Title: PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA TOLERÂNCIA AO ALUMÍNIO TÓXICO EM DIFERENTES GENÓTIPOS DE AVEIA (Avena sativa L
Author: Carlotto
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PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA TOLERÂNCIA AO ALUMÍNIO TÓXICO EM GENÓTIPOS DE AVEIA (Avena sativa L.) PELO EMPREGO DE CULTIVO HIDROPÔNICO

Ribeiro, F. C.^1*; Silva, G O. da^1; Carvalho, F. I. F. de^1; Oliveira, A. C.^1; Silva, J. A. G. da^1;  Benin, G.^1; Vieira, E. A.^1; Bertan, I.^1; Hartwig, I.^1; Finatto, T.^1

1 Centro de Genômica e Fitomelhoramento – DFt – FAEM/UFPEL
Campus Universitário – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900
* fribeiro.faem@ufpel.tche.br

1. INTRODUÇÃO

A cultura da aveia é uma importante alternativa na conservação de solos e rotação de culturas principalmente no sul do Brasil. Além disso, é uma planta de grande utilidade na alimentação humana e animal; entretanto, solos ácidos com altos teores de alumínio (Al^3+), representam uma grande dificuldade para o bom estabelecimento e desenvolvimento da espécie [7].
O Al^3+ é o metal de maior presença na maioria dos solos e tem sido extensivamente relatado como um dos principais agentes relacionados com a baixa produtividade em cereais [5]. A reação das plantas ao Al^3+ pode ser detectada e medida por meio de diferentes parâmetros em testes a campo, em casa de vegetação ou em laboratório. Avaliações em campo, apesar de terem a vantagem de representar com maior fidelidade às condições naturais, revelam o inconveniente de serem demoradas, devido à necessidade de condução do experimento de campo até o final do ciclo. Além disto, tais análises são extremamente onerosas, havendo a influência de vários fatores de ambiente de difícil controle e mensuração.
Vários trabalhos com cereais referenciam a viabilidade de separar os genótipos de acordo com a sensibilidade ao alumínio tóxico pela reação na morfologia da raiz (comprimento de raízes, comprimento relativo da raiz, peso seco das raízes e retomada do crescimento de raízes).
Métodos que consistem em utilizar solução nutritiva para verificar a retomada do crescimento raiz após o tratamento com Al^3+ na solução, permitem discriminar fenotípicamente os genótipos como tolerantes ou sensíveis de maneira rápida e eficiente [3]. Concentrações de 15 e 20 ppm de Al^3+ tem evidenciado a diferenciação de genótipos sensíveis e tolerantes, quando submetidos em cultivo hidropônico [8, 10].
O presente trabalho teve como objetivo identificar os caracteres medidos em plântula associados com o caráter retomada do crescimento de raiz, para seleção indireta de tolerância ao Al^3+ em genótipos de aveia branca (Avena sativa L.) conduzido em sistema hidropônico.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado utilizando cultivo hidropônico e delineamento experimental em blocos ao acaso com três repetições, considerando a técnica descrita por CAMARGO & OLIVEIRA [2] e adaptado por DORNELLES et al. [6]. Foram avaliados dez cultivares de aveia branca (Avena sativa L.), cinco consideradas tolerantes: UFRGS 14; UPF 19; UPF 15; URS 21 e UPF 16 e, cinco sensíveis: UFRGS 19; UPF 18; UFRGS 17; UFRGS 15 e ALBASUL, submetidas ao tratamento com Al^3+ na concentração de 15 ppm. 
Os genótipos escolhidos estão entre os recomendados para o cultivo em 2003 pela Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia (CBPA) e, foram selecionados de acordo com os resultados obtidos por SANCHÉZ-CHACON et al. [10], considerando as cultivares mais tolerantes e mais sensíveis ao alumínio tóxico na concentração de 15 ppm, pelo caráter retomada do crescimento de raiz.
As sementes foram descascadas, devido à dificuldade encontrada em obter plântulas de aveia com germinação uniforme, posteriormente desinfestadas em solução de hipoclorito de sódio com 0,4 % de cloro ativo, por vinte minutos; lavadas com água destilada, para retirar o excesso do produto desinfestante; colocadas em Gerbóx, sobre papel de germinação umedecido e, levadas à câmara BOD, com temperatura de 20ºC e iluminação permanente, onde permaneceram por três dias para iniciarem a germinação.
