UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Programa de Pós-Graduação em Agronomia
Dissertação
Caracterização morfológica, avaliação agronômica e
análise de compostos bioativos em acessos de pimentas
(Capsicum annuum)
Henrique Kuhn Massot Padilha
Henrique Kuhn Massot Padilha
Caracterização morfológica, avaliação agronômica e análise de compostos bioativos em acessos de pimentas (Capsicum annuum)
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia da Universidade Federal de Pelotas, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Ciências (área do conhecimento: Fitomelhoramento).
Orientadora: Dra. Rosa Lía Barbieri Co-Orientadora: Dra. Márcia Vizzotto
Dados de catalogação na fonte:
Maria Beatriz Vaghetti Vieira – CRB-10/1032 Biblioteca de Ciência & Tecnologia - UFPel
P123c Padilha, Henrique Kuhn Massot
Caracterização morfológica, avaliação agronômica e análise de compostos bioativos em acessos de pimentas (Capsicum
annuum) / Henrique Kuhn Massot Padilha. – 65f. : il. –
Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Área de concentração: Fitomelhoramento. Universidade Federal de Pelotas. Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel. Pelotas, 2014. – Orientador Rosa Lía Barbieri; co-orientador Márcia Vizzotto.
1.Agronomia. 2. Fitomelhoramento. 3. Pimentas. 4.
Capsicum annuum. 5.Recursos genéticos. 6. Banco ativo de germoplasma. I.Barbieri, Rosa Lía. II.Vizzotto, Márcia. III.Título.
Banca examinadora:
Drª Rosa Lía Barbieri – Embrapa Clima Temperado (presidente) Drª Caroline Marques Castro – Embrapa Clima Temperado
Drª Miriam Valli Buttow – Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária Drª Raquel Silviana Neitzke – Prefeitura de Arroio do Padre
A Deus À minha família
Agradecimentos
Agradeço a Deus, pela saúde e proteção, durante esta caminhada no mestrado.
Tenho muito a agradecer a minha família que é base de tudo. Incentivo, motivação, amor... São inúmeras qualidades que dão o suporte necessário para a gente seguir em frente. Aos meus pais, Manoel e Marly, a minha vó Olívia, minha irmã Mariana, meu muito obrigado por tudo.
Agradeço a minha noiva Bárbara, essa pessoa maravilhosa, que me concede apoio nos momentos bons e ruins. Pelo amor, companheirismo e incentivo em todos os caminhos que escolhi seguir.
À minha orientadora Rosa Lía Barbieri, pela confiança na realização deste trabalho, pela amizade, incentivo e dedicação. Pelo amplo conhecimento transmitido até o momento. Pelo ótimo exemplo de profissional, pesquisadora e pessoa que motiva os que estão a sua volta, meu muito obrigado.
À minha co-orientadora Márcia Vizzotto pelos ensinamentos transmitidos, oportunidade e amizade. Pelo auxílio no momento de dúvidas para que tudo ocorresse da melhor forma possível.
Ao pesquisador, Ricardo Alexandre Valgas pelo suporte na parte estatística dos trabalhos.
Aos meus familiares, tios e tias, primos e primas, por todo apoio. Mesmo de longe se mostram presentes através de mensagem ou oração.
Tenho muito a agradecer aos meus queridos amigos e colegas de trabalho da Embrapa Clima Temperado. Não vou lista-los aqui, pois são muitos e outros já não estão mais trabalhando na Embrapa, mas fica aqui meu agradecimento pelos momentos vividos, pelo constante incentivo e contribuição no desenvolvimento deste trabalho.
Aos meus amigos de fé, pelos agradáveis momentos de convivência e amizade. Agradeço a Deus por ter amigos tão especiais.
A todos os colegas e amigos do Fitomelhoramento, pelos momentos de descontração e pela troca de conhecimento e experiências.
À Universidade Federal de Pelotas, em especial ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia/FAEM-UFPel, pela oportunidade de cursar o mestrado.
Aos meus professores do Programa de Pós-Graduação em Agronomia, pela transmissão do conhecimento.
Agradeço a CAPES pela bolsa de estudo concedida, muito importante para a realização do mestrado.
À Embrapa Clima Temperado pela oportunidade e infraestrutura para executar os meus experimentos neste reconhecido centro de pesquisa, por todos os funcionários que me ajudaram especialmente os funcionários e amigos Breno Pai e Carlos Luís (Caçapava).
Agradeço a todos aqueles que de alguma maneira contribuíram para a realização deste trabalho.
“A persistência é o menor caminho do êxito.”
Resumo
PADILHA, Henrique Kuhn Massot. Caracterização morfológica, avaliação
agronômica e análise de compostos bioativos em acessos de pimentas (Capsicum annuum). 2014. 65f. Dissertação (Mestrado) – Programa de
Pós-Graduação em Agronomia. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
Um número muito grande de variedades de pimentas do gênero Capsicum (Solanaceae) são cultivadas mundialmente, com diferentes formatos e cores. Os usos destas pimentas são tão diversos quanto os tipos de seus frutos. Estes são utilizados na alimentação, na medicina, na ornamentação de ambientes e também como artefato de defesa. Existem cinco espécies domesticadas de Capsicum: Capsicum annuum, C. baccatum, C. chinense, C.
frutescens e C. pubescens. O objetivo geral deste trabalho foi contribuir para o
conhecimento dos recursos genéticos de acessos de Capsicum annuum que fazem parte do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado. Nesse sentido
,
foram realizadas atividades de caracterização morfológica, avaliação agronômica e caracterização química. Foram submetidos à caracterização morfológica e avaliação agronômica 20 acessos de C. annuum. Foi verificada ampla variabilidade genética para dias transcorridos da semeadura ao florescimento, dias transcorridos da semeadura até a produção do primeiro fruto maduro, estatura da planta, diâmetro médio de dossel, número de frutos, matéria fresca por frutos, matéria fresca dos frutos por planta, matéria seca por fruto, relação entre matéria fresca e matéria seca dos frutos, produção estimada da matéria seca por planta, comprimento do fruto, diâmetro do fruto, comprimento do pedúnculo e espessura da parede do fruto, hábito de crescimento, densidade de ramificação, densidade de folhas, persistência entre pedúnculo e planta, pungência, aroma, superfície de fruto, cor de fruto imaturo, cor de fruto maduro, formato de fruto, número de lóculos e persistência entre fruto e pedúnculo. Para a caracterização química, foi verificada a produção de compostos bioativos em frutos maduros de 14 acessos de C. annuum. Os acessos avaliados evidenciaram variabilidade genética para: atividade antioxidante, compostos fenólicos totais, antocianinas totais e carotenoides totais. Foi possível identificar acessos adequados para uso em programas de melhoramento com diferentes objetivos, como pimentas indicadas para consumo in natura e processadas ou pimentas ornamentais. Para a produção de compostos bioativos os acessos P39, P77, P119, P143 e P302 demonstraram ser boas fontes de compostos antioxidantes naturais, além de potencial de uso como planta ornamental. Os resultados obtidos nesse trabalho são importantes por contribuírem com o conhecimento dos recursos genéticos de Capsicum e evidenciar de forma clara a relevância da conservação, caracterização e avaliação de acessos de um Banco Ativo de Germoplasma.Palavras chaves: Solanaceae, recursos genéticos, Banco Ativo de
Abstract
PADILHA, Henrique Kuhn Massot. Morphologic characterization, agronomic
evaluation and analysis of bioactive compounds in accessions of peppers (Capsicum annuum). 2014. 65f. Dissertação (Mestrado) – Programa de
Pós-Graduação em Agronomia. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
A large number of varieties of Capsicum (Solanaceae) are grown worldwide, with different shapes and colors. The uses of these peppers are such diverse as the fruit shapes. These are used in food, medicine, ornamentation and also as an artifact of defense. There are five domesticated species of Capsicum:
Capsicum annuum, C. baccatum, C. chinense, C. frutescens and C. pubescens.
The aim of this study was to contribute to knowledge of genetic resources of
Capsicum annuum accessions from the Embrapa Clima Temperado Genebank
(Pelotas – RS). In this sense, morphologic characterization, agronomic evaluation and chemical characterization activities were performed. Twenty accessions of C. annuum were subjected to morphologic characterization and agronomic evaluation. Wide genetic diversity was observed for days elapsed from sowing to flowering, days elapsed from sowing to the first ripe fruit production, plant height, diameter of canopy, number of fruits, fruit weight, weight fruits per plant, dry matter per fruit, relationship between fresh and dry matter of fruits, estimated production of dry matter per plant, fruit length, fruit diameter, peduncle length, wall thickness fruit, growth habit, branching density, density of leaves, persistence between peduncle and plant, pungency, aroma, fruit surface, immature fruit color, mature fruit color, fruit shape, number of loci and persistence between fruit and peduncle. For chemical characterization, was investigated the production of bioactive compounds in ripe fruits of 14 accessions of C. annuum. The accessions showed genetic diversity for: antioxidant activity, total phenolic compounds, anthocyanins and carotenoids. It was possible to identify suitable accession for use in breeding programs with different objectives, like peppers suitable for fresh consumption and processed or ornamental peppers. For the production of the bioactive compounds P39, P77, P119, P143 and P302 accessions demonstrated to be good sources of natural antioxidants, and potential use as an ornamental plant. The results of this study are important because they contribute to the knowledge of the genetic resources of Capsicum and show clearly the importance of conservation, characterization and evaluation of Active Germplasm Bank accessions.
Lista de figuras
CAPÍTULO I – Caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de Capsicum annuum.
Figura 1 Diâmetro de dossel e estatura de planta dos acessos de
Capsicum annuum avaliados.
25
Figura 2 Variabilidade genética para o número de frutos por planta em acessos da espécie Capsicum annuum.
26
Figura 3 Variabilidade genética para formato, tamanho e largura de fruto em acessos de Capsicum annuum.
27
Figura 4 Matéria seca de fruto dos acessos de Capsicum annuum. 28 Figura 5 Agrupamento de 20 acessos de Capsicum annuum obtido
pela análise de componentes principais.
29
Figura 6 Acesso P302 (Capsicum annuum): vista geral da planta e detalhes de folhas e frutos.
31
Figura 7 Frutos imaturos (verdes) e maduros (vermelhos) do acesso P111 (Capsicum annuum) do tipo jalapeño.
32
Figura 8 Acesso P77 (Capsicum annuum), evidenciando intensa coloração violeta nas hastes, nas folhas e nos frutos imaturos.
33
Figura 9 Acessos P7 e P258 (Capsicum annuum) com frutos em diferentes estágios de maturação.
33
Figura 10 Acessos P139 e P259 (Capsicum annuum) com frutos maduros de coloração amarela.
34
Figura 11 Acessos de Capsicum annuum cultivados no campo experimental evidenciando variabilidade genética para características de plantas.
CAPÍTULO II – Variabilidade genética para produção de compostos bioativos em frutos de Capsicum annuum
Figura 12 Compostos bioativos em pimentas Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado.
45
Figura 13 Acesso P119 (Capsicum annuum), que apresentou o maior teor de compostos fenólicos totais, mostrando frutos em diferentes fases de maturação.
47
Figura 14 Acesso P77 (Capsicum annuum), que apresentou o maior teor de antocianinas. Planta no campo (esquerda) e frutos em diferentes fases de maturação (direita).
48
Figura 15 Acesso P259 (Capsicum annuum), que apresentou o menor teor de antocianinas. Frutos imaturos (verdes) e maduros (amarelos).
48
Figura 16 Acessos P39 e P143 (Capsicum annuum) que apresentaram elevados teores de carotenoides totais.
49
Figura 17 Correlações entre compostos bioativos avaliados em acessos de Capsicum annuum.
Lista de tabelas
CAPÍTULO I – Caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de Capsicum annuum.
Tabela 1 Acesso, nome popular, pungência e procedência dos acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado avaliados.
18
Tabela 2 Médias obtidas para 14 descritores quantitativos em acessos de Capsicum annuum presentes no Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado. Pelotas, RS
23
CAPÍTULO II – Variabilidade genética para produção de compostos bioativos em frutos de Capsicum annuum
Tabela 3 Caracterização morfológica de acessos de Capsicum
annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da
Embrapa Clima Temperado
30
Tabela 4 Acessos de pimentas Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado caracterizados quanto aos compostos bioativos.
40
Tabela 5 Compostos fenólicos totais, antocianinas totais, carotenoides totais e atividade antioxidante em acessos de pimentas Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado.
Sumário
1. Introdução geral... 13
2. CAPÍTULO I – Caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de Capsicum annuum... 16 2.1 Introdução... 16
2.2 Material e métodos... 18
2.3 Resultados e discussão... 22
2.4 Conclusões... 36
3. CAPÍTULO II – Variabilidade genética para produção de compostos bioativos em frutos de Capsicum annuum... 37 3.1 Introdução... 37 3.2 Material e métodos... 40 3.3 Resultados e discussão... 44 3.4 Conclusões... 52 4. Considerações finais... 53 Referências... 54
1. Introdução geral
As pimentas do gênero Capsicum pertencem à família Solanaceae, assim como o tomate, a batata, o fumo e a berinjela. Existem cinco espécies domesticadas deste gênero: Capsicum annuum, C. baccatum, C. chinense, C.
frutescens e C. pubescens (MONTEIRO et al., 2010; POWIS et al., 2013; SUN
et al., 2014).
Os frutos de pimenta podem ser consumidos frescos ou desidratados, como condimento. Extratos de pimenta são usados em produtos cosméticos e farmacêuticos. Além do uso na alimentação, como condimento e medicinal, (BOSLAND; VOTAVA, 2000) as pimentas também tem uso ornamental quando cultivadas em jardins ou em vasos (LIMA et al., 2013).
Antes da chegada de Colombo às Américas, as pimentas do gênero
Capsicum eram amplamente utilizadas nas Américas Central e do Sul, na área
do Caribe e no México (REIFSCHNEIDER, 2000). Além de utilizá-las como condimento na alimentação, os povos pré-colombianos as utilizavam para fins medicinais, para punir as crianças (por meio da inalação da fumaça resultante da queima de frutos picantes) e ainda, como arma de guerra (BARBIERI; NEITZKE, 2008). Os registros mais antigos do cultivo de pimenta são encontrados em sítios arqueológicos localizados em Tehuacán, no México, e datam de cerca de nove mil anos (REIFSCHNEIDER, 2000; POWIS et al., 2013).
Com a chegada dos navegadores portugueses e espanhóis ao continente americano, muitas espécies de plantas já conhecidas e utilizadas pelos nativos foram “descobertas” pelos europeus, entre elas as pimentas. As pimentas nativas, do gênero Capsicum mereceram atenção especial por serem mais pungentes do que a pimenta-do-reino, do gênero Piper, originária da Índia, cuja busca foi, possivelmente, uma das razões das viagens que culminaram com o descobrimento do Novo Mundo (REIFSCHNEIDER; RIBEIRO, 2008).
Atualmente, a espécie mais amplamente cultivada, Capsicum annuum, tornou-se uma das commodities de especiarias mais importantes globalmente (HILL, 2013). Dentre tantos tipos, os mais conhecidos são jalapeño, serrano, pimentão, algumas variedades ornamentais, entre outras. Inclui também as pimentas doces e a maior parte das pimentas que são submetidas à secagem para preparar pimenta em pó e páprica (BARBIERI; NEITZKE, 2008).
Uma combinação de evidências arqueológicas, de análises genéticas e de distribuição moderna das plantas leva a crer que Capsicum annuum tenha sido domesticado inicialmente no México ou no norte da América Central. (ANDREWS 1984; BARBIERI; NEITZKE, 2008).
O gênero Capsicum engloba uma multiplicidade de formatos, cores e tamanhos de frutos. Os frutos imaturos são verdes, amarelos, brancos ou roxos e os frutos maduros podem apresentar tonalidades entre vermelho, laranja, marrom, amarelo, verde ou branco (DEWITT; BOSLAND, 2009). Capsicum
annuum é a espécie do gênero Capsicum que apresenta a mais ampla
variação de tamanho, cor e formato de frutos (HERNANDEZ-VERDUGO et al., 2001).
