Chave analítica para determinação de dez variedades de cana-de-açúcar (Saccharum spp. ) (página 2)

Uma demonstração deste postulado foi relatada por ALMGARD & LANDERGREN (1974), quando o Swedish Official Committes of Cultivares impediu a introdução de uma variedade agronomicamente melhorada, denominada 'Timo'. 'Timo' era o resultado do cruzamento de 'hero' x 'Parvus' e poderia ser diferenciado morfologicamente de 'Hero' mas não de 'Parvus'. No entanto, através de isoenzimas de esterase demonstrou-se que 'Hero' e 'Timo' apresentavam duas bandas delgadas, enquanto que 'Parvus' apresentava somente uma. Assim a variedade 'Timo' teve sua aprovação, pois confirmou-se pela técnica isoenzimática que de fato elas poderiam ser consideradas variedades diferentes.

THURMAN et al. (1967) estudando as mobilidades eletroforéticas das desidrogenases glutâmicas de sementes de diferentes espécies de Fabaceae, concluiram que o método apresentava possibilidades de sucesso quanto à classificação sistemática.

A técnica de isoenzima começa a ser aplicada extensivamente em variedades, mas espera-se que seja um importante método suplementar para a identificação dos mesmos. A identificação dos clones por zimogramas tem sido possível em batatas (DESBOROUGH & SHARON, 1968; DESBOROUGH, 1969); abacaxi (BREWBAKER, 1966). As cultivares são comumente identificadas isoenzimaticamente.

A aplicação de isoenzimas e outras técnicas químicas em taxonomia de plantas é de desenvolvimento relativamente recente. ALSTON & TURNER (1963) consideram a enzimologia comparada e possivelmente a química comparativa como sendo o ultimo nível de quimiotaxonomia.

O uso de múltiplas formas moleculares de enzimas, ou isoenzimas fornecem um possível caminho de se obter marcadores bioquímicos que facilitam a interpretação e o reconhecimento de híbridos intervarietais ou interespecíficos (LEWONTIN, 1974; LEWIS, 1980).

O presente trabalho é fundamentado em experimentos sobre organografia das folhas e colmos (ALMEIDA & CROCOMO, 1994a; 1994b), bem como da análise da atividade de isoenzimas de esterase e peroxidase, nível de proteína total solúvel e teor de sólidos solúveis (ALMEIDA & CROCOMO, 1994c), de dez variedades de cana-de-açúcar. Dos resultados obtidos foi possível a elaboração de uma chave analítica das dez variedades estudadas, com base nos dados obtidos anteriormente.

As dez variedades de cana-de-açúcar estudadas são: NA 56-79, IAC 52-150, IAC 64-257, SP 70-1143, SP 71-799, SP 71-1406, SP 71-3146, SP 71-3149, SP 71-6163 e SP 71-6180, que foram plantados em maio de 1982 em uma mesma área da Estação Experimental da Copersucarem Piracicaba (SP), sob condições as mais uniformes possíveis (climáticas, edáficas e culturais), afastando desta maneira, possíveis variações determinadas pelo meio. Para maior uniformização durante a coleta das amostras em maio de 1984, estipulou-se que as mesmas só seriam observadas quando afastadas um mínimo de três metros de bordadura, quando então a exposição à luz e ao vento tornam-se uniformes.

A descrição botânica das variedades de cana-de-açúcar poderia ser feita tomando-se plantas de várias regiões do Estado de São Paulo, onde elas são cultivadas. Entretanto, seriam condições idênticas de solo, clima e tratos culturais, fatores estes que poderiam influenciar, em parte, as características morfológicas e bioquímicas das plantas que foram observadas.

Análise organográfica: Os estudos organográficos do colmo e da folha das variedades de cana-de-açúcar estão apresentados em ALMEIDA & CROCOMO, 1994c; ALMEIDA & CROCOMO, 1994a).

Análises bioquímicas: A caracterização bioquímica foi feita através da detecção de isoenzimas das enzimas esterase e peroxidase, onde extratos das gemas correspondentes aos entre-nos de número 5 a 10, foram submetidos a separação eletroforética, seguindo o método de DAVIS (1964), bem como da determinação do nível de sólidos solúveis (sacarose) pelo processo refratométrico, expressos em °Brix, com um refratômero manual modelo AO T/C e do teor de proteína total solúvel. A metodologia está descrita em ALMEIDA & CROCOMO, 1994c.

