RESUMO: Physalis peruviana L. (fisális) apresenta grande potencial econômico devido ao sabor diferenciado de seus frutos. A produtividade dos pomares brasileiros é baixa em função do número limitado de variedades ou cultivares disponíveis. O principal entrave na seleção de genótipos superiores é a falta de informação sobre a variabilidade genética dentro e entre as populações de fisális e, possivelmente, a base genética limitada das mesmas, que pode ser explicada pelos processos evolutivos, de domesticação e de seleção das populações naturais ou artificiais. A fisális cultivada atualmente no Brasil é tetraploide e tal poliploidia pode ter levado ao isolamento reprodutivo da espécie, o qual impede a ocorrência de hibridação intraespecífica. As populações cultivadas provêm de um pool genético comum e, além disso, sofreram um longo processo de domesticação e seleção realizadas empiricamente pelos agricultores. Porém, na Colômbia e em outros países andinos existem populações silvestres que exibem diversidade genética que, embora sejam fundamentais para a conservação da espécie, apresentam baixo potencial para o desenvolvimento de genótipos com características agronômicas superiores. A fim de criar e ampliar a variabilidade genética de fisális, os melhoristas tem empregado várias estratégias incluindo a indução de mutação, a duplicação cromossômica e a hibridação inter e intraespecífica. Além disso, a produção de linhagens duplo-haploides a partir da cultura de anterasin vitro vem demonstrando bons resultados para a seleção de híbridos. Os genótipos mutantes e/ou híbridos obtidos através dos métodos citados em associação com os de seleção genômica ampla podem gerar cultivares com características agronômicas superiores.

ABSTRACT: Physalisperuviana L. (physalis) has significant economic potential by virtue of the unique flavor of its fruit. However, the productivity of Brazilian plantations is low because of the limited number of varieties or cultivars available. The main obstacle in the selection of superior genotypes is the lack of information about genetic variability within- and between- populations and limited genetic basis that has likely resulted from evolutionary, domestication and selection processes of the natural or artificial populations. Physalis currently cultivated in Brazil is tetraploid, and such polyploidy may have led to the reproductive isolation of the species, preventing the occurrence of intraspecific hybridization. Moreover, cultivated populations derive from a common gene pool and have undergone a long process of domestication and selection carried out empirically by farmers. In Colombia and other Andean countries there are wild populations that exhibit genetic diversity which; although, fundamental for the conservation of the species, have low potential for the development of genotypes with superior agronomic traits. In order to create and expand the genetic variability of physalis, breeders have employed various strategies including induction of mutation, chromosome duplication, and interspecific and intraspecific hybridization. Furthermore, the production of double haploid lines from in vitro anther cultures has shown good results in the selection of hybrids. The mutant genotypes and/or hybrids obtained using these methods in association with those of wide genomic selection can generate cultivars with superior agronomic traits.

Resumo O gênero Schinus (Anacardiaceae) compreende aproximadamente 30 espécies sul americanas distribuídas no Peru, Bolívia, Chile, Paraguai, Brasil, Argentina e Uruguai. S. terebinthifolia (pimenta vermelha brasileira) é socioeconomicamente importante no estado do Espírito Santo, Brasil. Populações naturais vêm sendo exploradas devido à coleta não sustentável de frutos e sementes que são utilizados na indústria alimentícia. Estudos sobre o comportamento meiótico e a viabilidade polínica dessa espécie são essenciais sob o ponto de vista ecológico e evolutivo, pois estão relacionadas com o seu sucesso reprodutivo, promovendo estratégias de manejo sustentável. Objetivou-se avaliar o comportamento meiótico e as características polínicas de indivíduos de uma população natural de S. terebinthifolia localizada no município de Vitória-ES (Brasil). Anteras jovens foram esmagadas em carmim acético 1% para a obtenção das células-mãe dos grãos de pólen. A coloração com carmim acético 1%, solução de Lugol e Sudan IV e a forma dos grãos de pólen foram utilizadas para avaliar a viabilidade potencial, a citoquímica e a morfologia polínicas. Todos os indivíduos apresentam um número gamético de n=7 e um comportamento meiótico regular, sugerindo um número cromossômico somático de 2n=2x=14 cromossomos. Viabilidades polínicas de 94%, em média, foram observadas. Os grãos de pólen apresentaram-se dispersos como mônades, tricolporados e subesferoidais com ornamentação estriada-reticulada sendo amido positivos e lipídeo negativos. Esse é o primeiro relato da ocorrência de diploidia para a espécie. As elevadas viabilidades polínicas são resultantes da ocorrência de meiose regular. A presença de amido pode aumentar a resistência dos grãos-de-pólen dessa espécie a ambientes hostis.

Abstract The genus Schinus (Anacardiaceae) comprises 30 species found in Peru, Bolivia, Chile, Paraguay, Uruguay, Argentina and Brazil. Schinus terebinthifolia (Brazilian pepper tree) is socioeconomically important in the Brazilian state of Espírito Santo. Dried fruit is used as a pepper-like spice and natural populations are exploited. Studies on the meiotic behavior and pollen stainability from an ecological and evolutionary point of view are essential, since they can promote future sustainable management strategies for this species. The objective was to evaluate meiotic behavior and characteristics of pollen grains of individuals from a natural population of S. terebinthifolia localized in the municipality of Vitória, Espírito Santo state, Brazil. Young anthers were squashed in 1% acetocarmine dye to obtain the pollen mother cells. The pollen stainability with 1% acetocarmine, Lugol’s iodine solution and Sudan IV and pollen shape were used to assess the pollen potential viability, cytochemistry and morphology. All individuals had a gametic number of n = 7, a regular meiotic behavior and so the somatic number is 2n = 2x = 14 chromosomes. Median pollen stainability was 94%. Pollen grains are dispersed as monads, 3 - colporate and subspheroidal. The exine has striate-reticulate ornamentation. Pollen grains are starch positive and lipid negative. This is the first report of the occurrence of diploidy for the species. The high pollen stainability is the result of the occurrence of regular meiosis. The presence of starch as pollen reserve can increase the resistance of pollen grains to hostile environments in this species.

Resumo A restrita base genética em fisális é um desafio a ser superado pelo melhoramento da cultura, na região Sul do Brasil, de modo a obter frutos com qualidade agronômica superior. Diante disso, objetivou-se induzir alterações genéticas em fisális para a seleção de populações com qualidade de fruto superior. Para tanto, sete populações de fisális foram submetidas à irradiação gama (0; 100 e 200 Grays – Gy), resultando em 21 populações. Houve diferença significativa para população, revelando a existência de variabilidade entre, pelo menos, duas populações. Por meio dos contrastes detectou-se diferença para: Colômbia01, Colômbia02, Caçador e CAV. A indução mutação foi eficiente em causar variações genéticas nestas populações. Para Colômbia01 (100 Gy), observou-se redução de 3,97 mm e 2,56 mm (200 Gy) no diâmetro polar do fruto (DPF). Já na população Colômbia02 (200 Gy), acréscimo de 2,99 mm no diâmetro equatorial do fruto (DEF) e de 4,90 mm no DPF. Para CAV (200 Gy), o acréscimo foi de 1,81 ºBrix. A indução de mutação foi benéfica nestes casos, porém a qualidade de frutos ainda é aquém do potencial da cultura, quando comparada a frutos oriundos de importação de países Andinos. Pode-se considerar que caracteres quantitativos, dentre os quais massa do fruto (MF) e sólidos solúveis totais (SST), e o grau de ploidia em fisális (2n = 4x = 48) reduzem a eficiência do agente mutagênico em causar variações.

Abstract The restricted genetic base in physalis in Southern Brazil is a challenge that requires genetic breeding for the achievement of fruits with superior agronomic quality. Therefore, genetic changes were induced in physalis for the selection of populations with superior fruit quality. To that end, seven populations of physalis were submitted to gamma irradiation (0,100 and 200 Grays – Gy), which provided 21 populations. Significant population difference was observed, which indicates the existence of variability between at least two populations of physalis. The contrasts showed difference for Colômbia01, Colômbia02, Caçador and CAV. The mutation induction was effective at causing genetic variations in these populations. For Colombia01 (100 Gy), it was observed reduction of 3.97 mm and 2.56 mm (200 Gy) in the transverse fruit diameter (DTF). In the Colombia02 population (200 Gy), there was an increase of 2.99 mm in the longitudinal fruit diameter (DLT) and 4.90 mm in the DTF. For CAV (200 Gy), it was found the increase of 1.81 ºBrix. Mutation induction was beneficial in these cases, but fruit quality is still below the potential of the crop, when compared to fruits from Andean countries. It is possible to suggest that quantitative traits, such as fruit mass (MF) and total soluble solids (SST), and the degree of ploidy in physalis (2n = 4x = 48) reduce the mutagenic agent ability to cause variations.