Ilex paraguariensis A. St.-Hill : miniestaquia, caracterização anatômica e bioquímica e estimativa do enraizamento por espectroscopia NIR

Orientadora: Profa. Dra. Katia Christina Zuffellato-RibasCoorientador: Dr. Ivar WendlingTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 28/02/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção vegetalResumo: Ilex paraguariensis A. St.-Hil., espécie arbórea, popularmente conhecida como erva-mate, nativa da América do Sul, apresenta relevância socioeconômica, principalmente na região sul do Brasil. A propagação seminal da espécie possui limitações devido a dormência embrionária e tegumentar, que acarreta na baixa (inferior a 20%), lenta e desuniforme (de 100 a 360 dias) germinação. Os entraves relacionados a produção de mudas via sementes podem ser superados com a utilização de técnicas de propagação vegetativa. Nesse contexto, a presente tese teve como objetivos gerais otimizar o protocolo da miniestaquia e relacionar os principais fatores que influenciam oenraizamento adventício da erva-mate. Para tanto, o trabalho foi dividido em quatrocapítulos. O primeiro abordou o efeito de diferentes concentrações do ácido indol butírico (IBA) no enraizamento das miniestacas de erva-mate. No segundo capítulo avaliou-se o enraizamento adventício de seis clones de erva-mate, coletados em quatro estações do ano e, a capacidade rizogênica destes clones foi correlacionada com os níveis endógenos de açúcares totais (AT), proteínas totais (PT) e ácido indol acético (IAA) livre. No terceiro capítulo, verificou-se o enraizamento de dois padrões de miniestacas, coletados das porções apical e basal de brotações de minicepas de erva-mate. Além disso, o enraizamento foi correlacionado com a composição bioquímica (peroxidase-POD, polifenoloxidase-PPO e compostos fenólicos-CF) e com as características anatômicas dos propágulos. Por fim, o quarto capítulo baseou-se no desenvolvimento de um método não destrutivo para predição do enraizamento, utilizando a espectroscopia por infravermelho próximo (NIR). Verificou-se aumento de 38% no índice de enraizamento com a suplementação de 8000 mg L-1 de IBA, havendo um aumento linear crescente do enraizamento em relação às concentrações do regulador vegetal. Os clones de erva-mate apresentaram potencial rizogênico distinto, sendo que aqueles coletados na primavera mostraram satisfatórias taxas de enraizamento (acima de 80%) e os maiores níveis de AT, PT e IAA (133 mg g-1, 46,6 mg g-1 e 526,6 mg g-1, respectivamente). Com relação ao estudo do enraizamento dos dois padrões de miniestacas (apical e basal), ambos os materiais analisados apresentaram o mesmo potencial rizogênico (cerca de 42,7% de enraizamento). Durante a análise dos compostos bioquímicos, verificou-se o aumento na produção de POD e o consumo de PPO e CF durante o enraizamento. Os padrões de miniestacas foram anatomicamente idênticos e, apesar da presença de um anel de esclerênquima, este não atuou como barreira para emissão das raízes adventícias. Com relação ao uso da técnica NIR, o modelo desenvolvido foi adequado para estimar oenraizamento das miniestacas de erva-mate, com satisfatório coeficiente dedeterminação (R2) e desvio da razão de performance (RPD), 0,68 e 1,75, respectivamente. De maneira geral, conclui-se que o enraizamento de miniestacas de erva-mate é genótipo-dependente; a estação do ano mais favorável para coleta dos propágulos é a primavera; compostos bioquímicos (AT, PT e IAA) estão correlacionados com a formação e desenvolvimento de raízes adventícias; recomenda-se o uso do regulador vegetal (IBA) para propágulos que apresentam baixos índices de enraizamento (inferior a 50%); o anel de esclerênquima não atua como uma barreira anatômica; o modelo NIR é adequado para estimar do enraizamento de miniestacas de erva-mate, porém o mesmo deve ser aprimorado em estudos futuros a fim de agilizar e facilitar a predição de propágulos mais responsivos ao enraizamento. Palavras-chave: Clonagem. Erva-mate. Propagação vegetativa. Auxina.Abstract: Ilex paraguariensis A. St.-Hil., a tree species, popularly known as yerba mate, native to South America, has socioeconomic relevance, mainly in southern Brazil. The seminal propagation of the species presents limitations due to embryonic and tegument dormancy, which causes low (less than 20%), slow and desuniform (100 to 360 days) germination. The obstacles related to the production of seedlings can be overcome with the application of vegetative propagation techniques. In this context, the present thesis had as general aims to optimize the protocol of mini-cuttings technique and to relate the main factors that influence the adventitious rooting of yerba mate. So, the work was divided into four chapters. The first chapter approached the effect of different concentrations of indole butyric acid (IBA) on the rooting of yerba mate mini-cuttings. In the second chapter we evaluated the adventitious rooting of six clones of yerba mate collected at four seasons of the year. The rhizogenic capacity of these clones was correlated with the endogenous levels of total sugars (AT), total proteins (PT) and free indole acetic acid (IAA). On third chapter, we verified the rooting of two types of mini-cuttings, collected from the apical and basal portions of mini-stumps. In addition, rooting was correlated with the biochemical composition (peroxidase-POD, polyphenoloxidase-PPO and phenolic compounds-CF) and with the anatomical characteristics of the propagules. Finally, the fourth chapter was based on the development of a non-destructive method for the prediction of rooting potential using near infrared (NIR) spectroscopy. There was an increase of 38% in the rooting index with the supplementation IBA at 8000 mg L-1, with a linear increase in rooting in relation to the concentrations of the plant regulator. The yerba mate clones showed difference at the rhizogenic potential, and for those collected in the spring the rooting showed superior results (above 80%) and the highest levels of AT, PT and IAA (133 mg g-1, g 46.6 mg g-1 and 526.6 mg g-1, respectively). Regarding the study of the rooting of the two types of mini-cuttings, both presented the same rhizogenic potential (about 42.7% of rooting). During the analysis of the biochemical compounds, there was an increase in the production of POD and the consumption of PPO and CF during rooting. The two types of mini-cuttings (apical and basal) were anatomically identical and, despite the presence of a sclerenchyma ring, this did not act as a barrier for adventitious root. In relation to the use of the NIR technique, the developed model was adequate to estimate the rooting of the yerba mate mini-cuttings, with a satisfactory coefficient of determination (R2) and ratio of performance to deviation, 0.68 e 1.75, respectively. In general, we concluded that the rooting of yerba mate mini-cuttings is genotype-dependent; the most favorable time of year for collecting the propagules is spring; biochemical compounds are correlated with the formation and development of adventitious roots; it is recommended to use the plant regulator (IBA) for propagules with low rooting rates (less than 50%); the ring of sclerenchyma does not act as an anatomical barrier; the NIR model is efficient for estimating the rooting of yerba mate mini-cuttings, but it should be improved in future studies in order to accelerate and facilitate the prediction of propagules more responsive to rooting. Keywords: Cloning. Yerba mate. Vegetative propagation. Auxin