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Potential for use of polyploidy in Eucalyptus breeding programs
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A indução de poliploidia é uma alternativa para impulsionar o melhoramento do eucalipto, uma
vez que a obtenção de ganhos adicionais por meio do melhoramento convencional pode não
fornecer o incremento na produtividade necessário para atender às novas demandas. Após a
poliploidização artificial, é fundamental a certificação da efetividade do processo por meio de
análises citogenéticas que incluam contagens cromossômicas e quantificação do DNA nuclear.
Outra alternativa é a avaliação indireta de características anatômicas e morfológicas, tais como
análises estomáticas e mensurações da área foliar, e estudos de anatomia da madeira. Além
disso, a confirmação do desempenho do clone em condições de cultivo é essencial para validar
a importância desta técnica. Este estudo teve por objetivo: i) certificar a duplicação
cromossômica de clones de eucalipto poliploidizados artificialmente empregando análises
citogenéticas, citometria de fluxo e anatomia foliar; ii) comparar o desempenho de clones
diploides e poliploides de eucalipto com mesma origem genética por meio de análises de
propriedades físicas e anatômicas da madeira com o intuito de obter informações da qualidade
da madeira para a produção de polpa e papel; e iii) avaliar o desempenho desses clones sob
condições de cultivo para verificar se eles são mais adaptados e estáveis para a exploração
florestal, e se o desempenho do poliploide depende do seu diploide de origem. Clones de
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla diploides e poliploides artificiais obtidos pela
Suzano SA foram avaliados. As contagens cromossômicas e a quantificação de DNA
permitiram identificar clones poliploidizados artificialmente e mixoploides. Os clones
poliploides apresentaram maior diâmetro estomático que os diploides e a área foliar aumentou
significativamente em função do nível de ploidia. Amostras de madeira desses híbridos foram
analisadas e os resultados sugeriram que clones poliploides apresentaram menor densidade
básica e maiores comprimento e espessura da parede das fibras quando comparados com os
diploides, o que melhora a acomodação das fibras na formação do papel e aumenta a sua
resistência, indicando o potencial do emprego de poliploides na produção de polpa e papel em
eucalipto. Mensurações de DAP (diâmetro a altura do peito) e IMA (incremento médio anual)
das árvores aos três anos foram avaliadas e as análises permitiram verificar que os poliploides
diferiram em adaptabilidade e estabilidade, na maioria dos casos, com desempenho inferior aos
diploides. O comportamento relativo dos clones poliploides independe do desempenho do
diploide que o originou, uma vez que os clones poliploides mais adaptados foram originados
do clone diploide de menor desempenho. Esses resultados indicam que o potencial para uso da
poliploidia no melhoramento de eucalipto é promissor, contudo, existe a necessidade de mais
estudos a respeito do tema para responder questionamentos que ainda permanecem.
Abstract
The induction of polyploidy in Eucalyptus can be one of the alternatives to boost eucalypt
breeding since additional gains through conventional plant breeding may not meet new
production demands. After artificial polyploidization, it is necessary to certify the effectiveness
of the duplication via cytogenetic analyses, including chromosomal counts and nuclear DNA
quantification. Another alternative is to indirectly evaluate the chromosome duplication by
detecting changes in anatomical and morphological traits, such as stomata and leaf area
measures, and wood anatomy studies. Besides, the confirmation of the clone performance in
field conditions is essential to validate the importance of this technique. This study aimed: i) to
certify the chromosome duplication in artificially polyploidized clones, using cytogenetic
analysis, flow cytometry, and leaf anatomy measurements; ii) to compare the performance of
Eucalyptus diploid and polyploid clones with the same genetic origin by analyzing the physical
and anatomical properties of the wood to provide more information on wood quality for pulp
and paper production; and iii) to evaluate the performance of these clones under field conditions
to verify if they are more adapted and stable for forest exploration, and if the performance of
polyploid depends on its diploid of origin. Clones of Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla diploids and artificial polyploids produced by Suzano SA were evaluated.
Chromosomal counts and DNA content estimation allowed the identification of artificially
polyploidized clones and mixoploids. Polyploid clones presented larger stomata diameter than
diploids and leaf area significantly increased as a function of the ploidy level. Wood samples
from these hybrids were analyzed and the results suggested that polyploid eucalypt clones
presented lower basic density and fibers with higher length and wall thickness than diploids,
which improves fiber accommodation in the paper formation and increases its strength,
indicating the potential use of polyploids in eucalypt pulp and paper production. Measurements
of DBH (diameter at breast height) and MAI (mean annual increment) of three-year-old trees
were evaluated and the analyzes allowed to verify that polyploids differed in adaptability and
stability, and in most cases, they exhibit lower performances than diploids. The relative
behavior of polyploid clones does not depend on the performance of the diploid that originated
it since the most adapted polyploid clones were originated from the diploid clone with the
lowest performance. These results indicate that the potential for use of polyploids in eucalypt
breeding is promising, although there is a need for more studies to answer the questions that
remain.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
SOUZA, T. da S. Potential for use of polyploidy in Eucalyptus breeding programs. 2021. 84 p. Tese (
Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
