0 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS DEPARTAMENTO DE RECURSOS NATURAIS CAMPUS DE BOTUCATU PROJETO DE PESQUISA EM INICIAÇÃO CIENTÍFICA “Micropropagação pela multiplicação de gemas axilares e apicais de pinhão manso (Jatropha curcas Linn.) a partir de germoplasma cultivado em condições ex vitro ” Bolsista: Henrique Curi Penna Orientador: Prof. Dr. Isaac Stringueta Machado BOTUCATU – SP Junho/ 2012
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
DEPARTAMENTO DE RECURSOS NATURAIS
CAMPUS DE BOTUCATU
PROJETO DE PESQUISA EM INICIAÇÃO CIENTÍFICA
“Micropropagação pela multiplicação de gemas axilares e apicais de pinhão manso
(Jatropha curcas Linn.) a partir de germoplasma cultivado em condições ex vitro”
Bolsista: Henrique Curi Penna
Orientador: Prof. Dr. Isaac Stringueta Machado
BOTUCATU – SP
Junho/ 2012
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1. Resumo
A utilização do pinhão-manso na produção de biodiesel é bastante promissora para
o setor do agronegócio; as potencialidades da espécie são diversas, tais como adaptação às
regiões marginais inaptas a outras culturas, além de seus princípios ativos medicinais de
comprovada eficácia. Além disso, contribui também para a conservação do meio ambiente
por ser biomassa renovável, sequestradora de CO2 da atmosfera, e tudo aliado à capacidade
de proteger os solos contra erosão e lixiviação de nutrientes. Contudo, estima-se que serão
necessários entre 2 a 5 anos para que se tenham as primeiras cultivares melhoradas; a
micropropagação pode acelerar os métodos convencionais de propagação vegetativa e
auxiliar no desenvolvimento e multiplicação dos genótipos elite selecionados nos
programas de melhoramento vegetal. Porém, a literatura científica pertinente é escassa e
faltam dados de pesquisa com mudas de pinhão-manso produzidas in vitro. Este trabalho
tem como objetivo, o desenvolvimento de protocolo laboratorial para a micropropagação de
pinhão manso (Jatropha curcas L.), através da multiplicação de brotações por meio da
proliferação de gemas axilares e apicais; coletadas de matrizes promissoras selecionadas
em banco de germoplasma ex vitro do DRN/FCA/Unesp-Botucatu/SP. Para avaliação da
indução da multiplicação de brotações, serão comparados os reguladores vegetais
Benzilaminopurina (BAP) e Cinetina (KIN), em diferentes concentrações e
balanceamentos, adicionados ao meio nutritivo basal de Murashige & Skoog: 0,50 mg.L-1
de BAP (T1), 1,00 mg.L-1
de BAP (T2), 2,00 mg.L-1
de BAP (T3), 3,00 mg.L-1 de BAP
(T4) e 0,5 mg.L-1
de KIN (T5); 1,00 mg.L-1
de KIN (T6), 2,00 mg.L-1
de KIN (T7), 3,00
mg.L-1
de KIN (T8); todos os tratamentos serão suplementados com a auxina Ácido Indolil-
butírico (AIB) na concentração de 0,25 mg.L-1
. Após tratamento de desinfestação e
proteção antioxidante, gemas axilares e apicais selecionadas serão inoculadas nos diferentes
tratamentos, em condições assépticas da câmara de fluxo laminar, e, em seguida, dispostas
em sala de crescimento sob condições ambientais controladas. Os resultados poderão
permitir elaboração de protocolo laboratorial e fluxograma da produção de mudas com
maior rapidez, uniformidade anatômica do estande, fidelidade genética às matrizes
selecionadas, e limpeza de possíveis fitopatógenos endógenos (limpeza clonal);
características desejáveis para o setor produtivo agroindustrial e possibilidade de inclusão
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de pequenos produtores rurais, pela maior acessibilidade gerada pela maior oferta de
mudas.
2. Introdução e justificativa – síntese da bibliografia fundamental
O Brasil, pela sua extensão territorial e excelentes condições edafoclimáticas, é
considerado um dos países mais propícios para a exploração de biomassa para fins
alimentícios, químicos e energéticos. Sendo assim, reúne condições ideais para se tornar
um grande produtor mundial de biodiesel, pois dispõe de extensas áreas agricultáveis, parte
delas não propícias ao cultivo de gêneros alimentícios, mas com solo e clima favoráveis ao
plantio de inúmeras espécies oleaginosas.
O uso do biodiesel traz uma série de benefícios associados à redução dos gases de
efeito estufa, e de outros poluentes atmosféricos, tais como o enxofre, além da redução do
consumo de combustíveis fósseis.
O Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), criado por Decreto
Lei em 23 de dezembro, e complementado pela Lei n° 11.097 de 13 de janeiro de 2005,
estabelece a obrigatoriedade da mistura de biodiesel ao diesel de petróleo. A antecipação da
obrigatoriedade da adição de 5% de biodiesel ao diesel (B-5) de 2013 para 2010 acarreta a
intensificação de pesquisas inerentes à cadeia produtiva; tendo em vista que nos próximos
quatro anos, o segmento de biodiesel terá investimentos de US$ 600 milhões pela Petrobras
(Rossetto, 2011).
Diante dessa importância e considerando que o percentual do biodiesel na mistura
com diesel poderá passar, em curto tempo, a 7% e posteriormente a 10%, novos processos
são frequentemente propostos para obtenção deste biocombustível e enfrentar o desafio da
obtenção de matéria-prima (Soares, 2011).
A utilização do pinhão-manso, como matéria-prima para a produção de biodiesel,
vem sendo amplamente discutida e avaliada, uma vez que representa promissora cultura a
ser implantada em áreas que não apresentem características edafoclimáticas favoráveis ao
cultivo agronômico, favorecendo a distribuição da cultura por todas as regiões brasileiras,
permitindo a melhor execução do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel –
PNPB (Heiffig & Câmara, 2006).
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A espécie possui, também, características compatíveis com o perfil da agricultura
familiar: é uma espécie perene, não necessita de renovação anual do cultivo, dependente de
mão-de-obra e os espaçamentos adotados permitem, nos primeiros anos de cultivo, o
consórcio com outras culturas, podendo ser produzidos em uma mesma área energia e
alimento.
Segundo Ungaro (2006), na escolha da oleaginosa para a produção do biodiesel
alguns fatores devem ser levados em conta, como: o preço da matéria-prima deve ser
compatível com a necessidade de fornecer biodiesel com preços equivalentes ao diesel
mineral; portanto, o custo de produção da biomassa energética deve ser o mais baixo
possível para tornar o produto final economicamente viável e a torta ou farelo, subproduto
da extração do óleo vegetal, deverá ser aproveitado, sempre que possível, na alimentação
humana ou animal.
No caso do pinhão-manso, a torta residuária da extração do óleo pode ser usada
como um rico fertilizante orgânico, substituto do fertilizante químico. Desintoxicada, a
torta pode também ser transformada em ração, como tem sido feito com a torta de mamona,
e a casca dos pinhões pode ser usada como carvão vegetal e matéria-prima na fabricação de
papel. A torta obtida a partir do albúmen contém em torno de 57% de proteína bruta,
acrescida de carboidratos, lipídeos, sais minerais e vitaminas. Ao lado do aspecto
puramente quantitativo e importante da qualidade da proteína, determinada por sua
composição em aminoácidos, tornando-se, de baixo teor de fibra, de emprego potencial na
ração de monogástricos, inclusive o homem (Silva; 2006).
A reprodução desta espécie pode ser por via sexuada ou vegetativa, em ambos os
casos, contudo, ocorre limitação do cultivo com relação ao longo tempo que a planta leva
para produzir frutos em número e teor de óleo significativo; este período pode chegar a 4
anos. Além disto, há a necessidade de se obter sincronização do amadurecimento dos frutos
dentro da mesma planta, favorecendo procedimentos de colheita, que onera o custo de
produção por ocorrer mais de 4 vezes ao ano. Na área de seleção de variantes genéticos e
melhoramento da espécie, tornam-se interessantes quaisquer esforços no sentido de
sincronizar e reduzir o período de amadurecimento dos frutos.
O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma das culturas em pauta nas reuniões da
Embrapa Agroenergia (Brasília/DF), que com pesquisadores e técnicos de outras unidades
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da Empresa e instituições parceiras, lançou o projeto BRJATROPHA, ("Pesquisa,
Desenvolvimento e Inovação de Pinhão-Manso para Produção de Biodiesel"). O projeto,
iniciado no ano passado, conta com financiamento parcial da Finep, tem término previsto
em 2013 e vem sendo estudado para que se firme com o objetivo de, a médio prazo,
abastecer com Pinhão Manso o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel –
PNPB (Collares, 2011).
Considerando que o pinhão manso é uma cultura perene, estima-se que serão
necessários entre 2 a 5 anos para que se tenham as primeiras cultivares melhoradas e
informações científicas embasadas sobre o sistema de produção nas diversas regiões do
Brasil (Laviola, 2009)
A micropropagação é uma das técnicas mais promissoras da cultura de tecidos de
plantas in vitro, onde pequenos fragmentos de tecido vegetal, explantes, são isolados,
desinfestados e cultivados assepticamente; com o objetivo de produzir plantas idênticas à
original ou regenerar plântulas saudáveis, vigorosas e puras (Andrade, 2002). Portanto, é
uma excelente ferramenta para clonar plantas em escala comercial, além de colaborar na
realização de estudos de transformação genética, conservação de espécies vegetais e
introdução de novas variedades.
Está clara a existência de grandes desafios para que o pinhão manso possa se tornar
viável para a produção de óleo combustível. Embora seja uma espécie de múltiplas
potencialidades, existem algumas limitações na propagação in vitro; é o grande conteúdo de
látex que a torna recalcitrante para a cultura de tecidos (Sardana et al., 1998, citado por
Rajore & Batra, 2005).
2.1. Jatropha curcas Linn. – pinhão manso
2.1.1. A planta e suas utilizações.
O pinhão manso (Jatropha curcas L.) pertencente à família Euphorbiaceae (Figura
1), a mesma da mamona e da mandioca, é nativo da América tropical e é conhecido
também pelos nomes populares: pinhão-paraguaio, pinhão-de-purga, pinhão-de-cerca,