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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA CAMPUS MONTE CARMELO ENGENHARIA FLORESTAL MELHORAMENTO FLORESTAL (ICIAG32502) Ariane de Andrade PROJETO DE PESQUISA POSSIBILIDADE DE MELHORAMENTO GENÉTICO NA PRODUÇAO DE CELULOSE DA BRACATINGA (Mimosa cabrella Bentham) Professor orientador: Dr. Gabriel Mascarenhas Maciel Monte Carmelo – MG 2017 1. INTRODUÇÃO A Bracatinga (Mimosa scabrella Bentham) é uma Fabaceae arbórea de ocorrência proveniente do Brasil, ocorrendo nos estados de Minas Gerais, Paraná, Rio de Janeiro, Santa Catarina, Rio Grande do Sul e São Paulo. Sendo uma espécie perene, pioneira de rápido crescimento e melífera, é comercializada para múltiplas finalidades (serraria, lenha, carvão, construção, celulose) em plantios puros e em sistemas agroflorestais. A celulose da madeira de bracatinga pode ser utilizada para fabricação de papéis, desde que não seja necessária alta resistência física (BARRICHELO & BRITO, 1982). Cultivada, hoje, no sul do Brasil, segundo dois sistemas tradicionais desenvolvidos pelos agricultores e dependentes da demanda por lenha, e de grande interesse industrial por apresentar grandes teores de celulose, hemicelulose e fibras com grandes dimensões, porém com qualidade razoável, apresentando baixa resistência à tração, estouro e ao rasgo do papel. (SPUDEIT, 2013) O melhoramento genético, visando o aumento da resistência da celulose da Bracatinga, seria uma escolha boa para a região sul, devido a grande ocorrência da espécie no planalto catarinense. No entanto, pouco se tem feito para melhorar a espécie. Sendo o levantamento de possibilidades de melhoramento da Bracatinga, tendo oportunidades para que futuramente possa ter produção de celulose visando maior resistência. O germoplasma apresenta média, alta e variabilidade genética ampla. Por se tratar de uma espécie preferencialmente alógama (>86%) e auto incompatível, essa variabilidade tende a ser ainda maior dentro da população (SOBIERAJSKI ET AL., 2006). 2. JUSTIFICATIVA A Bracatinga (Mimosa scabrella) é uma espécie que apresenta grandes possibilidades de melhorias no seu material genético e em seu manejo florestal, pois pouco tem sido feito para modificar a bracatinga em uma espécie florestal melhorada. É uma espécie nativa dos climas mais frios do Brasil e pioneira que apresenta rápido crescimento em relação às espécies de florestas nativas do sul do Brasil. A bracatinga é uma planta hermafrodita, porém a fecundação é preferencialmente cruzada, sendo a polinização feita principalmente por abelhas do gênero Apis sp e Trigona sp (CATHARINO ET AL., 1982). A maturidade sexual é atingida com cerca de três anos e cada árvore pode produzir até 40.000 inflorescências. As sementes apresentam dormência tegumentar e são impermeáveis à água (CARPANEZZI; PAGANO; BAGGIO, 1997). A queimada, prática bastante difundida no sistema agroflorestal no sul do Brasil, quebra a dormência das sementes contribuindo para uma germinação abundante. Existem dois tipos de produção de celulose, a mecânica, e a química, também denominada de celulose Kraft, que é processada pelo sulfato (SCA, 2013.). A celulose sulfato obtida da madeira de Bracatinga apresenta razoável resistência à tração e arrebentamento, com baixa resistência ao rasgo. (BARRICHELO E FOELKEL, 1975). Porém sem possibilidades de competir por si só com celuloses provenientes de madeira de Eucalipto. (BARRICHELO E BRITO, 1982). As celuloses de Bracatinga obtidas pelos processos sulfito e sulfato eram inferiores às de Eucalipto. Sugerem, entretanto o uso destas celuloses em misturas com outras de melhor qualidade, para fabricação de papéis e cartolinas onde não se exige uma alta resistência física. (ASSIS et al., 1968). As densidades básicas da Bracatinga e do Eucalipto (Eucalyptus saligna) são semelhantes. A madeira da Bracatinga, no entanto, apresenta maiores teores de celulose e fibras com dimensões superiores. Com relação à produção de celulose pelo processo sulfato, o rendimento é similar aos obtidos com o Eucalipto; a celulose produzida, com a madeira da Bracatinga, é de qualidade baixa, com menor resistência à tração, ao estouro e ao rasgo. As polpas apresentam impurezas difíceis de serem eliminadas (CARPANEZZI, 1988). De maneira que é pouco resistente, atualmente a espécie necessita de melhorias com cruzamento de espécie que tenha uma boa qualidade na celulose como é a espécie de (Eucalyptus saligna) que tem melhores qualidades para a fabricação de papéis para escrita e impressão. Mattos e Mattos (2008) obtiveram como resultado de seu trabalho que o florescimento nas regiões de ocorrência natural da (M. scabrella) começa, geralmente, de 1° de julho a 1° de setembro, havendo variações de acordo com a região considerada e altitude. Em São Paulo a florada dá-se com alguns dias de antecipação com relação ao planalto do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. A maturação de seus frutos verifica- se a partir de 1° de dezembro. Em Lages e São Joaquim, em SC, a maturação começa no final de janeiro. De acordo com Carpanezzi (Carpanezzi, 2009 - Informação verbal), a floração da Bracatinga inicia-se aos três anos de idade e ocorre anualmente entre os meses julho a setembro, sendo que a deiscência das flores ocorre após 10 dias e a frutificação de setembro a janeiro. Seu ciclo de vida pode chegar a 50 anos em regiões de ocorrência natural. A quantidade de sementes Figura 1: Bracatinga Figura 2: Inflorescência produzida é muito pequena frente à florada (cerca de 10% das flores dão frutos, tendo 3 a 4 sementes cada fruto). Ao atingir o ponto de maturação, as vagens de bracatinga rapidamente se abrem e derrubam suas sementes, que são pretas quando maduras. 