Caracterização agronômica, morfológica e físicoquímica de progênies de quinoa com potencial de adaptação em ambientes tropicais

Abstract

Na atualidade as pesquisas realizadas de espécies alternativas, são necessárias, devido às mudanças climáticas, à necessidade de alimentação mais nutritiva e aumento da diversidade dos sistemas produtivos. Nesse sentido, a quinoa (Chenopodium quinoa) é uma alternativa nos países que sofrem de insegurança alimentar, sendo reconhecida não só por suas propriedades nutritivas e dietéticas, mas também por sua capacidade de adaptação a diferentes condições agroambientais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar as características morfológicas, agronômicas e físicoquímicas de genótipos e híbridos de quinoa, selecionados das cultivares BRS Syetetuba (Brasil), Aurora e Blanca Dulce (Colômbia), Piartal e Tunkahuan (Equador), para a identificação de materiais genéticos superiores com potencial de adaptação em regiões tropicais em condições do Brasil e da Colômbia. Os experimentos foram conduzidos desde 2018 até 2022 na Universidade de Brasília no Brasil e na Fazenda Experimental Prosperidade na Colômbia, com o apoio da Universidade Passo Fundo (UPF), a Universidade del Cauca e a Universidad de Santiago de Chile. Foram realizados diversos estudos no transcurso da experimentação entre os quais estão: a) Avaliação da qualidade fisiológica de sementes de quinoa, selecionadas a partir de genótipos procedentes do Brasil, Colômbia e Equador; b) Cálculo das unidades térmicas para 13 códigos da escala BBCH de 12 genótipos de quinoa em condições de cultivo da Savana Brasileira c) Caracterização da composição físico-química e capacidade antioxidante de genótipos de quinoa produzidos no Cerrado (Savana Brasileira) d) Caracterização morfo agronômica de oito progênies de quinoa semeadas no Cerrado Brasileiro e na Colômbia e) Hibridação entre progênies e caracterização agronômica da geração F2 em quinoa. No estudo da qualidade fisiológica da semente, foram efetuados testes de germinação, comprimento de hipocótilo, radícula e teste de envelhecimento acelerado. Os dados originais relativos ao desempenho da qualidade fisiológica de 18 genótipos selecionados de quinoa foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade. As médias foram agrupadas pelo teste de Scott-Knott. Além disso, a análise hierárquica de cluster foi realizada pelo método Ward e a análise de cluster por k-means. A média de germinação foi de 80,81%; as características de comprimento do hipocótilo e da radícula exibiram média de 9,11 e 11,27 mm, respectivamente. A média de germinação após o teste de envelhecimento acelerado foi de 75,52%, onde os genótipos Piartal e Aurora apresentaram os melhores resultados (80,75% e 85,25%) respetivamente. Os genótipos de quinoa exibiram variabilidade no vigor das sementes, permitindo determinar diferenças no potencial de germinação em condições de alto estresse de umidade e temperatura. No cálculo das unidades térmicas para 13 códigos da escala BBCH de 12 genótipos de quinoa, as diferenças estatísticas foram predominantes desde o início das fases reprodutivas BBCH-50, classificando os genótipos em precoces, intermédios e tardios. Os genótipos de maturidade precoce e seus respectivos ATU para BBCH-89 foram BRQ4 (1676,8), BRQ1 (1685) e AUR (1691), contrastando com BLA tardio (2239), BRQ3 (1929,1) e BRQ8 (1895 GDD). As unidades térmicas acumuladas de BBCH-89 variaram desde 1565,25 até 2381GDD, com diferença entre os genótipos mais tardios e mais precoces de 815,75 GDD. Genótipos selecionados de cultivares existentes são diferentes no acúmulo de unidades térmicas, resultando em eficiência na aquisição de cultivares para escalonar o cultivo de quinoa. As unidades térmicas acumuladas explicam, de certa forma, a variedade de ciclos de maturidade da planta na seleção. Além disso, o cálculo do ATU para os códigos da escala BBCH é uma ferramenta eficaz para prever o ciclo fenológico da quinoa. Para