Foram colocadas trinta sementes germinadas de cada uma das cultivares em três repetições sobre telas plásticas adaptadas a recipientes com 5,5 litros de capacidade, de modo a ficarem em contato permanente com a solução. Posteriormente, estes recipientes foram colocados em tanque de hidropônia em banho-maria, a uma temperatura de 25ºC ± 1ºC, com iluminação artificial permanente e, ligados a um sistema de aeração, para dotação do oxigênio necessário ao desenvolvimento normal do sistema radicular. As telas com as sementes germinadas permaneceram sobre a solução nutritiva, sem Al^3+, por 48 horas, e após esse período, transferidas para recipientes com solução nutritiva tratamento (com Al^3+), permanecendo por mais 48 horas e, retorno à solução nutritiva (sem Al^3+) permanecendo por mais 72 horas, de modo a favorecer a retomada do crescimento de raiz nos genótipos testados.
Os caracteres avaliados e medidos em centímetros foram: comprimento de raiz (CR), medida do comprimento da raiz principal; número de raízes (NR); estatura de plântula (EPL), medido do ápice até a base; comprimento da lâmina da primeira folha (CPF), medido da inserção da primeira folha até sua extremidade; comprimento da lâmina da segunda folha (CSF), medido da inserção da segunda folha até sua extremidade; comprimento do coleóptilo (CC); altura de inserção da primeira folha (IPF), medida da base do caule até a inserção da primeira folha e ainda a retomada do crescimento de raiz (REC), medido na raiz principal, a partir do ponto de dano causado pela exposição ao Al^3+, em milímetros (mm).
Foi utilizado o programa computacional GENES [4] e realizado análise de variância, comparação de médias pelo teste de SCOTT & KNOTT [11] e ainda análise de correlações, buscando determinar o grau de associação entre caracteres indicativos de estatura de plântula e desenvolvimento radicular com a retomada de crescimento de raiz, submetidos em cultivo hidropônico.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os caracteres comprimento de raiz (CR), estatura de plântula (EPL), comprimento da lâmina da primeira folha (CPF), comprimento do coleóptilo (CC) e inserção de primeira folha (IPF), possíveis indicadores de tolerância ao alumínio tóxico (Al^3+) na concentração de 15 ppm, foram significativos a 5% de probabilidade de erro pelo teste F, permitindo prever as diferenças genéticas para os caracteres em estudo; entretanto os caracteres NR e CSF não diferiram, indicando inviabilidade de uso na seleção indireta.
O caráter REC que identifica de maneira eficiente o grau de tolerância e sensibilidade ao Al^3+ permitiu verificar que as cultivares UPF 19, UPF 16, UFRGS 14 e UPF 15, apresentaram bom desempenho, considerados portanto, os genótipos mais tolerantes, entretanto, os genótipos URS 21, UFRGS 19, UPF 18, UFGRS 17, UFRGS 15 e ALBASUL apresentaram elevada sensibilidade, confirmando os resultados obtidos por SANCHÉZ-CHACON et al. [10].
Foi verificada a existência de correlação significativa do CR com CPF (0,65) e EPL (0,62), NR com REC (0,72), EPL (0,73) e CPF (0,74) e ainda EPL x CPF (0,84) que apresentou maior correlação (Tabela 1). Apesar do NR evidenciar correlação com REC, este caráter não pode ser utilizado na seleção indireta por não descriminar genótipos sensíveis e tolerantes pelo número de raízes. Contudo, os demais caracteres avaliados não apresentam correlação significativa com REC, discordando de BENIN et al. [1] que encontrou boa associação entre REC x IPF e REC x EPL. e de SANCHÉZ-CHACON, et al. [9] que citam o comprimento de raízes como variável eficiente na diferenciação de genótipos sensíveis e tolerantes. Resultados similares, porém, foram obtidos em trigos di-haplóides, onde não foi encontrada associação do REC com EPL, IPF e CSF; demonstrando a dificuldade de associação entre retomada do crescimento de raízes e caracteres medidos em plântula para seleção indireta de tolerância ao alumínio [12].

TABELA 1 – Coeficientes de correlação fenotípica de Pearson entre os parâmetros indicativos de tolerância ao alumínio tóxico, na concentração de 15 ppm de Al^3+. (FAEM/UFPel, 2004).
| CR | NR | REC | EPL | CPF | CSF | CC | IPF
CR | 1 | | | | | | |
NR | 0,57 | 1 | | | | | |
REC | 0,43 | 0,72* | 1 | | | | |
EPL | 0,62* | 0,73* | 0,54 | 1 | | | |
CPF | 0,65* | 0,74* | 0,32 | 0,84* | 1 | | |
CSF | 0,30 | 0,12 | 0,28 | -0,08 | -0,17 | 1 | |
CC | -0,08 | 0,22 | -0,01 | 0,10 | 0,25 | 0,15 | 1 |
IPF | 0,17 | 0,37 | 0,33 | 0,51 | 0,41 | 0,41 | 0,08 | 1
* significativo a 5 % de probabilidade, pelo teste t, a n-2 G.L.