Bancos de germoplasma (BAGs) são unidades organizacionais que têm como objetivo a conservação, o manejo e a utilização da variabilidade genética (CARVALHO; BIANCHETTI, 2008). Eles são de extrema importância para a manutenção e conservação de genótipos, os quais podem servir como fontes de genes desejáveis para programas de melhoramento genético. Diante disso, a completa caracterização dos acessos existentes em bancos de germoplasma facilita a identificação desses genes de interesse (GUEDES et al., 2013).
Da mesma forma, Sudré et al. (2010) enfatizaram que a caracterização de espécies domesticadas de Capsicum são de grande interesse, particularmente para os BAGs, visto que a ampla variabilidade existente nessas espécies ainda não está inteiramente conhecida e explorada.
Só haverá incremento da produção e redução de impacto da exploração agrícola sobre o ambiente se a diversidade genética for conhecida, organizada, armazenada e utilizada adequadamente. A identificação e a incorporação de um simples genótipo com características especiais (fonte de resistência, precocidade, produtividade, etc.) em um programa de melhoramento, poderão
trazer enormes benefícios para o meio ambiente, a sociedade, os produtores e o mercado (CARVALHO; BIANCHETTI, 2008).
A Embrapa Clima Temperado (Pelotas, RS) mantém um Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum, criado em 2002, onde estão conservados aproximadamente 367 acessos deste gênero. Resgate de germoplasma, conservação, caracterização, avaliação, documentação e multiplicação de sementes são as atividades realizadas no BAG de Capsicum da Embrapa Clima Temperado. Este banco mantém em seu acervo acessos de todas as espécies domesticadas de Capsicum: C. annuum, C. baccatum, C. chinense,
C. frutescens e C. pubescens (BARBIERI et al., 2007; NEITZKE et al., 2010;
BUTTOW et al., 2010).
A caracterização morfológica, a caracterização química e a avaliação agronômica dos acessos são de extrema importância para o melhoramento de plantas. Além do interesse de agricultores na obtenção de cultivares mais produtivas e tolerantes a estresses ambientais, o melhoramento genético também deve ter como finalidade a obtenção de cultivares que apresentem elevado teor de compostos funcionais com importância para a saúde dos consumidores (NEITZKE, 2012). O valor de um recurso genético vegetal conservado é dependente da informação utilizada para promover o seu uso. O conhecimento sobre os diferentes acessos deverá ser o mais detalhado possível, para permitir sua identificação e diferenciação (RODRIGUES et al., 2010).
Considerando o exposto acima, este trabalho teve como objetivo geral contribuir para o conhecimento dos recursos genéticos de acessos de
Capsicum annuum que fazem parte do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado. Desta forma, serão apresentados a
seguir dois capítulos, cujos objetivos são, respectivamente, realizar caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de Capsicum
annuum; e caracterizar a variabilidade genética para produção de compostos
2. CAPÍTULO I
Caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de
Capsicum annuum
2.1 Introdução
Há uma infinidade de pimentas cultivadas mundialmente, com diferentes formatos e cores. Os usos destas pimentas são tão diversos quanto os tipos de frutos encontrados em Capsicum (BOSLAND; VOTAVA, 2000; ALBRECHT et al., 2012).
As pimentas são consumidas em todo o mundo, dando sabor, aroma e cor aos alimentos (ORNELAS-PAZ et al., 2013). Os frutos de pimenta podem ser consumidos frescos (consumo in natura) ou desidratados para processamentos em pós ou extratos (MOULIN, 2013). Há uma ampla variedade de produtos que contêm pimenta, entre os quais alimentos étnicos, pratos a base de carnes, molhos para salada, maioneses, derivados de leite, bebidas, doces e molhos picantes (BOSLAND; VOTAVA, 2000).
O que confere pungência às pimentas Capsicum é um alcaloide chamado capsaicina, localizado na placenta dos frutos, que só é produzida por pimentas do gênero Capsicum (DOMENICO et al., 2012; KEYHANINEJAD et al., 2014). Diferentemente da substância picante da pimenta-do-reino (Piper
nigrum), a piperina, que age de forma distinta no organismo (LOPES, 2008;
SANTOS et al., 2013).
Antigamente, as pimentas eram tão indispensáveis para os nativos das Américas como o sal para os brancos (REIFSCHNEIDER, 2000). Os povos pré-colombianos utilizavam-nas como arma de guerra, e ainda hoje a pimenta é usada como artefato bélico. A capsaicina é o principal elemento utilizado no spray de pimenta, que, ao ser acionado, libera um gás com alta concentração dessa substância, o qual provoca fortes reações nas pessoas atingidas e causa
irritação nas mucosas dos olhos, da boca e nas vias aéreas superiores (BARBIERI; NEITZKE, 2008).
Capsicum annuum é uma das espécies mais cultivadas do gênero e
compreende os pimentões, as pimentas doces utilizadas para produção de páprica, as pimentas picantes (como jalapeño, cayenne, serrano e cereja, entre outras), além de variedades ornamentais (BUTTOW et al., 2010). O pimentão está entre as principais hortaliças cultivadas no país (ARAGÃO et al., 2012).
Botanicamente, as pimentas são classificadas como perenes quando desenvolvidas em seus habitats nativos, mas também são comumente cultivadas como culturas anuais em partes do mundo onde a geada e temperaturas muito baixas impedem a produção de campo durante todo o ano (VOTAVA et al., 2005; DEWITT; BOSLAND, 2009;).
O gênero Capsicum possui cinco espécies domesticadas: C. annuum, C.
baccatum, C. chinense, C. frutescens e C. pubescens, e apresenta uma
diversidade impressionante (PICKERSGILL et al., 1997; NEITZKE et al., 2010; SUN et al., 2014). Contudo, a diversidade do gênero foi pouco explorada e certamente não foi esgotada (PICKERSGILL, 1997; NEITZKE, 2012).
Para incrementar os programas de melhoramento é necessária a caracterização detalhada da diversidade presente no gênero Capsicum incluindo dados morfológicos, geográficos e moleculares (HILL et al., 2013). A caracterização morfológica é um processo que, por meio da utilização de uma lista descritiva, trata de prover maiores informações sobre o germoplasma conservado, dispondo-o de uma forma mais efetiva para a utilização (RAMOS et al., 1999; NEITZKE, 2012). Para facilitar o uso dos genótipos em programas de melhoramento, os mesmos devem ser devidamente caracterizados.
Desta forma, este trabalho teve por objetivo realizar caracterização morfológica e avaliação agronômica de acessos de Capsicum annuum provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Clima Temperado.
2.2 Material e Métodos
Foram avaliados 20 acessos de pimenta da espécie Capsicum annuum que fazem parte do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado. Atualmente, o banco mantém 367 acessos, provenientes de coletas realizadas, de doações de agricultores e colecionadores particulares de pimentas e da aquisição de frutos em feiras populares. A escolha dos acessos avaliados neste trabalho foi feita com base na disponibilidade de um grande número de sementes conservadas no BAG. Na Tabela 1 estão listados os 20 acessos avaliados, com nome popular e procedência.
Tabela 1. Acesso, nome popular e procedência dos acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado avaliados. Pelotas, 2014.
Acesso Nome popular Procedência
P7 pimenta Renascença – PR
P22 pimentinha vermelha Renascença – PR
P39 pimenta Farroupilha – RS
P58 pimenta ornamental São Lourenço do Sul – RS
P77 pimenta negra Canoinhas, SC
P111 jalapeño Turuçu – RS
P119 pimenta ornamental Rio Grande – RS P122 pimenta ornamental Pelotas – RS
P136 pimenta Vassouras – RJ P137 pimenta Vassouras – RJ P138 pimenta Vassouras – RJ P139 pimenta Vassouras – RJ P140 pimenta Vassouras – RJ P141 pimenta Vassouras – RJ P143 pimenta Vassouras – RJ P202 jalapeño Pelotas – RS
P258 pimenta ornamental Pelotas – RS
P259 pimenta Pelotas – RS
P266 pimenta Palhoça – SC
P302 pimenta ornamental Pelotas – RS
A semeadura foi realizada em agosto de 2012 em bandejas de poliestireno para mudas, contendo 72 células preenchidas com substrato comercial. Foram semeados dois diferentes acessos em cada bandeja (36 células para cada acesso). Após 15 dias da data de semeadura, todos os
acessos haviam germinado. Para evitar danos decorrentes da mudança brusca de ambiente, antes do transplante para o campo, foi realizada uma aclimatização gradual das mudas durante um período de 20 dias, com a transferência das bandejas da casa de vegetação para a área externa durante cerca de seis horas por dia.
