SILVA, L. M. I.

Citrullus lanatus

Da Taxonomia à Ecofisiologia

SILVA, L. M. I.

Citrullus lanatus - Biogeografia• A melancia é originária das

regiões secas da África tropical, tendo um centro de diversificação secundário no Sul da Ásia.

• A melancia cultivada (C. lanatus var. lanatus) deriva provavelmente da variedade C. lanatus var. citroides existente na África Central.

• A cultura foi introduzida na América no séc XVI.

(Porto, 2003)

SILVA, L. M. I.

Citrullus lanatus – Classificação botânica

• Família: Cucurbitaceae• Sub-família:

Cucurbitoideae• Tribo: Benincaseae• Sub-tribo: Benincasinae• Gênero: Citrullus• Espécie: Citrullus lanatus• Variedade: C. lanatus

var. lanatus

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Citrullus lanatus – Morfologia

• A melancia é uma planta herbácea de ciclo vegetativo anual.

• O sistema radicular é extenso, mas superficial, com um predomínio de raízes nos primeiros 60 cm do solo.

• Os caules rastejantes são angulosos, estriados, pubescentes, com gavinhas ramificadas.

• As folhas da melancia são profundamente lobadas.

• A espécie é monóica. As flores são solitárias, pequenas, de corola amarela.

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Citrullus lanatus – Morfologia do fruto

• O fruto é um pepônio.• 15. 5. Formato do fruto• 1 globular• 2 achatado• 3 discóide• 4 cilíndrico• 5 oval• 6 cordiforme• 7 periforme• 8 halteres• 9 alongado• 10 superior turbinado• 11 coroado• 12 inferior turbinado• 13 curvado• 14 pescoço curvo• 15 outro

• 16. Gomos no fruto• 0 ausentes• 3 superficiais• 5 intermediários• 7 profundos

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Citrullus lanatus – Morfologia do fruto

• 17. Cor da casca predominante na maturidade (é a cor que

• cobre a maior área na superfície do fruto, no caso de duas

• cores terem a mesma área, a cor mais clara é considerada

• predominante)• 1 verde• 2 azul• 3 creme• 4 amarelo• 5 laranja• 6 vermelho• 7 rosa• 8 marrom• 9 cinza• 10 preto• 11 outra

• 18. Cor secundária da casca (é a cor que cobre a segunda

• maior área na superfície do fruto, no caso de duas cores terem

• a mesma área, a cor mais clara é considerada predominante)

• 0 sem cor secundária• 1 branco• 2 verde• 3 azul• 4 creme• 5 amarelo• 6 laranja• 7 vermelho• 8 rosa• 9 outra

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Citrullus lanatus – Morfologia do fruto

• 19. Desenho produzido pela cor secundária

• 0 sem cor secundária• 1 pontilhado (manchas com

menos de 0,5cm de• diâmetro)• 2 manchado (manchas com mais

de 0,5cm de diâmetro)• 3 listrado (com listras que vão

desde o pedúnculo até a• cicatriz do botão floral)• 4 estriado (com marcas alongadas

que não contínuas de• um lado a outro do fruto)• 5 bisseccional• 6 outro

• 20. Textura da casca• 1 lisa• 2 granulada• 3 levemente enrugada• 4 superficialmente ondulada• 5 em rede• 6 com verrugas• 7 com espinhos• 8 outra

Esquinas-Alcazar, J.T.; Gulick, P.J.Genetic resources of Cucurbitaceae. Roma: IBPGR, 1983. 101 p.

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Citrullus lanatus – Fisiologia

• Sob condições ótimas de temperatura (25 a 30 ºC) a germinação epígia ocorre em 3 dias. A 15-20 ºC são necessárias 2 semanas para que ocorra a emergência. A colheita manual inicia-se 75 a 110 dias após a sementeira. O pedúnculo é cortado com uma faca a cerca de 5 cm do fruto.

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Citrullus lanatus – Cultivar Crimson Sweet

• Progênie de autofecundação, frutos grandes ou pequenos, redondos, polpa vermelha intensa, alto teor de sólidos solúveis, casca com listras verdes largas sobre um fundo claro e uniforme (Ferreira et al. 2006);

• Vale salientar que o tipo ‘Crimson Sweet’ é a cor predominante comercialmente no país (Silva et al. 2006).

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Citrullus lanatus – Melhoramento Genético

• Devido ao sistema de cultivo praticado na região Nordeste, em condições de sequeiro e livre de insumos, que propicia uma interessante pressão de seleção para, por exemplo, genótipos tolerantes à seca, doenças e insetos-praga e mais adaptados à agricultura orgânica que preconiza um cultivo livre de adubos químicos (Ferreira et al. 2006), hipotetizou-se que as plantas de melancia mantidas por eles eram portadoras de genes úteis para o melhoramento de plantas, principalmente genes para resistência a doenças (Queiróz et al. 2002).

• Caracteres como resistênia ao oídio, bem como de prolificidade, podem ser transferido para as cultivares comerciais, como a Crimson Sweet que é deficiente nos mesmos(Queiroz et al. 2002).

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Citrullus lanatus – Melhoramento Genético

• A Embrapa Semi-Árido coordenou várias coletas de cucurbitáceas, obtendo, ao todo, 600 acessos de germoplasma de melancia em 53 municípios do Nordeste brasileiro (Queiróz 1993, Queiróz et al. 1999).

• Desta forma, percebeu-se que o uso do germoplasma local, como fonte de matéria prima para o melhoramento de melancia, surge como uma alternativa promissora na obtenção de cultivares que apresentem padrão de casca semelhante ao da cultivar Crimson Sweet (Ferreira et al. 2006) e sobretudo que apresentem genótipos adaptados e resistentes aos principais estresses bióticos da cultura nas condições brasileiras (Queiroz & Souza, 1998).

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Citrullus lanatus – Melhoramento Genético

• Quanto à cor externa, foram encontrados frutos verde-claros e verde-escuros, porém lisos. Também foram encontrados frutos listrados, com listras estreitas e largas, verde-claras e verde-escuras (Queiroz et al. 2002).

• Desde final de 1996, a Embrapa Semi-Árido vem estudando a obtenção de híbridos de melancia sem sementes, a partir do desenvolvimento de linhas tetraplóides e diploides de melancia.

• Segundo Matsum e Nakai, as plantas 3n e as plantas 4n resultantes poderiam ser distinguidas no campo pelo uso de um marcador genético para a cor da fruta. Os pais diploide têm o verde escuro (D) a fruta, que é dominante ao verde claro (d) fruta dos pais tetraploide. As plantas de Triploide que resultam deste cruzamento terão listrado o verde (fruta de ds).

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Citrullus lanatus – Pigmentação das Flores

• As cores são as características mais fortes das flores nas angiospermas e estão associadas aos sistemas de polinização próprios.

• Existem em plantas vasculares, especialmente na corola de angiospermas.

• Todas as cores das flores são formadas por um número pequeno de pigmentos.

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Citrullus lanatus – Os Flavonóides são os pigmentos mais importantes

• Muitas flores vermelhas, alaranjadas ou amarelas devem suas cores à presença de pigmentos carotenóides, semelhantes àqueles que ocorrem nas folhas da planta (e também em todas as angiospermas, algas verdes e outros organismos).

• No entanto, os mais importantes são os FLAVONÓIDES, cuja composição é dada por 2 anéis de 6 carbonos, ligados por uma unidade de 3 carbonos.

• Nas folhas, os flavonóides bloqueiam a radiação ultravioleta externa, permitindo a entrada de comprimentos de onda verde-azulado e do vermelho, importantes para fotossíntese.

• Antocianinas são as principais determinantes da coloração das flores.

• São pigmentos vermelhos e azuis, solúveis em água e encontrados nos vacúolos, cuja acidez interfere na cor a ser apresentada.

• Os Carotenóides são solúveis em lipídeos e encontrados nos plastídeos.

• A Cianidina apresenta-se vermelha em soluções ácidas, violeta em soluções neutras e azul e soluções alcalinas.

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Citrullus lanatus – Pigmentação das flores

• FLAVONÓIS são comumente encontrados em folhas e flores. Alguns não têm coloração, mas podem contribuir para os tons de marfim e branco em certas flores.

• As diferentes misturas de flavonóides e carotenóides, além de pH e propriedades estruturais irão produzir as cores características.

• Chalcona amarela é um tipo de flavonóide que absorve ultravioleta e permite que somente polinizadores específicos visitem àquela flor, que na parte mais externa é também amarela, entretanto, reflete o ultravioleta, devido a presença de carotenóides.

• Os padrões de ultravioleta são mais comuns em flores amarelas do que em outras flores.

• Já na ordem Chenopodiales, os pigmentos avermelhados não são antocianinas nem mesmo flavonóides.

• São compostos aromáticos mais complexos betacianinas (betalaínas) são famílias muito aprentadas.

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Citrullus lanatus – Ecofisiologia

• Quando os frutos carnosos maturam,

sofrem uma série de mudanças

características, que são mediadas pelo hormônio

etileno, havendo o aumento do conteúdo de açúcares, amolecimento

do fruto causado pela quebra de substâncias pécticas e mudança de cor de verde-folha para

vermelho brilhante, amarelo, azul ou preto.

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Co-evolução bioquímica

• Evitam a predação e a herbivoria.

– A citar: alcalóides, quinonas, óleos voláteis (incluindo terpenóides), glicosídeos (incluindo cianogênicos e saponinos), flavonóides e até mesmo ráfides (cristais de oxalato de cálcio).

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Citrullus lanatus – 70-kDa heat shock protein

• The glyoxysomal and plastid molecular chaperones (70-kDa heat shock protein) of watermelon cotyledons are encoded by a single gene. Wimmer,B., Lottspeich,F., van der Klei,I., Veenhuis,M. and Gietl,C.

• "hsp70; long precursor produced by in vitro transcription and translation and was imported and proteolytically processed by isolated plastids; the short version of the presequence harbors a consensus PTS2 peroxisomal targeting signal, which is functional and able to direct a reporter protein to peroxisomes of the yeast Hansenula polymorpha in vivo; the PTS2 information is hidden in the context of the 67 aa presequence; localized to plastids and glyoxysomes"

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Citrullus lanatus – CDS tradução

CDS translation= "MASSTVQIHGLGAPSFAAASMRKSNHVSSRTVFFGQKLGNSSAFPTATFLKLRSNISRRNSSVRPLRIVNEKVVGIDLGTTNSAVAAMEGGKPTIVTNAEGKRTTPSVVAYTKIGDRLVGQIANRQAVVNPRDTFFSVKRFIGRKMSEVDEESKQVSYRVVRDENGNVKLECPAIGKQFAAEEISAQVLRKLVDDASKFLNDKVTKAVVTVPAYFNDSQRTATKDAGRIAGLEVLRIINEPTAASLAYGFEKKSNETILVFDLGGGTFDVSVLEVGDGVFEVLSTSGDTHLGGDDFDKRIVDWLAANFKRDEGIDLLKDKQALQRLTETAEKAKMELSSLTQANISLPFITATADGPKHIETTLTRAKFEELCSDLLYRLKTPVENSLRDAKLSFKDVHEVVLVGGSTRIPAVQELVKKMTGKEPNVTVNPDEVVALGAAVQAGVLAGDVSDIVLLDVSPLSLGLETLGGVMTKIIPRNTTLPTSKSEVFSTAADGQTSVEINVLQGEREFVRDNKSLGSFRLDGIPPAPRGVPQIEVKFDIDANGILSVTAIDKGTGKKQDITITGASTLPSDEVERMVSERRKFAKEDKEKRDAIDTKNQADSVVYQTEKQLKELGDKVPGPVKEKVESKLGELKEAISGGSTEAIKEAMAALNQEVMQLGQSLYNQPGAAPGAGAGSESGPSESTGKGPEGDVIDADFTDSK"

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Considerações Futuras• CÉLULAS E TECIDOS VEGETAIS

• Um grupo de genes está envolvido na determinação do padrão radial da diferenciação tissular!

• RELAÇÃO ENTRE CAULE E FOLHA

• DESENVOLVIMENTO DA FLOR

• OS HORMÔNIOS VEGETAIS• Etileno• GIberelinas

• FATORES EXTERNOS E CRESCIMENTO VEGETAL

• Fotoperiodismo

• MOVIMENTO DE ÁGUA E SOLUTO NAS PLANTAS