3. OBJETIVO Apontar possíveis métodos para melhorar geneticamente a Bracatinga (Mimosa scabrella), a fim de tornar sua celulose mais resistente, podendo assim competir no mercado com espécies que apresentam uma produção mais elevada. 4. MATERIAIS E MÉTODOS O experimento ocorrerá na casa de vegetação, da Universidade Federal de Uberlândia, no campus Monte Carmelo, na Unidade Araras, usando mudas de Eucalipto (Eucalyptus saligna) e Bracatinga (Mimosa scabrella Bentham), visando à seleção recorrente que é o cruzamento entre duas espécies, sendo as duas espécies alógamas. A produção de sementes melhoradas de bracatinga requer, inicialmente, o conhecimento da variabilidade genética existente na área de ocorrência natural ou de cultivo, e a indicação de genótipos superiores. Até hoje, todas as implantações utilizam sementes não melhoradas, colhidas de árvores abatidas. Já do eucalipto já tem sementes melhoradas geneticamente. Comparando os padrões de herança da bracatinga, é provável prezar a quantidade de variação que é devida a fatores genéticos, que são as características herdadas de uma geração para outra. Um dos métodos utilizado é o retrocruzamento consiste na hibridação entre uma planta F1, descendente de um cruzamento, com um de seus parentais. O método permite transferir um ou poucos genes de um dos genitores, denominado parental doador (PD) ou não recorrente, para o parental recorrente (PR). O parental recorrente geralmente é um ótimo material, já comercial, com qualidades desejáveis, mas que apresenta algum defeito numa característica qualitativa. Ex: [(PR X PD) X PR]. O pai doador é um genótipo selvagem ou mesmo comercial que possui o gene para consertar o defeito do PR. O híbrido obtido éretrocruzado várias vezes com o parental recorrente para recuperar a mesma adaptação, produtividade e demais qualidades que este já possuía, aumentando a qualidade da celulose. Quanto maior a divergência genética entre os dois parentais, maior o número de retrocruzamentos necessários para recuperar as qualidades do recorrente. Em geral, seis gerações de retrocruzamentos são suficientes para recuperar o genoma parental recorrente. Podem-se usar marcadores moleculares tendo resultados mais rápidos com 2 a 3 gerações de retrocruzamento para introdução da característica e recuperação do genótipo recorrente. Esta estratégia tem sido aplicada em espécies com as mesmas características descritas, porém com facilidade de realização de polinização controlada. Neste caso, a grande vantagem refere-se à maximização da intensidade de seleção. Usado nas seguintes espécies perenes predominantemente alógamas. 5. CRONOGRAMA CRONOGRAMA DO PROJETO (2018/2019) Atividades 2018 2019 J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D Fase Organizacional X X Análises físicas e químicas do solo X X Obtenção das mudas da bracatinga e eucalipto X X Realização do plantio X X X Coleta das florescências X X Realização do 1º retrocruzamento X X X Obter a F1 e fazer a autofecundação e retrocruzar (PR) X X X Retocruzar os híbridos até 70% de celulose melhorada X X X X X X X X 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BISON , Odair. MELHORAMENTO DE EUCALIPTO VISANDO À OBTENÇÃO DE CLONES PARA A INDÚSTRIA DE CELULOSE . 2004. 182 p. Tese de doutorado (Doutor em genética e melhoramento de plantas )- Agronomia, Universidade Federal de Lavras, Lavras - MG, 2004. 1. Disponível em: <http://repositorio.ufla.br/bitstream/1/3870/1/TESE_Melhoramento%20de%20e ucalipto%20visando%20%C3%A0%20obten%C3%A7%C3%A3o%20de%20clo nes%20para%20a%20ind%C3%BAstria%20de%20celulose.pdf>. Acesso em: 04 dez. 2017. MAZUCHOWSKI, J.Z.; RECH, T.D., T.R.; TORESAN, L. (Orgs.). Bracatinga, Mimosa scabrella Bentham: cultivo, manejo e usos da espécie. Florianópolis: Epagri, 2014. 365p RESENDE, Marcos Deon Vilela et al. Métodos e Estratégias de Melhoramento de Espécies Perenes: Estado da Arte e Perspectivas. [2010]. 36 p. Artigo (Embrapa Florestas )- Ciencias Florestais , Universidade Federal de Viçosa , [S.l.], [2010]. 1. Disponível em: <https://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/315917/1/MetodosEstr ategias.pdf>. Acesso em: 04 dez. 2017. Embrapa Florestas. Boletim de Pesquisa Florestal, Colombo, n. 28/29, p.73- 83, Jan./Dez. 1994 ANGELI, Aline . Mimosa scabrella (Bracatinga). Instituto de Pesquisa e Estudos Florestais , São Paulo - SP, v. 1, n. 1, p. 1-1, nov. 2013. Disponível em: <http://www.ipef.br/identificacao/mimosa.scabrella.asp>. Acesso em: 04 dez. 2017 SPUDEIT, Elaine Larissa . Levantamento das possibilidades de melhoramento da Bracatinga (mimosa scabrella benth.) para produção de celulose.. 2013. 16 p. Projeto de pesquisa (Graduanda em Ciencias Rurais )- Faculdade de Ciencias Rurais, Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Campus Curitibanos. , Curitibanos - SC, 2013. 1. Disponível em: <https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/122052/ELAINE%20LA RISSA%20SPUDEIT.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 04 dez. 2017.
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