Em outubro do mesmo ano, quando as mudas apresentaram de cinco a sete folhas verdadeiras, foram transplantadas para o campo experimental da Embrapa Clima Temperado, no espaçamento de 0,5 m entre plantas e 1,3 m entre fileiras. Os canteiros foram cobertos com plástico tipo mulching preto, com o objetivo de realizar o controle de plantas invasoras e contribuir com a manutenção da umidade do solo. As plantas foram irrigadas, sempre que necessário, por sistema de irrigação localizada por gotejamento. A água utilizada foi captada, através de um sistema de bombas, de um açude localizado próximo à área de cultivo das pimentas. O solo teve a correção do pH efetuada e foi adubado conforme a recomendação técnica para pimentão (C. annuum) (SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO, 2004). O delineamento experimental empregado foi de blocos completos casualizados com 20 tratamentos (acessos) e três repetições. A unidade experimental foi composta por uma fileira com dez plantas, no espaçamento de 0,5 m entre plantas e 1,3 m entre fileiras.
Para a caracterização morfológica, foram empregados 12 descritores qualitativos estabelecidos pelo International Plant Genetic Resources Institute - IPGRI (1995), com algumas alterações sugeridas por Carvalho et al. (2003). Os descritores qualitativos selecionados e seus respectivos estados de descritor, estão listados a seguir:
01) hábito de crescimento: (3) prostrado; (5) intermediário; (7) ereto; (9)
outro.
02) densidade de ramificação: (3) esparsa; (5) intermediária; (7) densa. 03) densidade de folhas: (3) esparsa; (5) intermediaria; (7) densa.
04) persistência entre pedúnculo e planta: (3) pouco persistente; (5)
05) pungência: (1) doce; (2) picante baixo; (3) picante médio; (4) picante alto. 06) aroma: (1) baixo; (2) médio; (3) alto.
07) superfície do fruto: (1) liso; (2) semi-rugoso; (3) rugoso; (4) liso com
estrias; (5) semi-rugoso com estrias.
08) cor do fruto imaturo: (1) branco; (2) amarelo; (3) verde; (4) laranja; (5)
violeta; (6) violeta escuro; (7) amarelo esverdeado; (8) verde amarelado; (9) branco amarelado; (10) marrom. Quando o fruto apresenta mais de uma cor de fruto imaturo, é considerada a cor do primeiro estádio.
09) cor do fruto maduro: (1) branco; (2) amarelo limão; (3) amarelo laranja
pálido; (4) amarelo laranja; (5) laranja pálido; (6) laranja; (7) vermelho claro; (8) vermelho; (9) vermelho escuro; (10) violeta; (11) marrom; (12) preto; (13) amarelo; (14) amarelo pálido.
10) formato do fruto: (1) alongado; (2) arredondado; (3) triangular; (4)
campanulado; (5) retangular.
11) número de lóculos: (1) um; (2) dois; (3) três; (4) quatro; (5) cinco.
12) persistência entre fruto e pedúnculo: (3) pouco persistente; (5)
intermediário; (7) persistente.
Para os descritores qualitativos da caracterização morfológica, os dados foram obtidos por meio da moda de cada acesso para cada descritor. Os dados de caracteres qualitativos foram submetidos à análise de componentes principais. Neste caso, foi utilizada a análise multivariada para identificar os acessos mais semelhantes entre si e grupos de acessos com características distintas. As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do programa computacional R.
Na avaliação agronômica foram utilizados 14 descritores quantitativos, os quais estão listados a seguir:
01) dias transcorridos da semeadura ao florescimento.
02) dias transcorridos da semeadura até a produção do primeiro fruto maduro. 03) estatura da planta.
04) diâmetro médio de dossel. 05) número de frutos.
06) matéria fresca por frutos.
07) matéria fresca dos frutos por planta. 08) matéria seca por fruto.
09) relação entre matéria fresca e matéria seca dos fruto. 10) produção estimada da matéria seca por planta.
11) comprimento do fruto. 12) diâmetro do fruto.
13) comprimento do pedúnculo. 14) espessura da parede do fruto.
Foram avaliadas todas as plantas da parcela experimental (30 plantas de cada acesso), utilizando uma régua para medir estatura da planta e diâmetro de dossel, paquímetro digital e balança analítica de precisão para mensuração dos descritores de frutos. Os frutos maduros de cada planta foram colhidos e contados. Com auxílio de uma balança, foi avaliada a matéria fresca de frutos por planta. Dez frutos maduros de cada planta, colhidos aleatoriamente, foram submetidos à secagem a 50 ºC em estufa de circulação de ar, até atingir peso constante. Os frutos secos foram pesados com auxílio de balança, para determinação do peso da matéria seca de dez frutos.
Os dados dos caracteres quantitativos da avaliação agronômica foram submetidos à análise de variância (ANOVA) para comparação dos valores médios das variáveis referentes aos acessos. Ao verificar a existência de diferença significativa entre tratamentos, de acordo com o valor de p associado ao teste F, foi avaliada a magnitude destas diferenças utilizando teste de comparações múltiplas. Foi utilizado o teste de Tukey para a comparação de médias com 95% de confiança. Todas as análises estatísticas foram realizadas com auxílio do programa computacional SAS 9.2 (Statistical Analysis System).
2.3 Resultados e Discussão
Foi observada variabilidade genética em todos os caracteres quantitativos e qualitativos avaliados nos acessos de Capsicum annuum. Ao realizar a análise de variância pelo teste F, foi constatado que as médias apresentaram diferenças significativas entre si pelo teste de Tukey para todos os caracteres quantitativos avaliados com 95% de probabilidade (Tabela 2).
Para o número de dias transcorridos da semeadura até a emissão da primeira flor de cada acesso, houve a variação de 66 dias (P22) a 110 dias (P140). Pode-se esperar que plantas que produzam flores precoces, por consequência, também irão antecipar a produção de seus frutos. Em regiões de clima temperado o ciclo de cultivo da pimenta é de aproximadamente 150 dias (CRUZ; BANCI, 2008). Os primeiros frutos maduros de cada acesso foram produzidos de 138 dias (P266) a 170 dias (P77) a partir da semeadura, ficando dentro do período esperado. Além disso, o número de dias da semeadura até o primeiro fruto maduro também é um atributo importante para acompanhar o tempo de formação das sementes, que influenciam sua qualidade fisiológica e viabilidade (MENGARDA; LOPES, 2012).
Os acessos avaliados apresentaram diferentes épocas de colheita. Ocorreu um período onde existiram simultaneamente, na mesma planta, flores, frutos imaturos e maduros. De acordo com Henz e Moretti (2008), o ciclo do cultivo e o período de colheita em pimenta são afetados diretamente pelas condições climáticas, pelos tratos culturais utilizados e pelo genótipo de cada planta. As duas variáveis avaliadas em relação ao ciclo do cultivo apresentaram valores com pouca variação. Foram formados três grupos em relação aos dias transcorridos da semeadura até emissão da primeira flor. Já para a variável dias transcorridos da semeadura até o primeiro fruto maduro formaram-se apenas dois grupos (Tabela 2).
