RETOMADA DO CRESCIMENTO DE RAIZ COMO MEDIDA DA TOLERÂNCIA A TOXICIDADE AO ALUMÍNIO EM CULTIVARES DE AVEIA COM O EMPREGO DE CULTIVO HIDROPÔNICO

Finatto, T.; Carvalho, F.I.F.; Silva, J.A.G.;  Oliveira, A.C; Schmidt, D.A.M; Valério, I; Corrêa, M.R.; Ribeiro, F. C.; Busato, C.; Fonseca, D.A.R. 

1 Centro de Genômica e Fitomelhoramento – DFtc – FAEM/UFPEL
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1.	INTRODUÇÃO

Na maioria dos solos brasileiros, os teores de alumínio (Al3+) freqüentemente atingem níveis tóxicos para as plantas. Sua toxicidade é geralmente, o fator limitante no aumento da produtividade das culturas em solos ácidos, e seu efeito tóxico, manifesta-se pela limitação no desenvolvimento do sistema radicular, bem como por sua interferência na absorção, transporte e utilização de nutrientes [1]. 
A  avaliação a campo para reação ao alumínio tóxico é a mais utilizada pelos melhoristas, principalmente por possibilitar adaptação gradativa dos genótipos ao ambiente e permitir de maneira direta a seleção múltipla em vários caracteres de interesse agronômico. Entretanto, a seleção para tolerância ao alumínio é dificultada pela desuniformidade natural dos solos e pela dificuldade de avaliar danos na raiz, o que determina a erros consideráveis na identificação de constituições genéticas tolerantes em nível de campo. Uma técnica eficaz para avaliar a tolerância ao Al3+  tem sido o emprego do cultivo hidropônico utilizando soluções nutritivas em laboratório e identificação da sensibilidade do genótipo através da medida da retomada do crescimento de raiz [2]. Desse modo, medindo a retomada do crescimento de raiz após o tratamento com alumínio, é possível separar fenotipicamente os genótipos com tolerância ou sensibilidade [3]
O objetivo do trabalho foi quantificar a tolerância ao alumínio tóxico em diferentes cultivares de aveia branca recomendadas para o cultivo no Sul do Brasil, de modo que possam ser estrategicamente recomendadas e/ou indicadas como fonte de genes de tolerância ao Al3+ nos programas de melhoramento genético de aveia, utilizando como indicador a mensuração do caráter retomada do crescimento de raiz.

2. MATERIAL E MÉTODOS

No ano de 2003 doze cultivares de aveia branca recomendadas pela Comissão Sul Brasileira de Pesquisa de Aveia foram empregadas para avaliar os níveis de tolerância à toxicidade pelo Al3+. O experimento foi conduzido no Laboratório de Di-haplóides e Hidroponia pertencente ao Centro de Genômica e Fitomelhoramento da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel – Universidade Federal de Pelotas, utilizando a técnica descrita por [1] e adaptado por [4].
O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com três repetições e para a avaliação das doze cultivares foram empregadas três diferentes doses de Al3+ na concentração de 10, 15 e 20 ppm. As sementes foram desinfestadas com hipoclorito de sódio  (20% do produto comercial e 80% H2O) por cinco minutos e lavadas com água destilada para retirar o excesso do produto desinfestante. Após, foram colocadas em Gerbox e levadas a BOD, com temperatura de 20oC e com iluminação permanente, por 48 horas para reinício da germinação. 
As sementes germinadas com aproximadamente 5 mm de raiz foram transportadas para uma tela plástica adaptada à tampa de um recipiente (balde) de 5,5 litros contendo solução nutritiva. Os baldes foram levados a um tanque de metal para que ficassem em banho maria a temperatura de 25o C e iluminação permanente e ligados a um sistema de aeração para  fornecer oxigênio as raízes. Ao completar 48 horas em solução nutritiva as tampas com as plântulas foram transferidas para solução nutritiva com Al3+ nas concentrações de 10, 15 e 20 ppm, permanecendo por 48 horas e retornando as soluções nutritivas normal, ficando por mais 72 horas. 
A avaliação dos caráter tolerância ao Al3+ tóxico foi feita pela medição da retomada do crescimento da raiz (REC) com o auxílio de uma régua graduada, a partir do ponto de dano causado pela toxicidade do Al3+ na raiz principal. Os dados obtidos foram submetidos a análise de variância para verificar interação entre os fatores, comparação de médias pelo teste de Tukey para classificar os genótipos fixando o fator de interesse e estimado, e avaliado os modelos de regressão para ajuste e interpretação dos dados, conforme modelo proposto por [5].
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