a avaliação da composição físico-química foram determinados o teor de umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, fibra bruta e lipídios. Os dados originais foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey. Foi realizada também análise de correlação linear de Pearson (p≤0,01) e (p≤0,05), e análise de agrupamento hierárquico pelo método de Ward. Verificou-se que os genótipos apresentaram variabilidade nas características físico-químicas. O carboidrato (CHO) foi o composto maioritário presente nas sementes, exibindo uma média de 50,16 %, a meia da proteína foi de 15,27%, com destaque do genótipo P88 com 16,28%. A média de lipídios, fibra e cinzas foi de (3,24%, 14,13%, 6,0%) respectivamente. O CHO, revelou uma correlação positiva com o parâmetro de lipídios (r = 0,858) e uma correlação negativa significativa com a proteína. Para o cálculo da capacidade antioxidante foram analisados quatro cultivares (Aurora, BRS Syetetuba, Tunkahuan e Piartal), usando o método ABTS, os resultados foram expressos em gramas de Trolox por grama de produto. Os dados originais obtidos foram submetidos a análise de variância, pelo teste de F, ao nível de 5% de probabilidade, e a comparação de medias pelo teste de Tukey. Todos os genótipos evidenciaram diferenças estatísticas, sendo que Aurora e BRS Sytetuba mostraram os maiores valores com 1,96 e 1,93 mg. Trolox/g quinoa respetivamente. A quinoa é uma opção altamente nutritiva com boas características físico-químicas e capacidade antioxidante. Na caracterização das variáveis agronômicas e morfológicas da quinoa as pesquisas foram desenvolvidas no Brasil e na Colômbia. Os tratamentos foram compostos por cinco genótipos selecionados procedentes do Brasil, um procedente da Colômbia e dois procedentes do Equador. Para as análises estatísticas foram realizadas análise de variância, pelo teste de F, e o agrupamento de medias pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade, correlações fenotípicas e genotípicas (p≤0,01) e (p≤0,05), aplicação do modelo AMMI e cálculo dos parâmetros genéticos. As análises de variância mostraram diferenças significativas segundo o teste F a 1 e 5% de probabilidade para os ambientes, genótipos e a interação de G x E em todas as características avaliadas. Os genótipos com maior potencial de adaptação a diferentes ambientes foram (BRX2, BRX5, BRX6 e PRIX) com medias de rendimento superiores a 3151,95 kg ha-1 . Foram encontrados valores baixos de herdabilidade no sentido amplo para o comprimento da panícula (31,626%) e o rendimento de grão (50,59%), devido à alta influência gerada pela interação com o ambiente. A análise AMMI auxiliou na identificação de genótipos que exibiram consistência nos rendimentos superiores de grão e massa seca em todos os ambientes. Para a hibridação entre progênies e caracterização agronômica da geração F2 em quinoa, foram usados quatro progenitores, dois selecionados da cultivar BRS Syetetuba (BX4 e BX8), um da cultivar Aurora (A88) e uma da cultivar Piartal (P88). Empelaram-se duas metodologias para a obtenção de híbridos oriundos de materiais genéticos de polinização aberta, a primeira foi realizada por meio de semeadura em vasos e a segunda por médio da semeadura em campo. Foram usados marcadores morfológicos para a identificação dos híbridos. Posteriormente, os híbridos autofecundaram-se para a obtenção da geração F2, a qual foi avaliada junto com os genitores sobre as características agronômicas, parâmetros genéticos e a correlação fenotípica e genotípica. Verificou-se que a quinoa alcançou porcentagem de polinização aberta entre 3,81% e 19,88%. O caráter presença de pigmentação foi dominante sobre a ausência de pigmentação e apresentou herança monogênica. Entre os cruzamentos o mais sobressaliente foi o obtido entre P88 x BX4, com valores de rendimento de grão superior aos 3000 kg ha-1 . Para todas as características foi identificada uma alta herdabilidade e altos coeficientes de variação genética.