Acessos DF DFM ETP (cm) DM (cm) NF MFF (g) MFFP (g) MSF (g) MF/MS PEMSP (g) CF (mm) LF (mm) CP (mm) EP(mm) P7 80.00 bc 149.00 ab 39.50 abc 45.40 abc 282.63 bcd 2.25 fgh 635.42 bcd 0.70 ef 3.40ef 191.54 abc 23.19 fg 24.32 a 21.62 bc 1.72 bcd P22 66.67c 139.00 b 18.57 h 27.58 def 128.53 cd 1.85 ghi 237.75 def 0.42 efgh 4.27 cdef 55.72cd 30.85 e 11.32 cd 20.50 bcd 1.08 cde P39 90.00abc 142.00 ab 29.01 cdefgh 44.23 abc 285.90 bcd 1.01 hij 287.60 def 0.37 efgh 2.76 f 104.93 abcd 11.61 i 11.45 cd 13.22 f 0.94 de P58 88.33 abc 146.00 ab 26.30 efgh 29.65 def 49.18 d 12.72 c 628.55 bcde 2.06 bc 6.14 ab 103.25 abcd 67.82 a 23.52 ab 22.12 bc 1.94 bc P77 106.67 ab 171.33 a 37.27 abcde 37.62 abcde 164.47 cd 1.60 ghij 266.39 def 0.57 efgh 2.92 f 94.84bcd 20.62g 13.67 bcd 20.95 bc 0.82 de P111 80.00 bc 153.67 ab 39.50 abc 33.22 cdef 53.50 d 15.74 b 843.32 b 2.80a 5.92 abc 150.32 abcd 56.80 b 24.77 a 21.54 bc 3.17 a P119 83.33 abc 148.00 ab 43.57 ab 48.72 a 496.47 b 0.76 ij 367.44 cdef 0.26 fgh 2.99 f 127.77 abcd 23.02 fg 7.75 cd 19.53 bcde 0.82 de P122 75.00 c 161.67 ab 23.60 gh 23.12 f 92.60 d 1.99 fghi 188.34 f 0.50 efgh 4.04 def 49.55cd 28.41 ef 11.77 cd 21.04 bc 0.98 de P136 86.67 abc 146.00 ab 36.47 abcdef 41.32 abcd 255.53 bcd 1.64 ghij 419.66 bcdef 0.52 efgh 3.19 ef 141.73 abcd 39.83 d 9.38 cd 20.69 bc 0.94 de P137 83.33 abc 139.67 b 27.61 defgh 38.58 abcde 277.13 bcd 1.42 ghij 407.67 cdef 0.41 efgh 3.53 ef 113.64 abcd 32.37 e 9.26 cd 19.51 bcde 0.85 de P138 85.00 abc 140.00 b 34.17 bcdefg 45.67 abc 890.27 a 0.42 j 374.74 cdef 0.16 gh 2.85 f 138.71 abcd 12.26 i 8.30 cd 15.73 ef 0.87 de P139 75.00 7.6 c 170.67 a 24.97 fgh 27.18 def 62.97 d 3.15 f 202.45 ef 0.75 ef 4.17 def 50.05 cd 54.64 bc 11.72cd 23.77 b 0.90 de P140 110.00 a 166.00 ab 29.27 cdefgh 36.68 abcdef 399.70 bc 0.84 ij 334.88 def 0.31 efgh 2.83 f 126.89 abcd 21.63 fg 8.27 cd 19.51 bcde 0.85 de P141 90.00 abc 140.00 b 29.23 cdefgh 37.59 abcde 217.30bcd 2.53 fg 515.35 bcdef 0.76 e 3.42 ef 169.80 abcd 27.13 efg 16.86 abcd 19.10 cde 1.15 cde P143 106.67 ab 153.67 ab 32.31 bcdefg 41.26 abcd 512.90 b 0.44 j 226.18 def 0.15 gh 3.00 f 77.21 cd 12.97 hi 7.10d 16.19 def 0.52e P202 83.33 abc 161.33 ab 38.66 abcd 33.88 cdef 45.66 d 17.33 a 778.41 bc 2.46 ab 7.10 a 113.55 abcd 64.23 a 25.62 a 22.21 bc 3.31 a P258 90.00 abc 160.00 ab 30.93 cdefg 34.33 bcdef 152.20 cd 2.46 fg 358.26 cdef 0.63 efg 3.95 ef 98.24 bcd 22.59 fg 15.93 abcd 22.92 bc 1.14 cde P259 83.33 abc 156.67 ab 37.63 abcde 45.82 abc 161.57 cd 4.75 e 771.65 bc 1.47 d 3.41 ef 251.06 a 48.21 c 17.50 abc 30.07 a 1.63 bcd P266 73.33 c 138.33 b 46.63 a 48.33 ab 141.50 cd 9.45 d 1344.15 a 1.65 cd 5.68 abcd 235.31 ab 70.13 a 22.21 ab 23.31 bc 2.56 ab P302 91.67 abc 151.33 ab 22.53 gh 24.73 ef 219.19 bcd 0.56 j 123.31 f 0.13 h 4.84 bcde 27.21 d 19.93 gh 6.95 d 18.98 cde 0.89 de
Tabela 2 – Médias obtidas para 14 descritores quantitativos em acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima
Temperado. Pelotas, RS
Médias seguidas pela mesma letra, em cada coluna, não diferiram significativamente entre si pelo teste de Tukey com 5% de probabilidade. DF: Dias para o florescimento; DFM: Dias do primeiro fruto maduro; ETP: Estatura da planta; DM: Diâmetro médio de dossel; NF: Número de frutos por planta; MFF: Matéria fresca dos frutos; MFFP: Matéria fresca dos frutos por planta; MSF: Matéria seca por fruto; MF/MS: Relação entre matéria fresca e matéria seca dos frutos; PEMSP: Produção estimada da matéria seca por planta; CF: Comprimento do fruto; LF: Largura do fruto; CP: Comprimento do pedúnculo; EP: Espessura da parede do fruto.
A estatura de planta variou de 18,57 cm (P22) até 46,63 cm (P266), já o diâmetro de dossel variou de 23,12 cm (P122) até 48,72 cm (P119), como pode ser visto na Figura 1. O porte da planta influencia diretamente no planejamento da estrutura da lavoura (espaçamento, número de plantas por área cultivada). Encontrar o equilíbrio em relação ao número de plantas por área é essencial para definir um ponto ótimo em que tenham melhor capacidade de aproveitar o solo, não ocorra competição e produzam frutos de forma eficaz. Henz e Moretti (2008) comentam que é mais difícil realizar a colheita de pimentas quando as plantas apresentam porte muito baixo, ou seja, abaixo de 50 cm de estatura uma vez que para isso há a necessidade de agachar ao lado da planta ou utilizar pequenos bancos.
O diâmetro do dossel está diretamente relacionado com a capacidade de receber radiação solar, pois quanto maior a área fotossintética, consequentemente, maior a produção de massa verde, porém não necessariamente há maior produção de frutos. Houve grande variação entre os diâmetros de dossel dos acessos avaliados, assim como observado em outros trabalhos realizados com outras espécies do gênero Capsicum (SUDRÉ et al., 2005; VASCONCELOS, 2012). Além disso, Neitzke (2012) também utilizou o diâmetro de dossel como atributo para selecionar plantas para fins ornamentais.
Figura 1 – Gráfico A: Diâmetro do dossel dos acessos de Capsicum annuum avaliados. No eixo Y, estão representados os diâmetros em cm; no eixo X estão representados os acessos avaliados. Gráfico B: Estatura de planta dos acessos de Capsicum annuum avaliados. No eixo Y, estão representadas as estaturas de plantas em cm; no eixo X estão os acessos avaliados.
O acesso P138 foi destaque ao produzir o maior número de frutos por planta (produção média de 890 frutos), seguido do acesso P143 que produziu em média 510 frutos por planta (Tabela 2). Ao trabalhar com acessos de
Capsicum baccatum do mesmo Banco Ativo de Germoplasma, Vasconcelos
(2012) também encontrou acessos com alta produção de frutos por planta, onde o acesso P8 produziu uma média de 1734. Cabe destacar, porém, que esses três acessos (P8, P138, P143) apresentaram frutos pequenos e com baixo teor de matéria fresca, resultando em grande demanda de mão-de-obra na colheita. 0 10 20 30 40 50 60 Diâmetro de dossel 0 10 20 30 40 50 Estatura de planta A B
O acesso que apresentou maior valor para matéria fresca de fruto foi o P202, com média de 17,33 g cada fruto, em contraste aos acessos P138, P143 e P302 que apresentaram os menores valores médios para matéria fresca de fruto de 0,42 g, 0,44 g e 0,56 g, respectivamente. Esta variável é importante devido a sua contribuição para a produtividade da planta. Porém, para estimar a produtividade da planta, deve-se levar também em consideração o número de frutos produzido. Foi verificado que o acesso P202 apresentou, além de maiores valores de matéria fresca de fruto entre todos os acessos avaliados, também o menor número de frutos por planta (Figura 2). Em contraste, o acesso P138 apresentou os menores valores de matéria fresca de fruto e o maior número de frutos por planta.