	O desenvolvimento de um método eficiente para caracterizar genótipos com tolerância ao Al3+ é o primeiro passo para a realização de estudos de mecanismos genéticos envolvidos na herança do caráter. Desse modo, os primeiros resultados obtidos pelo resumo da análise de variância apresentada na Tabela 1, permitu verificar que os genótipos testados, as diferentes doses de alumínio, bem como a interação genótipo x dose, diferiram estatisticamente entre si pelo teste F, prevendo a variabilidade existente nos genótipos estudados. 
TABELA 1. Resumo da análise de variância conjunta para o caráter retomada do crescimento de raiz de doze cultivares de aveia em diferentes doses de alumínio na solução e de forma individual fixando o fator dose, FAEM/UFPel, 2004.
Fonte de Variaçao	GL	QMREC (mm)	Média Geral	CV(%	
Modelo	35	65,22	9,70	7,71	
Dose	2	514,85*	-	-	
Genótipo	11	95,553*	-	-	
Dose x Genótipo	22	9,182*	-	-	
Erro	72	0,560	-	-	
Total	107	-	-	-	
Fixando o Fator Dose 		QMREC 10ppm	QMREC 15ppm	QMREC 20ppM	
Genótipo/Dose	11	51,93*	37,92*	24,06*	
Erro	24	0,62	0,62	0,44	
Total	35	-	-	-	
Média	-	13,63	9,37	6,08	
Cv	-	5,77	8,38	10,90	
* Significativo a 5% de probabilidade de erro pelo teste F.
QMREC = Quadrado médio retomada do crescimento de raiz.

	Pode ser percebido na Tabela 1 que há diferenças entre os distintos genótipos estudados dentro de cada dose, permitindo aceitar a hipótese de que há diferenças genéticas existentes para o caráter retomada de crescimento de raiz para cada uma das concentrações de Al3+ adicionados na solução. A média dos genótipos inseridos na Tabela 2, permitiu inferir que a toxicidade do alumínio tende a provocar a redução do caráter retomada do crescimento a medida que foi intensificada sua concentração. Além disto, os resultados obtidos demonstraram que as doses de 15 e 20 ppm apresentaram o maior número de classes, discriminando de maneira efetiva a tolerância e sensibilidade das cultivares, concordando com [6] onde verificaram que a variabilidade fenotípica foi observada a partir de 10 ppm de Al3+ na solução e a dose de 20 ppm foi o nível que melhor discriminou os 21 genótipos de aveia do programa de melhoramento genético da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
TABELA 2. Análise de médias para o caráter retomada do crescimento de raiz em 12 cultivares de aveia submetidas a três concentrações de Al3+ em cultivo hidropônico, FAEM/UFPel, 2004.
N	Genótipo	1Médias REC
10 ppm (mm)	1Médias REC
15 ppm (mm)	1Médias REC
20 ppm (mm)	
1	UPF 16	17,16 a	12,16 b	6,86 bcd	
2	OR 2	17,23 a	11,66 b	7,83 bc	
3	UFRGS 14	16,00 a	10,16 bcd	8,30 b	
4	URS 21	16,50 a	11,50 b	6,00 cde	
5	UPF 19	16,33 a	16,00 a	12,33 a	
6	UFRGS 19	16,66 a	9,03 cd	4,50 ef	
7	UFRGS 17	16,03 a	8,00 d	8,26 b	
8	UFRGS 16	12,83 b	11,16 bc	5,43 ef	
9	UFRGS 15	13,16 b	8,03 d	4,36 ef	
10	UFRGS 7	 9,00 c	7,93 d	4,16 ef	
11	ALBASSUL	6,33 d	3,66 e	1,96 g	
12	UPF 14	6,33 d	3,43 e	3,03 g	
Dms	=	2,31	2,31	1,95	
1 Médias não abrangidas por uma mesma letra minúscula diferiram significativamente pelo teste de TuKey (α=0,05); Médias REC = Médias retomada do crescimento de raiz em mm; Dms = Diferença mínima significativa.
	
	Analisando as médias na dose de 10 ppm de Al3+, pode ser percebido a formação de quatro classes distintas, onde os genótipos UPF 16, OR2, UFRGS 14, URS 21, UPF 19, UFRGA 19 e UFRGA 17 apresentaram os melhores desempenhos, não diferindo entre si; porém, estatisticamente diferentes do grupo dos genótipos UFRGS 15 e UFRGS 16 de classe (b); UFRGS 7 (c); e, ALBASSUL e UPF 14 que revelaram maior sensibilidade ao alumínio na solução. Na dose de 15 ppm de Al3+, a cultivar UPF 19 revelou grande desempenho diferindo dos demais na formação de uma única classe (a). Também, os genótipos UPF 16, OR 2, UFRGS 14, URS 21 e UFRGS 16 apresentaram bons desempenhos, não diferindo entre si; entretanto, as cultivares ALBASSUL e UPF 14 evidenciaram elevada sensibilidade nesse nível de tratamento. Da mesma forma, na concentração de 20 ppm o genótipo UPF 19 que também apresentou o melhor desempenho em relação aos demais, representando a classe (a) e os genótipos UPF 16, OR 2, UFRGS 14 e UFRGS 17  formaram o grupo dois (b) de maior tolerância, seguido dos genótipos UPF 16, OR 2 e URS 21 na formação do terceiro grupo. Além disto, os genótipos URS 21, UFRGS 19, UFRGS 16, UFRGS 15 e UFRGS 7 representaram o segundo grupo de pior desempenho para o caráter em estudo. Os genótipos ALBASSUL e UPF 14 que apresentaram elevada sensibilidade a 10 e 15 ppm, também  evidenciaram o menor desempenho quando submetida a mais alta dose de Al3+.
	
4. CONCLUSÕES

	As doses de 15 e 20 ppm de alumínio em solução nutritiva bem como o caráter retomada do crescimento de raiz são altamente eficientes para identificar genótipos de aveia tolerantes e sensíveis ao alumínio tóxico.
	As cultivares UPF 16, OR2, URS 21, UFRGS 14, UPF 19 e UFRGS 17 expressam tolerância ao Al3+, podendo ser recomendadas em regiões com elevado nível desse elemento no solo, bem como indicadas em cruzamentos artificiais com genótipos de elevado potencial de rendimento de grãos e sensíveis ao Al3+.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] SILVA, J.B.C. da; NOVAIS, R.F. de; SEDIYAMA, C.S. Comportamento de genótipos de soja em solo com alta saturação de alumínio. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v.19, n.3, p.287-298, 1984.
 [2] CAMARGO, DE O. C. E.; OLIVEIRA, O. F. Tolerância de cultivares de trigo a diferentes níveis de alumínio em solução nutritiva e no solo. Bragantina, Campinas, v. 40, p.21 –23, 1981.
[3] DORNELLES, C.A.L. O uso da cultura de tecidos na geração  de variabilidade para tolerância à toxicidade do alumínio e sensibilidade ao ácido giberélico em trigo (Triticum aestivum L.). Porto Alegre, 1994, 102 f. Tese (Doutorado em Agronomia – Fitotecnia) Propgrama de Pós-Graduação em Agronomia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1994.

 [4] DORNELLES, A.L.C.; CARVALHO, F.I.F.; FEDERIZZI, L.C.; SERENO, M.J.C.; AMARAL, A.; MITTELMANN, A. Avaliação simultânea para tolerância ao alumínio e sensibilidade ao ácido giberélico em trigo hexaplóide. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.32, n.9, 1997.

[5] STEEL, R.G.D.; TORRIE, J.H. Principles and procedures of statistics: a biometrical approach. New York: MacGraw-Hill Book Company, 1980. 633 p.

[6] SÁNCHES-CHACÓN, C.D.; FEDERIZZI, L.C.; MILACH, S.C.K.; PACHECO, M.T. Variabilidade genética e herança da tolerância á toxicidade  do alumínio em aveia. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.35, n.9, p. 1798 – 1808, set., 2000.