4. CONCLUSÕES

A utilização de cultivo hidropônico bem como a concentração de 15 ppm de Al^3+, são eficientes na identificação de genótipos sensíveis e tolerantes ao Al^3+. 
Os caracteres comprimento de raiz, número de raízes, estatura de plântula, comprimento de coleóptilo, comprimento da lâmina da primeira folha, comprimento da lâmina da segunda folha e inserção da primeira folha, não podem ser utilizados como critério de seleção indireta na discriminação de genótipos sensíveis e tolerantes ao Al^3+.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] BENIN, G.; CARVALHO, F.I.F. de; OLIVEIRA, A. C. et al. Uma proposta de seleção para caracteres quantitativos e qualitativos em aveia. Ciência Rural, Santa Maria, v.34, n.4, 2004 
[2] CAMARGO, C.E. de O.; OLIVEIRA, O.F. de. Tolerância de cultivares de trigo a diferentes níveis de alumínio em solução nutritiva e no solo. Bragantia, Campinas, v.40, p.21-31, 1981. 
[3] CANÇADO, G.M.A.; LOPES, M.A.; PAIVA, E. Inter-Relação Fertilidade, Biologia dos Solos e Nutrição de Plantas. 1º ed. UFLA Lavras: SBCS, 1999, 388p.
[4] CRUZ, C.D. Programa genes: aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: UFV, 2001. 648 p.
[5] DELHAIZE E., RYAN P.R., Aluminum Toxicity and Tolerance in Plants. Plant Physiol, 107: p. 315-321, 1995.
[6] DORNELLES, A.L.C.; CARVALHO, F.I.F.; FEDERIZZI, L.C.; TAVARES, M.J.C. DE, AMARAL, A.; LANGLOIS, P. O Uso de Acido Giberélico em Solução Nutritiva na Avaliação Precoce de Estatura de Genótipos de Trigo Hexaplóide. Ciência Rural, Santa Maria, v.25, n.3, p.363-366, 1995.
[7] FLOSS, E.L.; MOREIRA, J.C.; SOUZA, F.C.; CARVALHO, F.I.F.; BARRETO, I.I.; ZAMBRA, S.; GOELLNER, C.I. Ensaio Regional de Rendimento de Grãos de Aveia em 1979, XI RNPT, Porto Alegre, CNPT - EMBRAPA. p. 42-56, 1980.
[8] OLIVEIRA, P.H. de. Herança Genética e Mapeamento Molecular da Tolerância à Toxidade do Alumínio em Aveia (Avena sativa L.)., 2002. 102 f. Tese (Doutorado em Fitotecnia) – Setor de Fitotecnia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
[9] SÁNCHEZ-CHACÓN, C.D.; FEDERIZZI, C.L.; MILACH, S.C.K.; PACHECO, M.T. Variabilidade Genética e Herança da Tolerância à Toxicidade do Alumínio em Aveia. Brasília, Pesp. Agropec. Bras., 35: p. 1797-1808, 2000.
[10] SÁNCHEZ-CHACÓN, C.D.; CARVALHO, F.I.F.; OLIVEIRA, A.C.; SILVA, A.G.S.; MARCHIORO, V.S.; KUREK, A.; BARBIERI, R.L. Avaliação de Cultivares Elite de Aveia Hexaplóide Quanto à Toxidade do Alumínio em Cultivo Hidropônico. XXI Reunião da Comissão Brasileira de Pesquisa de Aveia. Lages, SC. Editora UDESC, 365p., 2001.
[11] SCOTT, A. J.; KNOTT, M.A. Cluster Analysis methods for grouping means in the analysis of variance. Biometrics, Washington, v.30 p.507-512, 1974.
[12] SILVA, José A. G. da. Produção de haplóides e obtenção de di-haplóides em trigo submetidos a cultura hidropônica para seleção de caracteres agronômicos. Pelotas: UFPEL, 2003. 88 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia – Fitomelhoramento - Programa de Pós-graduação em Agronomia, 2003).