Conservação, propagação in vitro e avaliação de marcadores moleculares para a caracterização genética de germoplasma de Cydonia oblonga Mill

Abstract

Com as alterações climáticas a agricultura ter-se-á que adaptar a uma série de estratégias que atenuem ao máximo o efeito desta ameaça. Uma delas passa pela implementação de culturas alternativas que utilizem espécies mais resilientes perante condições extremas (e.g., longos períodos de sequia). Cydonia oblonga Mill. constitui um candidato atrativo devido às suas múltiplas aplicações: produção de fruta, produção de porta-enxertos para a propagação de pereiras e para fins medicinais. Este trabalho realizou-se no âmbito do projeto Cultivar indo ao encontro de um dos seus objetivos que é o de conservação e valorização de variedades de valor económico endógenas da Região Centro. A produção de marmeleiro em Portugal Continental restringe-se aos pequenos produtores e, tendo como objetivo tornar esta espécie mais atrativa para produção, um dos problemas enfrentar é a falta de diversidade que os produtores têm ao seu dispor de variedades adaptadas ao clima da região.Para este efeito, nesta tese procurou-se desenvolver ferramentas que permitissem a criação de uma coleção de germoplasma das variedades atualmente utilizadas, que por sua vez, facilitará a concretização de programas de melhoramento. Mais especificamente avaliaram-se: (1) protocolos de germinação de sementes de marmeleiro, (2) protocolos de estabelecimento in vitro, e (3) um conjunto de marcadores moleculares, SSRs, capazes de identificar e caracterizar diferentes cultivares.Os ensaios de germinação de sementes não só confirmaram a necessidade de baixas temperaturas para quebrar a dormência como também mostraram que o substrato mais adequado para o efeito é o de areia humedecida. Adicionalmente, verificou-se que as sementes da variedade “Galega” atingiam uma taxa de germinação considerável (77%) mais rapidamente quando colocadas a germinar na primavera (1º ensaio) comparativamente aquelas que foram colocadas no inverno (2º ensaio) que só atingiram uma taxa similar (76%) após 3 meses em estratificação.Relativamente ao estabelecimento in vitro, dos protocolos de esterilização testados nenhum se adequou ao material proveniente de estacas devido a elevada taxa de contaminação obtida (>90%). Quanto às germinantes resultantes de sementes, o protocolo testado produziu uma taxa baixa de contaminação de 25%. No entanto, a amostra não foi grande o suficiente para a sua validação. Os primers SSR amplificara com sucesso DNA do germoplasma alvo de estudo, faltando apenas averiguar se permitem a distinção entre cultivares diferentes.

Climate change poses a threat to agricultural systems and thus creates a necessity for the adoption of strategies that may reduce its effects. One of these strategies consists in the transition to the production of species more resilient and therefore capable of handling extreme weather conditions (e.g., severe drought). Cydonia oblonga Mill. is an attractive option due to its many uses such as fruit production, rootstock for the production of pear and its pharmacological potential.This study was carried out under the framework of the project CULTIVAR by contributing to one of its main objectives, which is the conservation and valorization of endogenous genetic resources with economical value to the Center region of Portugal. In our country, quince production is undertaken almost solely by small producers and, since one of the final goals is to increase its value for production, one of the problems that needs to be tackled is the small diversity of varieties adapted to the region’s climate available to the producers.Accordingly, this study was focused on the development of a set of tools that facilitated the creation of a collection of germplasm, composed mainly by the varieties which are being used, which in turn would led to the implementation of breeding programs. More especially, the development of: (1) protocols for the germination of quince seeds, (2) protocols for micropropagation and a (3) the use of molecular markers, SSRs, that would allow the identification and characterization of different varietiesSeed germination experiments not only confirmed the chilling requirement for dormancy breaking in quince seeds but also showed that stratification on wet sand was the best option of those tested. Additionally, it was found that seeds from the “Galega” variety reached a high germination rate (77%) in just 1 month in the first study that occurred in the spring. In comparison, the second study that occurred in the winter reached similar rates (76%) only after 3 months of stratification.With respect to micropropagation, the sterilization protocols tested on shoot-tips obtained from young shoots proved to not be adequate for the materials tested, since the contamination rate was high (>90%). When shoot-tips from germinating seeds were tested for in vitro establishment, the levels of contamination was relatively low (25%). However, the number of explants tested was to small to obtain solid conclusions. The testing of the chosen multiplication medium was strongly hampered by the lack of success of the sterilization protocols and thus no conclusions could be made at the time.The primers used to find SSRs markers, were able to amplify the DNA. The next step would be ascertaining its capabilities in varieties identification.