cruzamentos interespecíficos, pôde-se constatar que, entre as espécies ocorre incompatibilidade unilateral, sendo necessário a escolha de qual espécies serão utilizadas como genitor feminino ou masculino. Desse modo ocorre variação na taxa de pegamento não somente entre a espécies, mas dentro da espécie, sendo necessário utilizar um maior número de plantas. Nesse trabalho a viabilidade de cruzamento foi verificada entre as espécies: P. gibertii Brown x P. mucronata Lam.; P. edulis x P. cincinnata Mast; P. alata Curtis x P. mucronata Lam.; P. edulis x P. mucronata Lam.; P. gibertii Brown x P. alata Curtis; P. alata Curtis x P. gibertii Brown; P. alata Curtis x P. cincinnata Mast; P. cincinnata Mast x P. edulis; P. gibertii Brown x P. edulis; P. gibertii x P. cincinnata Mast; e P. alata Curtis x P. edulis.The wide variability of Passiflora in Brazil is something that has been increasingly exploited, since many wild species have different alleles of interest to improve as longevity, adaptation to adverse weather conditions, extended flowering period, higher concentration of chemical components interest for pharmaceutical and cosmetic industry and disease resistance. Thus, the improvement of passionflower can follow various aspects depending on the region and part of the plant to be considered, as well as flower and leaf in ornamental and medicinal area, the fruit for industry and fresh consumption, the latter being the most common in breeding programs of the species, aiming at increasing productivity, fruit quality and disease resistance. However, before starting any passion fruit breeding program, it must first be carried out to characterize the germplasm, which is a prerequisite for it to be done the correct handling of the genetic variability available within the breeding program. Thus the traits of interest have been transferred from one species into another through the process of interspecific hybridization junctions, followed by analysis of the segregation in the progeny. However this process is not always feasible because some species there are impediments to fertilization process and formation of viable seed. Within this context, the objectives were to perform morphological and verify the viability of interspecific hybridization (barriers and development of the pollen tube) between passion fruit species. The plant material was composed of six species of passion fruit in a total of 189 plants, being held morphological characterization based on the list with 23 characters defined by MAPA. Subsequently were performed analyzes of variance, heritability (h 2 ) and mean test. At the same time, seven plants were chosen at random and used to perform interspecific crosses as female and male parents. Such plants were also selfed to highlight the self-incompatibility mechanism in species. the percentage of fixation between species and within species were evaluated. To show the development of the pollen tube in the fertilization process, immune histochemical analysis of stigma was performed. The stigmas were collected 24 hours after completion of the cross. To characterize the evaluated descriptors were significant except stem diameter and diameter of branches. For characterization of germplasm, the summaries of the analysis of variance revealed significant differences within each species for almost all characteristics showing presence of genetic variability. Regarding the heritability (h2), which allows one to predict the likelihood of success in the selection reflecting the size of the phenotypic variation that can be inherited, only the species P. quadrangularis Linn (44.76), P. alata (46) and P. edulis (33.17) had values below 50%. In other species, the values obtained are shown h2 above 50%, indicating high genetic variability. In that matches the descriptors, stem diameter, it is a feature which can be ruled out, since for either species, there was significant. The size of the sheet is highly influenced by the presence of lobes in the species. The assessed morphological characters will serve as important tools in evaluating progenies coming from interspecific crossings. Later, assessing the interspecific crosses it could be seen that, between species occurs unilateral incompatibility, requiring the choice of which species will be used as female or male parent. Thus there is a variation in the rate of fruit set not only between species, but within a species, it is necessary to use a larger number of plants. In this work the intersection of viability was observed between species: P. gibertii x P. mucronata Lam .; P. edulis x P. cincinnata Mast; P. alata x P. mucronata Lam .; P. edulis x P. mucronata Lam .; P. gibertii x P. alata; P. alata x P. gibertii; P. alata x P. cincinnata Mast; P. cincinnata Mast x P. edulis; P. gibertii x P. edulis; P. gibertii P. cincinnata Mast; and P. alata P. edulis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio