Rev Cub de Plant Med. 2017;22(1)

ARTÍCULO ORIGINAL

 

Caracterização e avaliação morfológica da parte aérea de acessos de Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (IPECA)

 

Caracterización y evaluación morfológica de partes aéreas de accesiones de Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (IPECA)

 

Characterization and morphological evaluation of aerial parts of accessions of Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (IPECA)

 

 

Raphael Lobato Prado Neves,^I Osmar Alves Lameira,^II Maria do Socorro Padilha de Oliveira,^II Fernanda Ilkiu Borges de Souza,^II Lucila Elizabeth Fragoso Monfort,^I Ruy Guilherme Correia^I

^IUniversidade Federal Rural da Amazônia-UFRA. Brasil.
^IIEmpresa brasileira de pesquisa agropecuária-EMBRAPA. Brasil.

 

 

---

RESUMO

Introdução: a espécie Psychotria ipecacuanha (Brotero) Stokes, Rubiaceae, conhecida popularmente como ipeca, ipecacuanha ou poaia, encontra-se ameaçada de erosão genética e em vias de extinção.
Objetivos: caracterizar e avaliar acessos do Banco Ativo de Germoplasma de Psychotria ipecacuanha por caracteres morfológicos, e identificar descritores.
Métodos: foram estudados 17 acessos de Psychotria ipecacuanha, conservados in vivo na Embrapa Amazônia Oriental para 19 caracteres morfológicos da parte aérea da planta, sendo treze qualitativos e seis quantitativos. Desse total doze foram submetidos às análises multivariadas. A seleção dos descritores foi realizada pela análise de componentes principais.
Resultados: os acessos de Psychotria ipecacuanha apresentaram variações para boa parte dos caracteres, sendo sete qualitativos não variáveis. Dois caracteres foram considerados redundantes e dez selecionados como descritores. As dissimilaridades genéticas variaram de 0,19 a 0,77 com média de 0,55 e permitiram separar os acessos em dois com vários subgrupos e seis grupos divergentes pelos métodos UPGMA e de Tocher, respectivamente. Os caracteres "Altura da planta" e "Altura da primeira ramificação" foram os que mais contribuíram para a divergência entre os acessos.
Conclusões: os acessos de Psychotria ipecacuanha possuem ampla variação morfológica para a parte aérea da planta com dez caracteres sendo considerados descritores para essa espécie. Estas informações são inéditas para a espécie e servirão de base para o manejo do banco de germoplasma, na seleção de indivíduos de interesse dos programas de melhoramento e para fornecer informações fundamentais que facilitarão a identificação de espécimes em ecossistemas nativos ou plantados.

Palavras chave: componentes principais; variação morfológica; agrupamentos; plantas medicinais; Rubiaceae.

---

RESUMEN

Introducción: la especie Psychotria ipecacuana (Brotero) Stokes, Rubiaceae, popularmente conocida como ipeca, ipecacuanha o poaia, se ve amenazada por la erosión genética y en peligro de extinción.
Objetivos: identificar y evaluar accesos del Banco Activo de Germoplasma de Psychotria ipecacuana por caracteres morfológicos, e identificar los descriptores.
Métodos: se estudiaron 17 accesiones de Psychotria ipecacuana, conservado in vivo en Embrapa Amazonia Oriental, para 19 caracteres morfológicos de la parte aérea de la planta, siendo trece cualitativo y seis cuantitativo. De este total doce fueron sometidos a análisis multivariante. La selección de descriptores se llevó a cabo mediante el análisis de componentes principales.
Resultados: los accesos de Psychotria ipecacuana fluctuaron para la mayoría de los caracteres, sendo siete variables cualitativas y no variables. Dos caracteres se consideraron redundante y diez seleccionados como descriptores. La disimilitud genética varió desde 0,19 hasta 0,77 con una media de 0,55 y se dejó separar en dos grupos con diversos subgrupos y seis grupos diferentes por métodos UPGMA y Tocher, respectivamente. Los caracteres "altura de las plantas" y "altura de la primera rama" fueron los principales contribuyentes a la discrepancia entre los accesos.
Conclusiones: los accesos de Psychotria ipecacuana tienen una amplia variación morfológica de la parte aérea de la planta con diez caracteres fueran considerados descriptores para esta especie. Estos datos son inéditos para la especie y forman la base para la gestión de banco de germoplasma, en la selección de caracteres de interés para los programas de mejoramiento y para proporcionar información clave que facilitará la identificación de especímenes en los ecosistemas naturales o plantados.

Palabras clave: componentes principales; variación morfológica; grupos; plantas medicinales; Rubiaceae.

---

ABSTRACT

Introduction: The species Psychotria ipecacuana (Brotero) Stokes, Rubiaceae, commonly known as ipeca, ipecacuanha or poaia, is under threat of genetic erosion and in danger of extinction.
Objectives: Identify and evaluate the morphological characters of accessions of Psychotria ipecacuana and identify their descriptors.
Methods: A study was conducted of 17 accessions of Psychotria ipecacuana preserved in vivo at EMBRAPA Eastern Amazonia for 19 morphological characters of the aerial parts of the plant, thirteen qualitative and six quantitative. Of this total, twelve were subjected to multivariant analysis. Principal component analysis was used to select the descriptors.
Results: Accessions of Psychotria ipecacuana fluctuated for most characters, and seven were qualitative and nonvariable. Two characters were considered redundant and ten were selected as descriptors. Genetic dissimilarity ranged from 0.19 to 0.77 with a mean value of 0.55, and could be separated into two groups with various subgroups and six different groups by the UPGMA and Tocher methods, respectively. The characters "plant height" and "first branch height" were the main contributors to the discrepancy between the accessions.
Conclusions: Accessions of Psychotria ipecacuana display great morphological variation in the aerial part of the plant, with ten characters selected as descriptors for the species. These data about the species had never been published before, and they constitute the basis for management at the germplasm bank when selecting characters of interest for improvement programs as well as to provide key information facilitating the identification of specimens from natural or planted ecosystems.

Key words: principal components; morphological variation; groups; medicinal plants; Rubiaceae.

---

 

INTRODUÇÃO

A espécie Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes, Rubiaceae, conhecida popularmente como ipeca, ipecacuanha ou poaia, encontra-se ameaçada de erosão genética e em vias de extinção.¹ Os fatores que têm contribuído para essa ameaça envolvem a exploração intensa a partir do século XVI, devido elevado valor comercial de suas raízes; desmatamento da Mata Atlântica e a abertura de novas fronteiras agrícolas diminuindo suas áreas de ocorrência natural; a forma extrativista com plantios de P. ipecacuanha inexpressivos e sem o manejo adequado; e a dificuldade do cultivo convencional da espécie, frente à grande demanda de mercado.^2,3 Além disso, a espécie apresenta escassez de estudos que possam orientar plantios racionais, principalmente aqueles que envolvam a geração de conhecimentos sobre o germoplasma conservado.

Há registros de que nas raízes de P. ipecacuanha hasão encontrados valiosos alcaloides como, a psicotrina, emetina e cefalina, que conferem à espécie poderes eméticos, amebicida, expectorante e anti-inflamatório.² Essas propriedades medicinais são conhecidas e utilizadas pelas populações nativas, desde antes do descobrimento do Brasil, os quais foram repassados aos colonizadores europeus, contribuindo para a espécie integrar a pauta de produtos tropicais exportados pelo Brasil no período colonial, sendo considerada como a espécie de maior valor medicinal da época.^4-7

Com vista à avançar nos estudos de conservação da espécie, em 1989, foi estabelecido o Banco Ativo de Germoplasma (BAG) de P. ipecacuanha, na Embrapa Amazônia Oriental, Belém-PA, sendo este o único banco ativo de P. ipecacuanha existente. Porém, nesse banco os acessos ainda não foram caracterizados e avaliados morfologicamente.

A caracterização e a avaliação morfológica se mostram vantajosas por manter as informações dos BAG's atualizadas e disponíveis para os mais diversos usos, além de apresentar baixo custo em comparação com as demais técnicas, pelo fato de ser elaborada in vivo e em curto tempo, não precisando de equipamentos complexos ou análises laboratoriais e que elevam o dispêndio financeiro. Essas atividades auxiliam na seleção prévia de indivíduos de interesse, onde descritores bem definidos podem garantir características hereditárias próprias e fornecer os elementos para manutenção da pureza vegetal, além de haver facilidade em ser replicada periodicamente.⁸

Visando contribuir com informações que servirão de base para a seleção de indivíduos de interesse dos programas de melhoramento genético; além de fornecer informações fundamentais que facilitarão a identificação de indivíduos em ecossistemas nativos ou plantados; este estudo inédito para a espécie em foco, teve o objetivo de caracterizar e avaliar acessos pertencentes ao banco ativo de germoplasma de P. ipecacuanha, e identificar descritores morfológicos para a espécie.

 

MÉTODOS

Área do estudo

O estudo foi realizado no Banco Ativo de Germoplasma de P. ipecacuanha, situado no Horto de Plantas Medicinais da Embrapa Amazônia Oriental, com altitude de 10 m e temperatura média anual de 30 °C. O clima em Belém, segundo a classificação de Köppen (1900-1936) é do tipo Afi, ou seja, clima tropical chuvoso de monção. A pluviosidade média anual é de 2.858,7 ± 76,6 mm/ano com maior volume no período chuvoso (dezembro a maio), correspondendo a 71,2 % do total anual, enquanto que os 28,8 % restantes são distribuídos nos meses de junho a novembro.⁹

Germoplasma avaliado

Foram avaliados 17 acessos, conservados in vivo no banco ativo de germoplasma de Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes. P. ipecacuanha pertence à família Rubiaceae, registrado no herbário IAN, Belém, Pará (4093 IAN); em cada acesso foram selecionados cinco indivíduos para a caracterização morfológica. Os acessos se encontram em ambiente onde há o controle de pragas e doenças, adubação orgânica e intensidade luminosa com sombrite 50 %.

Os acessos foram coletados em diferentes localidades de três Estados do Brasil, sendo seis em Mato Grosso (590, 595, 596, 602, 607 e 707); um acesso em Minas Gerais (753); e dez acessos em Rondônia (610, 612, 819, 826, 828, 829, 833, 834, 836 e 837).

Caracterização morfológica

Os caracteres morfológicos qualitativos utilizados foram: Forma foliar (FF); Base foliar (BF); Ápice foliar (AF); Cor da folha apical (CDFA); Cor do pecíolo (CDP); Cor da nervura foliar (CDN); Tipo de caule (TC); Tipo de folha (TF); Filotaxia (F); Consistência da folha (CDF); Tipo de venação foliar (TDVF); Tipo de estípula (TDE); Posição do pecíolo (PDP). Os caracteres forma foliar, base foliar e ápice foliar foram aplicados com base em Carlton;¹⁰ enquanto as cores da folha apical, do pecíolo e da nervura foliar foram observadas com o auxílio da carta de cores Standard Leaf Color Charts.¹¹

Seleção de descritores e divergência genética entre os acessos

Os caracteres morfológicos quantitativos avaliados foram: Altura da planta (AP), em centímetros; Altura da primeira ramificação (APR), em centímetros; Número de nós na haste principal (NNHP), pela contagem dos nós existentes na planta; Largura da folha (LF); Comprimento da folha (CF); e Comprimento do pecíolo (CP), em centímetros. Com exceção do número de nós na haste principal, os demais foram aferidos com auxílio de régua e paquímetro.

Após tabulação dos dados, foram eliminados os caracteres qualitativos redundantes ou invariáveis e os demais foram utilizados juntos com os quantitativos para a seleção dos descritores com base em dois procedimentos com o auxílio do software Genes:¹² o primeiro procedimento foi o de seleção direta, proposto por Jolliffe,^13,14 neste caso foram eliminados todos os caracteres que apresentaram maior coeficiente de ponderação em valor absoluto (autovetor) no componente principal de menor autovalor, partindo do último componente até aquele cujo autovalor não excedesse a 0,70. O segundo foi o a seleção com reanálise, sugerida por Cury,¹⁵ em que a cada caráter descartado, foi realizada nova análise com os caracteres remanescentes, examinando os coeficientes de correlação do caráter sugerido para descarte com os demais caracteres, sendo finalizada quando o caráter a ser descartado se mostrou altamente correlacionado com pelo menos um caráter já descartado. O descarte final foi realizado com base na informação obtida simultaneamente nos dois procedimentos.

Os dez descritores selecionados foram utilizados, no mesmo software, para a obtenção das dissimilaridades entre cada par de acesso com base na distância euclidiana média padronizada, uma vez que os acessos encontram-se estabelecidos sem obedecer a nenhum delineamento experimental, assim como os caracteres em diferentes medidas e escalas. Esta análise foi executada com base na média de cada caráter.

A matriz de distâncias obtidas foi utilizada na formação dos agrupamentos pelos métodos Unweighted Paired Group Method Using Arithmetic Averages (UPGMA),¹⁶ de otimização de Tocher e pela análise de componentes principais.

 

RESULTADOS

Caracterização morfológica

Dos treze caracteres qualitativos foram eliminados sete caracteres por não terem apresentado variação entre os acessos: Tipo de caule (Ereto); Tipo de folha (Simples); Filotaxia (Opostas decussadas); Consistência da folha (Membranosa); Tipo de venação foliar (Peninérvea); Tipo de estípula (Interpeciolada); Posição do pecíolo (Oposto), enquanto os demais mostraram duas variações (tabela 1).

Nos acessos, o caráter Forma foliar (FF) variou de "Obovada" e "Elíptica", sendo 10 acessos (590, 596, 612, 707, 753, 819, 828, 834, 836 e 837) de forma foliar obovada e sete (595, 602, 607, 610, 826, 829 e 833) elíptica. O caráter Base foliar (BF) obteve duas variações "Revoluta" e "Cuneada", onde 13 acessos (595, 602, 607, 610, 612, 819, 826, 828, 829, 833, 834, 836 e 837) foram classificados como "Cuneada" e quatro (590, 596, 707 e 753) como "Revoluta". Para o caráter Ápice foliar (AF), a variação foi de "Acuminado" e "Agudo", sendo que 13 acessos (590, 595, 596, 607, 610, 612, 707, 753, 819, 826, 828, 829 e 833) foram classificados como "Agudo" e quatro (602, 834, 836 e 837) como "Acuminado".

Os caracteres Cor da folha apical (CDFA), Cor do pecíolo (CDP) e Cor da nervura foliar (CDN) apresentaram duas tonalidades "Verde escuro" e "Verde claro", mas de intensidades distintas (tabela 1). Para a Cor da folha apical 10 acessos (607, 612, 753, 819, 826, 829, 833, 834, 836 e 837) apresentaram folha apical verde escuro (7.5 GY 4/4) e sete acessos (590, 595, 596, 602, 610, 707 e 828) verde claro (7.5GY 4.5/5). No caráter Cor do pecíolo, oito acessos (590, 595, 602, 607, 612, 826, 828 e 829) foram classificados como "verde escuro" (7.5GY 3.5/4) e nove acessos (596, 610, 707, 753, 819, 833, 834, 836 e 837) como "verde claro" (7.5GY 4.5/4). No caso da Cor da nervura foliar cinco acessos (590, 595, 596, 602 e 834) foram classificados como "verde escuro" (7.5GY 5/7) e 12 acessos (607, 610, 612, 707, 753, 819, 826, 828, 829, 833, 836 e 837) como "verde claro" (7.5GY 6/7).

Seleção dos descritores e divergência entre os acessos

Dos doze caracteres avaliados foram sugeridos para descarte dois deles: um qualitativo, o Ápice foliar (AF), e um quantitativo, o Comprimento da folha (CF), os quais se mostraram redundantes nos dois procedimentos utilizados. Os demais caracteres foram sugeridos como descritores para a espécie.

As dissimilaridades obtidas entre os 136 pares de acessos variaram de 0,15 a 0,77 (tabela 2) com média de 0,55. Os acessos mais semelhantes, ou seja, de maior similaridade foram os acessos 836 × 837, que apresentaram a menor distância (0,15), seguido pelos acessos 595 × 602, com 0,19 de dissimilaridade. Os pares de acessos mais divergentes, ou seja, de maior dissimilaridade foram 602 × 819, 596 × 826 e 596 × 829, todos com a maior distância (0,77).

Com base no método UPGMA os 17 acessos formaram dois grupos divergentes: o I contendo os acessos 590 e 596, coletados em diferentes Municípios do Estado de Mato Grosso e o II pelos demais acessos (fig.). No grupo II os acessos foram organizados em vários subgrupos, com dois subgrupos apresentando consistência acima de 90 % (IIa e IIb). No subgrupo IIa ficaram nove acessos (612, 828, 595, 602, 826, 829, 607, 610 e 833) a maioria coletado no Município de Costa Marques, Ro. Enquanto no subgruo IIb foram agrupados seis acessos de diferentes localidades (836, 837, 819, 707, 753 e 834).