Figura 2 – Variabilidade genética para o número de frutos por planta em acessos da espécie
Capsicum annuum Fotos: Henrique K. M. Padilha
Para a variável matéria fresca de frutos por planta, o acesso P266 foi o que mais se destacou (grupo a), com produção média de 1350 g por planta. Como este acesso apresentou elevada produção, a relação número de frutos por planta e matéria fresca de fruto resultou em um elevado valor de matéria fresca de frutos por planta. O acesso P111 também se destacou, com produção média de 845 g por planta, pertencendo ao grupo b. Esses resultados são superiores aos relatados por Domenico et al. (2012) com Capsicum
chinense, onde o acesso mais produtivo (IAC 1646) evidenciou produção
média de 566,7 g por planta; e por Moreira et al. (2010) em Capsicum annuum, que obteve a produtividade de 486,04 g por planta.
O comprimento de fruto variou de 11,61 cm (P39) até 70,13 cm (P266), característica que reuniu os acessos em nove grupos distintos (Tabela 2). Para
largura de fruto houve a variação de 6,95 mm (P302) até 25,62 mm (P202). O acesso P259 apresentou maior comprimento de pedúnculo (30,07 mm), formando seis diferentes grupos. Para a espessura de parede dos frutos houve a variação de 0,52 cm (P143) até 3,31 cm (P202), formando-se cinco grupos distintos. Ribeiro e Reifshneider (2008) comentam que a espessura de parede deve ser levada em consideração no melhoramento de pimenta doce para produção de páprica, pois influencia diretamente o aproveitamento industrial e o consumo de energia no processamento. Essas características de fruto variam de acordo com cada genótipo.
Foi evidenciada ampla variabilidade genética para formato e tamanho de fruto nos acessos avaliados neste trabalho (Figura 3). Büttow et al. (2010) e Neitzke et al. (2010) também verificaram a existência de grande variabilidade genética em frutos dos acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado.
Figura 3: Variabilidade genética para formato, tamanho e largura de fruto em acessos de
O acesso P111 apresentou o maior valor para matéria seca de fruto, com média de 2,8 g. Em contrapartida o acesso P302 foi o que apresentou o menor valor para esse caráter, com média de 0,13 g (Figura 4). A matéria seca de fruto representa a massa do fruto totalmente desidratado. De acordo com Neitzke (2012), para a obtenção de 1 kg de pimenta desidratada, utilizando pimenta dedo-de-moça (Capsicum baccatum) são necessários aproximadamente 6 kg ou 7 kg de pimenta in natura. Encontrar acessos que tenham alto valor para matéria seca de frutos é primordial para obtenção de cultivares promissoras nesse aspecto. Ou seja, é uma alternativa importante para que produtores de pimentas desidratadas tenham maior rendimento em seus produtos.
Figura 4 – Matéria seca de fruto dos acessos de Capsicum annuum. No eixo Y, estão representadas as massas em g, no eixo X os acessos avaliados.
De acordo com a análise de componentes principais, os 20 acessos de
Capsicum annuum avaliados foram reunidos em cinco grupos (Figura 5). Os
acessos mais semelhantes foram reunidos em cada grupo (grupos I, II, III, IV e V). O primeiro componente principal e o segundo componente principal explicam cerca de 30% e 16% da variação total, respectivamente. Estes dois componentes principais somados explicam 46% da variação total.
A análise de componentes principais tem sido utilizada em Capsicum por outros autores. Leme (2012) verificou a formação de grupos distintos ao determinar o perfil volátil em variedades de pimentões (Capsicum annuum), submetidos a diferentes doses de composto orgânico. Monteiro et al. (2010), também obtiveram diferentes agrupamentos ao avaliar a diversidade genética
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Matéria seca
em acessos de pimentas cultivadas (Capsicum annuum, C. baccatum, C.
frutescens e C. chinense) utilizando caracteres quantitativos e qualitativos.
Os acessos P58 e P266 apresentaram elevada produtividade (Tabela 2), com frutos grandes e pungentes que podem ser usados para a produção de pimenta calabresa ou conservas. Além disso, esses acessos apresentaram elevada persistência entre fruto e pedúnculo, densidade de ramificação e densidade de folhas esparsa (Tabela 3). Entretanto, apresentaram elevada persistência entre pedúnculo e planta, o que ocasiona dificuldade no momento da colheita. Em geral, em programas de melhoramento genético de pimentas, as seleções são feitas para baixa persistência do pedúnculo na planta (para facilitar a colheita), além de outras características como produtividade, arquitetura da planta, precocidade e resistência a doenças (REIFSCHNEIDER, 2000; MARTINS, 2010).
Figura 5 - Agrupamento de 20 acessos de Capsicum annuum obtido pela análise de componentes principais.
acesso habcresc densram densfolha perpedplant pungência aroma supfruto corfruimat corfrumad formfruto numloc perpedfrut
P7 intermediário intermediária intermediária pouco persistente baixa baixo liso verde amarelado vermelho triangular dois persistente P22 prostrado intermediária densa intermediário média baixo liso verde amarelado vemelho triangular dois intermediário P39 prostrado intermediária intermediária intermediário média baixo liso verde vemelho arredondado dois persistente P58 intermediário esparsa esparsa persistente baixa médio semi-rugoso verde vemelho triangular três persistente P77 intermediário intermediária intermediária persistente média baixo liso violeta escuro vermelho escuro triangular três intermediário P111 intermediário esparsa esparsa pouco persistente alta médio liso com estrias verde vemelho triangular três persistente P119 intermediário intermediária intermediária intermediário baixa baixo liso amarelo
esverdeado vemelho alongado dois intermediário P122 intermediário esparsa intermediária intermediário baixa baixo liso verde amarelado vemelho triangular dois intermediário P136 intermediário intermediária intermediária intermediário média baixo semi-rugoso verde vemelho alongado dois intermediário P137 intermediário intermediária intermediária intermediário baixa baixo semi-rugoso verde vemelho alongado dois intermediário P138 intermediário densa densa intermediário média baixo liso verde vemelho triangular dois persistente P139 intermediário esparsa intermediária persistente média baixo semi-rugoso verde amarelado amarelo alongado dois intermediário P140 intermediário intermediária intermediária intermediário média baixo liso verde vemelho alongado dois intermediário P141 intermediário intermediária intermediária persistente média médio semi-rugoso violeta escuro laranja triangular dois intermediário P143 intermediário intermediária densa intermediário média baixo liso violeta escuro vemelho alongado dois intermediário P202 intermediário esparsa intermediária pouco persistente alta médio liso com estrias verde vemelho triangular dois persistente P258 intermediário esparsa intermediária pouco persistente média baixo liso verde amarelado vemelho triangular três persistente P259 intermediário intermediária densa persistente média médio liso verde amarelo triangular dois intermediário P266 intermediário esparsa esparsa persistente média baixo semi-rugoso verde vemelho triangular três persistente P302 intermediário intermediária intermediária intermediário média médio liso violeta escuro vermelho escuro alongado dois intermediário
habcresc: hábito de crescimento; densram: densidade de ramificação; densfolha: densidade de folhas; perpedplant: persistência entre pedúnculo e planta; pungencia: pungência; aroma: aroma; supfruto: superfície do fruto; corfruimat: cor do fruto imaturo; corfrumad: cor do fruto maduro; formfruto: formato do fruto; numloc: número de lóculos; perpedfrut: persistência entre fruto e pedúnculo
A direita do gráfico (Figura 5) foi formado o grupo II, no qual estão presentes acessos com algumas semelhanças entre si, como densidade de ramificação e densidade de folhas classificados como intermediários. Cabe destacar o acesso P302, que é uma planta de porte pequeno, que apresenta alta persistência entre pedúnculo e planta. Por apresentar frutos eretos, com coloração variando de violeta escuro a vermelho, conforme a maturação, e folhas verdes com antocianina, aliado ao fato de seus frutos permanecem firmemente aderidos na planta durante todo o seu ciclo, evidenciou potencial como planta ornamental, para cultivo em jardins e em vasos (Figura 6).