Com base nos resultados obtidos nos estudos organográficos no colmo e folha (ALMEIDA & CROCOMO, 1994c e ALMEIDA & CROCOMO, 1994a) e na caracterização bioquímica (ALMEIDA & CROCOMO, 1994a) foi elaborada a chave analítica para a determinação de dez variedades de cana-de-açúcar apresentada a seguir:

Dos estudos feitos para a caracterização das 10 variedades de cana-de-açúcar analisados: NA 56-79, IAC 52-150, IAC 64-257, SP 70-1143, SP 71-3146, SP 71-3149, SP 71-1406, SP 71-6163, SP 71-6180 e SP 71-799 destacam-se as seguintes conclusões:

1. As características organográficas mais evidentes na caracterização das variedades são: largura da região mediana do limbo foliar; comprimento e presença de joçal na bainha; formato do "dewlap", lígula e aurícula; presença de pêlos na gema e formato de gema;

2. Apenas o comprimento do limbo foliar não é suficiente para identificá-los;

3. A região mediana do colmo é a mais recomendada para estudos de caracterização, tanto do ponto de vista morfológico, como bioquímico;

4. Os sólidos solúveis (sacarose) em graus Brix e a proteína total solúvel, mesmo sendo pouco viáveis, têm um valor satisfatório na determinação das variedades;

5. As isoenzimas de peroxidase permitem agrupar as variedades assim: 'IAC 52-150' com 'SP 71-799' e 'SP 71-3146' com 'SP 71-3149' e 'SP 71-6163';

6. O padrão eletroforético das isoenzimas de esterase é específico para cada uma das 10 variedades estudadas;

7. As isoenzimas de peroxidase e esterase apresentam-se constantes em uma mesma variedade;

8. Com os dados morfológicos e bioquímicos obtidos foi possível a elaboração de uma chave analítica para a determinação das variedades.

• ALMEIDA, M.; CROCOMO, O.J. Organografia de dez cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). I. Colmo. Revista de Agricultura, Piracicaba, v.69, n.1,p.41-65, 1994a.
• ALMEIDA, M.; CROCOMO, O.J. Organografia de dez cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp). II. Folha. Revista de Agricultura, Piracicaba, v.69, n.2, p.161-182, 1994b.
• ALMEIDA, M.; CROCOMO, O.J. Caracterização organoganográfica e bioquímica de dez cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.). Scientia Agricola, Piracicaba, v.51, n.3, p.422-429, 1994c.
• ALMGARD, G.; LANDEGREN, U. Isoenzimatic variation used for the identification of barley cultivars. Zeitschrift fuer Pflazenzuchtung, Berlin, v.72, n.1, p.63-73, 1974.
• ALSTON, R.E.; TURNER, B.L. Biochemical systematics. Englwood Cliffs: Prentice-Hall, 1963. 115p.
• ARTSCHWAGER, E.; BRANDES, E.W. Sugarcane (Saccharum officinarum L.). Washington: USDA, 1958. 307p. (Agriculture Handbook, 122).
• BACCHI, O.O.S. Botânica da cana-de-açúcar. In: ORLANDO FILHO J., Coord. Nutrição e adubação da cana-de-açúcar no Brasil. Piracicaba: IAA/ PLANALSUCAR, 1983. p.25-37. (Coleção PLANALSUCAR, 2).
• BREWBAKER, J.L. Enzyme fingerprints for the plant detective. Hawaiian Botanical Society Newsletter, v.5,n.1,p.1-3, 1966.
• DAVIS, BJ. Disc electrophoresis. II. Method and application to human serum proteins. Annual New York Academy Science, New York, n.121, p.407-427, 1964.
• DESBOROUGH, S.; SHARON, J.M. Potato variety identification by use eletroforetic patterns of tuber proteins and enzymes. Journal of Experimental Botany, Oxford, v.18, p.100-109, 1968.
• DESBOROUGH, S. Tuber proteins from haploide, self and cultivars of group tuberosum separated by acid gel disc eletroforesis. Theoretical & Applied Genetics, Berlin, v.39, p.43-47, 1969.
• JESWIET, J. Beschrijving der soorten van het swikerriet. Elf de bijdrage. Bijdrage tot de systematick van het geslacht Saccharum. Meded Proefst. Java - Suikerind: p.391-404, 1925.
• LARSEN, A.L. Isoenzymes and varietal identification. Seed World, Des Plainer, v.104, n.8 p.5-6, 1969.
• LEWIS, W.A. Polyploid: biological relevance. New York: Plenum Press, 1980. 583p.
• LEWONTIN, R.C. The genetic basis of evolutionary change, New York: Columbia University Press, 1974. 325p.
• STEVENSON, G.C. Genetics and breeding of sugar cane. London: Longmans, 1965. 284p.
• THURMAN, D.A.; BOULTER, D.; DERBYSHIRE, E.; TURNER, B.L. Eletrophoretic mobilities of formic and glutamic dehydrogenase in the Fabaceae: a systematic survey. New Phytologist, Cambridge, v.66, p.37-48, 1967.