Dissertação
Propagation, morphophysiological, and anatomical aspects of Bertholletia excelsa genotypes
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Resumo
Nos últimos anos, tem havido uma urgência crescente para recuperar áreas degradadas,
especialmente na região amazônica. Isso traz à tona o interesse em utilizar espécies florestais
nativas para esse fim, com foco na produção de sementes e mudas de qualidade. Uma das
espécies que atende a esse propósito é a castanheira-do-brasil (Bertholletia excelsa Bonpl.),
devido à sua alta plasticidade em se desenvolver e se manter em diferentes condições de solo e
clima, e por estar ameaçada de extinção, necessita de tecnologias relacionadas a propagação e
conservação do material genético para garantir sua existência. No entanto, a principal forma de
propagação da espécie ocorre via sementes, que tem como limitação a baixa taxa de
germinação, e por ser lenta e desigual no ambiente natural e no viveiro, principalmente devido
à dormência tegumentar e fisiológica da semente, e contaminação fúngica. Uma alternativa para
isso é a micropropagação in vitro de embriões zigóticos, que proporciona alta taxa de
germinação, em larga escala em ambiente asséptico. A germinação é fortemente influenciada
pelo genótipo, pois está associada à expressão de características morfofisiológicas das sementes
e anatômicas foliares. Dentre as iniciativas de melhoramento genético da espécie, foram
gerados alguns genótipos, dos quais se destacam o 606 e o Santa Fé, o primeiro se destacando
por suas características de crescimento da matriz, e o segundo pela produtividade de sementes
e frutos. Portanto, este trabalho busca identificar marcadores morfofisiológicos e anatômicos
que diferenciem diferentes genótipos de castanheiras, bem como investigar métodos de
propagação mais eficientes para a produção de mudas da espécie. Para isso, sementes dos dois
genótipos foram coletadas no estado do Amazonas, e de um genótipo selvagem no estado do
Pará, que tiveram seus tegumentos removidos, e então foram levadas ao Laboratório de
Fisiologia e Bioquímica Vegetal, onde foram mensuradas suas variáveis morfofisiológicas ,
semeadas em vermiculita expandida, e os embriões zigóticos dos genótipos 606 e selvagem
foram inoculados em meio MS completo (Murashige Skoog); após a plântula completa, foi
descrita a morfoanatomia da folha. Quanto à morfofisiologia, todos os genótipos apresentaram
diferenças significativas, sendo também detectadas diferenças morfoanatômicas nas folhas das
plântulas. O genótipo 606 se destacou quanto ao tamanho da semente, taxa de germinação e
parâmetros que envolvem a velocidade de germinação. Com essas variáveis, foi possível
agrupar os dois genótipos em uma análise de componentes principais (PCA), onde a variável
mais associada a Santa Fé foi a quantidade relativa de água absorvida, enquanto para o genótipo
606 foi a porcentagem de germinação. Quanto às características morfoanatômicas das folhas
das plântulas, houve diferença na morfologia entre o genótipo selvagem e os genótipos
cultivados. Esses resultados mostram diferenças significativas entre os genótipos, facilitando a
diferenciação entre eles, e permitindo escolher, dentro das condições deste estudo, o genótipo
606 como o mais adequado para produzir sementes e mudas de qualidade. A micropropagação
in vitro mostrou-se promissora em relação à diminuição do tempo de germinação e formação
de plântulas, onde houve um decréscimo de 74 dias para formação de plântula, para o genótipo
selvagem, e 161 dias para o 606, quando comparado em cultivo vivo e in vitro. A morfologia
da germinação entre os genótipos e as formas de propagação foi diferente, pois os embriões
zigóticos apresentaram coloração verde mais intensa, enquanto no cultivo in vivo apenas
algumas porções das sementes ficaram verdes e, além disso, alguns explantes selvagens não
desenvolveram raízes, somente parte aérea. Portanto, para a castanheira do Brasil, é possível
utilizar os marcadores relacionados à biometria e germinação da semente, bem como a
morfologia da lâmina foliar para identificar o genótipo selvagem, o genótipo cultivado e, além
disso, a micropropagação in vitro provou ser um método promissor para a produção de mudas
de castanha-do-brasil em tempo inferior ao utilizado na propagação via sementes in vivo.
Abstract:
In recent years, there has been an increasing urgency to recover degraded areas, especially in
the Amazon region. This brings to light the interest in using native forest species for this
purpose, focusing on the production of quality seeds and seedlings. One of the species that
serves this purpose is the Brazil nut tree (Bertholletia excelsa Bonpl.), due to its high plasticity
in developing and maintaining itself in different soil and climate conditions, and because of her
being endangered, it needs technologies related to the propagation and conservation of genetic
material to guarantee its existence. However, the main form of propagation of the species occurs
via seeds, which has the limitation of low germination rate, and because it is slow and uneven
in the natural environment and in the nursery, mainly due to the integumentary and
physiological dormancy of the seed, and fungal contamination. An alternative to this is the in
vitro micropropagation of zygotic embryos, which provides a high rate of germination, on a
large scale in an aseptic environment. Germination is strongly influenced by genotype, since it
is associated with the expression of morphophysiological characteristics of seeds and
anatomical leaves. Among the genetic improvement initiatives of the species, some genotypes
were generated, of which the 606 and Santa Fé stand out, the first of which stands out due to its
characteristics of matrix growth, and the second for the productivity of seeds and fruits.
Therefore, this work seeks to identify morphophysiological and anatomical markers that
differentiate different genotypes of Brazil nut trees, as well as to investigate more efficient
propagation methods for the production of seedlings of the species. For this, seeds of the two
genotypes were collected at Amazonas state, and of a wild genotype in the state of Pará, which
had their integuments removed, and then were taken to the Laboratory of Plant Physiology and
Biochemistry, where their morphophysiological variables were measured, sown in expanded
vermiculite, and the zygotic embryos of the 606 and wild genotypes were inoculated in full MS
(Murashige Skoog) medium; after the complete seedling, the leaf morphoanatomy was
described. As for the morphophysiology, all the genotypes had significant differences, and
morphoanatomical differences were also detected in the leaves of the seedlings. Genotype 606
stood out in terms of seed size, germination rate, and parameters involving germination speed.
With these variables, it was possible to group the two genotypes in a principal component
analysis (PCA), where the variable most associated with Santa Fé was the relative amount of
water absorbed, while for genotype 606 it was the percentage of germination. As for the
morphoanatomical characteristics of the seedlings leaves, there was a difference in the
morphology between the wild genotype, and the cultivated genotypes. These data show
significant differences between the genotypes, facilitating the differentiation between them, and
allowing choosing, within the conditions of this study, genotype 606 as the most suitable to
produce quality seeds and seedlings. The in vitro micropropagation proved to be promising in
relation to the decrease in germination time and seedling formation, which there was a decrease
of 74 days for the formation of a seedling, for the wild genotype, and 161 days for the 606,
when comparing in vivo and in vitro cultivation. Germination morphology between genotypes
and propagation forms was different, since the zygotic embryos showed a more intense green
color, while in the ex vitro culture, only some portions of the seeds turned green, and moreover,
some explants of the wild type did not develop roots, only aerial part. Therefore, for Brazil nut
trees, it is possible to use the markers related to seed biometry and germination, as well as the
morphology of the leaf blade to identify the wild genotype, the cultivated genotype, and in
addition, in vitro micropropagation proved to be a promising method for the production of
Brazil nut seedlings in a shorter time than that used in propagation via seeds in vivo.
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