Figura 6 – Acesso P302 (Capsicum annuum): vista geral da planta e detalhes de folhas e frutos. Fotos: Henrique K. M. Padilha
Foi formado um grupo a esquerda do gráfico (grupo III), com os acessos P111 e P202, ambos do tipo jalapeño (Figura 5), com densidade de ramificação esparsa, superfície do fruto lisa com estrias, formato de fruto alongado, pungência alta e aroma médio, pouca persistência entre pedúnculo e planta e elevada persistência entre pedúnculo e fruto (Figura 7). Pimentas do tipo
aromático e com parede espessa, e são adequadas para a produção de molhos líquidos (RIBEIRO; REIFSHNEIDER, 2008). Além disso, Cervantes-Paz et al. (2014) sugerem que pimentas jalapeño frescas e processadas podem servir como fontes de antioxidantes com grande potencial para a conservação de alimentos e promoção da saúde.
Figura 7 – Frutos imaturos (verdes) e maduros (vermelhos) do acesso P111 (Capsicum
annuum) do tipo jalapeño. Foto: Henrique K. M. Padilha
O acesso P77 merece destaque, pois não se assemelha aos demais acessos avaliados para a maioria das características avaliadas. Este acesso apresentou número de dias para florescimento e número de dias para primeiro fruto maduro elevados, o que o tornou mais tardio em relação aos demais acessos (Tabela 2). Em trabalhos realizados por Neitzke et al. (2008) e Buttow et al. (2010), foi verificado que o acesso P77 possui características únicas que o diferencia dos demais acessos, por apresentar intensa coloração violeta nas folhas, nas hastes, nos frutos imaturos e nas flores devido a sua alta concentração de antocianina na planta, o que permite indicá-lo como planta ornamental (Figura 8).
Figura 8 – Acesso P77 (Capsicum annuum), evidenciando intensa coloração violeta nas hastes, nas folhas e nos frutos imaturos. Foto: Henrique K. M. Padilha
Os acessos P7 e P258 formaram o grupo IV na parte superior do gráfico (Figura 5). Estes dois acessos possuem muitas semelhanças, como hábito de crescimento intermediário, aroma pouco intenso e superfície do fruto liso, entre outras (Figura 9). Ambos produziram grande quantidade de frutos eretos, de formato triangular, passando por várias colorações ao longo dos estágios de maturação. Os dois acessos podem ser indicados para uso ornamental. Buttow et al. (2010) ao avaliarem o acesso P7, também destacaram suas características ornamentais. Esses dois acessos diferem apenas para pungência, densidade de ramificação e número de lóculos (Tabela 3).
Figura 9 – Acesso P7 e P258 (Capsicum annuum) com frutos em diferentes estágios de maturação. Fotos: Henrique K. M. Padilha
Os acessos P139 e P259 formaram o grupo V (Figura 5). Com frutos maduros de coloração amarela (Figura 10), esses acessos apresentaram o maior comprimento de pedúnculo e a maior persistência entre pedúnculo e planta. Evidenciaram o mesmo número de lóculos e persistência entre pedúnculo e fruto do tipo intermediário (Tabela 3). No desenvolvimento de cultivares para o processamento industrial na forma desidratada é muito importante selecionar frutos que se destaquem facilmente do cálice, como é o caso destes acessos. O sabor do produto pode apresentar alterações quando o cálice é incluído na moagem (RIBEIRO; REIFSHNEIDER, 2008).
Figura 10 – Acessos P139 e P259 (Capsicum annuum) com frutos maduros de coloração amarela. Fotos: Henrique K. M. Padilha
Existe uma variação fenotípica muito grande para arquitetura de planta, além de formato, tamanho, cor, sabor e pungência de fruto no gênero
Capsicum (BOSLAND; VOTAVA, 2000; BUTCHER et al., 2013; KEYHANINEJAD et al. 2014). Foi observada uma grande variabilidade para tais aspectos nos acessos de Capsicum annuum avaliados no presente trabalho (Figura 11), cuja estatura variou desde 18 cm (P22) até 46 cm (P266), com plantas de hábito ereto, intermediário e prostrado.
A inexistência de correlação entre pungência e caracteres de planta e de fruto, observada no presente trabalho, também foi relatada por Neitzke et al., 2008; Büttow et al., 2010; Neitzke, 2012, os quais verificaram que muitos tipos de pimentas similares morfologicamente apresentaram diferentes níveis de pungência.
Figura 11 – Acessos de Capsicum annuum cultivados no campo experimental evidenciando variabilidade genética para características de plantas. Foto: Henrique K. M Padilha
2.4 Conclusões
Existe grande variabilidade genética para caracteres quantitativos e qualitativos nos acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado.
Os acessos caracterizados podem ser utilizados como fonte de genes de interesse em programas de melhoramento genético de Capsicum annuum.
3. CAPÍTULO II
Variabilidade genética para produção de compostos bioativos em frutos de Capsicum annuum.
3.1 Introdução
As pimentas Capsicum (Solanaceae) são amplamente valorizadas na culinária mundial como condimento (LINGUANOTTO NETO, 2007). Na indústria, são largamente utilizados seus pigmentos, aromas e substâncias pungentes (LUTZ; FREITAS, 2008). Podem ser consumidas frescas, em forma de molhos, em conservas secas e moídas, em pó ou em flocos. Também participam como ingredientes da composição de biscoitos, doces, licores e chocolates (BARBIERI et al., 2011).
Dentre as espécies do gênero, Capsicum annuum é a mais cultivada em todo o mundo (HWANG et al., 2013) e inclui pimentões, pimentas doces para páprica, pimentas picantes tipo jalapeño, cayenne, serrano, cereja e outros (CARVALHO; BIANCHETTI 2008; BUTTOW, 2010; ALVAREZ-PARRILA et al., 2012).
As pimentas são uma importante fonte de nutrientes na dieta humana (SHETTY et al., 2013). Os componentes químicos das pimentas podem ser divididos em dois grupos. O primeiro determina o seu uso como condimento, por conferir sabor especifico, cor e aroma (LUTZ; FREITAS, 2008). Este grupo compreende a capsaicina e seus análogos estruturais (capsaicinoides), os carotenoides, os polifenois e vários componentes voláteis (especialmente as pirazinas) e ácidos orgânicos. O segundo grupo engloba componentes de valor nutricional, como carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas, água, fibras e sais minerais (MORAES et al., 2013).
Capsicum annuum é caracterizada por seus altos níveis de vitamina C (ácido ascórbico), pró-vitamina A (caroteno) e cálcio. A ingestão de 50-100 g frutos frescos de pimenta podem fornecer 100% e cerca de 60% das quantidades diárias recomendadas de vitamina C e A, respectivamente. Frutos
maduros de pimenta também são ricos em compostos com capacidade antioxidante e anticancerígenos (MATEOS et al., 2013).
Além de fornecerem nutrientes essenciais para a vida, os alimentos também tem a capacidade de fornecer compostos bioativos que auxiliam a promoção da saúde e prevenção de doenças (VIZZOTTO, 2005). Este interesse em alimentos funcionais tem estimulado os melhoristas de plantas a selecionar genótipos com maior teor de compostos fenólicos e atividade antioxidante (MORESCO, 2013).
Os radicais livres são prejudiciais aos seres humanos, conduzindo a inflamações, danos em tecidos e desenvolvimento de doenças (LEME, 2012). Além disso, estão envolvidos na patogênese de pelo menos uma centena de doenças diferentes, incluindo câncer, esclerose, artrite, reumatoide e catarata. O corpo humano utiliza várias estratégias de defesa contra os radicais livres, incluindo enzimas e proteínas endógenas, bem como os antioxidantes presentes na alimentação. Os antioxidantes são comumente encontrados em frutas e hortaliças e, portanto, seu consumo tem sido associado à proteção contra várias doenças não transmissíveis (ALVAREZ-PARRILLA et al., 2012). As pimentas são ricas em antioxidantes, incluindo clorofilas, carotenoides, capsaicinoides e tocoferóis (ORNELAS-PAZ et al., 2010). Além disso, produzem antioxidantes fenólicos neutros e ácidos, os quais são importantes nas respostas de defesa da planta (SHETTY et al., 2013).
Compostos fenólicos são metabólitos secundários sintetizados pelas plantas, tanto durante o seu desenvolvimento normal, ou em resposta a condições de estresse (MORALES-SOTO et al., 2013). Os polifenóis atuam na defesa contra estresses bióticos (fungos, bactérias e insetos) e abióticos (seca, metais no solo, radiação ultravioleta) e sua composição é alterada em resposta aos níveis de estresse (PARK et al., 2012).
De modo geral, tem aumentado a preocupação da população em relação à qualidade da alimentação, assim como a questão das propriedades funcionais dos alimentos. Além do interesse de agricultores na obtenção de cultivares mais produtivas e resistentes a estresses ambientais, o melhoramento genético também deve ter como finalidade a obtenção de cultivares que apresentem elevado teor de compostos funcionais com importância para a saúde dos consumidores (NEITZKE, 2012).
Nos acessos dos bancos de germoplasma podem ser encontradas novas fontes de variabilidade genética para a obtenção de genótipos de interesse. Porém, para que estes possam ser mais facilmente utilizados, é necessário que os mesmos sejam bem caracterizados.
Este trabalho teve por objetivo avaliar a variabilidade genética para produção de compostos bioativos (compostos fenólicos totais, antocianinas totais, carotenoides totais e atividade antioxidante total) em frutos de acessos de Capsicum annuum que fazem parte do Banco Ativo de Germoplasma de
3.2 Material e Métodos
Este trabalho foi realizado no campo experimental e no Laboratório de Ciência e Tecnologia de Alimentos da Embrapa Clima Temperado. Foram cultivados 14 acessos de Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado (Tabela 4).
Tabela 4 – Acessos de pimentas Capsicum annuum do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum da Embrapa Clima Temperado caracterizados quanto aos compostos bioativos.
Acessos Tipo Procedência Cor do fruto
maduro
Formato do fruto
Pungência
P7 pimenta Renascença – PR vermelho triangular baixa P22 pimenta Renascença – PR vermelho triangular média P39 pimenta Farroupilha – RS vermelho arredondado média P58 pimenta ornamental São Lourenço
do Sul – RS
vermelho triangular baixa P77 pimenta negra Canoinhas, SC vermelho
escuro
triangular média P111 jalapeño Turuçu – RS vermelho triangular alta P119 pimenta ornamental Rio Grande – RS vermelho alongado baixa P122 pimenta ornamental Pelotas – RS vermelho triangular baixa P143 pimenta Vassouras – RJ vermelho alongado média P202 jalapeño Pelotas – RS vermelho triangular alta P258 pimenta ornamental Pelotas – RS vermelho triangular média P259 pimenta Pelotas – RS amarelo triangular média P266 pimenta Palhoça – SC vermelho triangular média P302 pimenta ornamental Pelotas – RS vermelho
escuro
alongado média
Obs.: Informações provenientes dos dados de passaporte e de caracterização
morfológicas dos acessos.
A semeadura foi realizada em agosto de 2012 em bandejas de poliestireno para mudas, contendo 72 células preenchidas com substrato comercial. Após 15 dias da data de semeadura todos os acessos haviam germinado. Em outubro do mesmo ano, quando as mudas apresentaram de cinco a sete folhas verdadeiras, foram transplantadas para o campo experimental da Embrapa Clima Temperado, no espaçamento de 0,5 m entre
plantas e 1,3 m entre fileiras. Os canteiros foram cobertos com plástico tipo
mulching preto, com o objetivo de realizar o controle de plantas invasoras e
contribuir com a manutenção da umidade do solo. As plantas foram irrigadas, sempre que necessário, por sistema de irrigação localizado por gotejamento. A água utilizada foi captada, através de um sistema de bombas, de um açude localizado próximo à área de cultivo das pimentas. O solo teve a correção do pH efetuada e foi adubado conforme a recomendação técnica para pimentão (C. annuum) (SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO, 2004).
No momento da escolha dos acessos que fariam parte da avaliação dos compostos bioativos, deu-se preferência por acessos que apresentassem uniformidade quanto à cor de fruto maduro. Os acessos que apresentavam segregação para esta característica não foram avaliados quanto aos compostos bioativos, pois as plantas dentro do mesmo acesso apresentavam características distintas.
O delineamento experimental empregado foi de blocos completos casualizados com 14 tratamentos (acessos) e três repetições. A unidade experimental foi composta por uma fileira com dez plantas, no espaçamento de 0,5 m entre plantas e 1,3 m entre fileiras. Em fevereiro de 2013, foram colhidos frutos maduros de cada planta, e em seguida foram congelados e armazenados em freezer a -18 °C até o momento das análises.
Para as análises, as sementes foram descartadas e porções longitudinais opostas dos frutos foram manualmente preparadas. Os acessos foram caracterizados quanto aos compostos fenólicos totais, antocianinas totais, carotenoides totais e atividade antioxidante. Todas as análises foram realizadas em duplicata.
3.2.1 Quantificação de compostos fenólicos totais
A quantificação de compostos fenólicos foi determinada pelo método adaptado de Swain e Hillis (1959). Foram homogeneizadas 5 g de amostra de pimenta com 20 mL de solvente (metanol). As amostras foram centrifugadas a 25000 rpm por 15 minutos. Foram coletados 250 µL de sobrenadante, sendo adicionado à amostra 4 mL de água destilada e 250 µL de Folin-Ciocalteau (0,25N). Os tubos foram agitados em vórtex e deixados em repouso por 3 minutos, para reagir. Posteriormente, foram adicionados 0,5 mL de 1N Na2CO3.
Os tubos foram agitados novamente e mantidos em repouso por 2 horas. Foram feitas leituras da absorbância em espectrofotômetro no comprimento de onda de 725 nm, após o mesmo ter sido zerado com o controle metanol, usando cubeta de quartzo.
3.2.2 Quantificação de antocianinas totais
A quantificação de antocianinas totais foi realizada com método adaptado de Fuleki & Francis (1968). Foram homogeneizadas 5 g de amostra com 15 g de solvente (95% etanol para 1,5N HCl) em ultra-turrax, na velocidade máxima, até atingir consistência uniforme. Após o período de maceração, as amostras foram centrifugadas por 15 minutos a 25000 rpm. Um grama do sobrenadante foi colocado em tubo falcon, onde foram adicionados 2 mL de solvente (95% etanol para 1,5N HCl). Os tubos contendo as amostras foram agitados em vórtex e permaneceram em repouso por 30 minutos, para reagir. As leituras foram realizadas em espectrofotômetro previamente zerado com solvente extrator. A absorbância foi lida em cubeta de quartzo a 535 nm.
3.2.3 Quantificação de carotenoides totais
A quantificação de carotenoides totais foi feita pelo método adaptado de Talcott & Howard (1999). Foram homogeneizados em ultra-turrax 2,5 g de amostra de pimenta com solução etanol/acetona/BHT. A amostra foi filtrada com auxílio de filtro de papel e o processo foi repetido até a completa descoloração da amostra. Após a filtragem, foram adicionados 50 mL de hexano à amostra. Após a separação das fases, as amostras permaneceram em repouso por 30 minutos, em seguida foram adicionados 25 mL de água destilada. Permaneceram em repouso por mais 30 minutos. Foram feitas leituras da absorbância em espectrofotômetro no comprimento de onda de 470 nm, após o mesmo ter sido zerado com o solvente hexano, utilizando cubeta de quartzo.
