Significância de Aegilops cylindrica Host. - Capim-barba-de-bode em Programas de Melhoramento

Resumo

A Bulgária é um dos países da Península Balcânica com uma diversidade de espécies de Aegilops. Elas são uma fonte de genes para resistência a fatores de estresse ambiental bióticos e abióticos que, quando introduzidos no genoma do trigo duro e do trigo comum, podem melhorar sua resistência. O interesse por essas espécies também se justifica pela possibilidade de usá-las no melhoramento genético para ampliar a base genética do trigo duro e do trigo comum, e até mesmo da cevada. O parente silvestre dos trigos, Aegilops cylindrica Host., é uma planta herbácea anual conhecida como capim-cabra articulado. É uma espécie tetraploide (2n = 4x = 28; CCDD), originária de seus ancestrais Aegilops markgrafii (Greuter) Hammer (2n = 2x = 14; CC) e Aegilops tauschii Coss (2n = 2x = 14; DD). Esta espécie é amplamente distribuída na Bulgária, o que fornece bases para um estudo mais amplo do potencial genético dos genótipos de Aegilops cylindrica Host. distribuídos no país e de suas características, para fins de melhoramento de trigo e cevada.

Países de distribuição: Afeganistão, Bulgária, República Tcheca, Eslováquia, Grécia, Hungria, Irã, Iraque, Japão, Cazaquistão, Quirguistão, Crimeia, Líbano-Síria, Cáucaso do Norte, Rússia Europeia Noroeste e Sul, Paquistão, Palestina, Romênia, Tajiquistão, Turquia, Turcomenistão, Ucrânia, Uzbequistão e os países da antiga Iugoslávia (Eslovênia, Macedônia do Norte, Croácia, Sérvia, Montenegro, Kosovo e Bósnia).

A espécie foi introduzida em: EUA (estados – Alabama, Arizona, Arkansas, Califórnia, Colorado, Idaho, Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Kentucky, Louisiana, Michigan, Missouri, Montana, Nebraska, Nevada, Novo México, Nova York, Dakota do Norte, Ohio, Oklahoma, Oregon, Dakota do Sul, Tennessee, Texas, Utah, Virgínia, Washington), Rússia Europeia Central, Chipre, França, Áustria, Alemanha, Grã-Bretanha, Itália, Coreia, México, Pensilvânia, Polônia e Tunísia, onde é considerada uma erva invasora. (https://www.cabidigitallibrary.org/doi/10.1079/cabicompendium.108330), (van Slageren, 1994; Danin e Scholz, 1994).

Descrição botânica e morfologia

Planta herbácea anual de inverno, cespitosa, formando de vários a muitos perfilhos produtivos. Plantas isoladas podem formar mais de 100 perfilhos. Na base, os colmos são semiprostratos e, posteriormente, tornam-se ascendentes a eretos.

Comprimento do colmo é geralmente de 20–40 cm, mas pode atingir até 80 cm de altura (excluindo as aristas). As folhas são linear-lanceoladas, glabras ou pubescentes, com 2–5 mm de largura e 3–15 cm de comprimento. As folhas mais baixas e as mais altas são mais curtas que as demais no colmo. Entre a bainha foliar e o limbo há uma lígula membranosa curta e aurículas pubescentes. A inflorescência é uma espiga cilíndrica estreita, ligeiramente afilada em direção à ponta, com 6–12 cm de comprimento (excluindo as aristas) e 3–5 mm de espessura, consistindo em 4–12 (geralmente 6–8) espiguetas férteis dispostas de forma compacta e alternada ao longo do eixo principal da espiga. As espiguetas são sésseis, com 9–10 mm de comprimento e cerca de 3 mm de largura. A espigueta terminal é cônica, mais curta e fina, com cerca de 7 mm de comprimento e cerca de 2 mm de largura. Em uma espigueta há 3–5 flósculos, dos quais os 1–2 inferiores são geralmente férteis, mas pode haver até cinco flósculos férteis, produzindo 5 grãos por espigueta. As glumas das espiguetas laterais são ovais alongadas, com 7–10 mm de comprimento, verdes a verde-púrpura no espigamento e floração, com superfície estriada e nervuras (9–13) desigualmente largas, rebaixadas na superfície, mais ou menos paralelas, bidentadas, sendo um dos dentes curto e rombo, e o outro formando uma arista de até 18 mm de comprimento. As lemas dos flósculos férteis têm 9–10 mm de comprimento, estreitamente elípticas, em forma de barco e dobradas longitudinalmente na parte superior. As lemas das espiguetas terminais (apicais) possuem uma arista central proeminente de 4–8 cm de comprimento, com 2 dentes afiados na base e, quando maduras, são menos ramificadas que as aristas das glumas. As aristas das lemas dos flósculos terminais estéreis são fortemente reduzidas. A pálea é estreitamente oval-elíptica, com 2 quilhas afiadas e estriadas terminando em uma ponta afiada. A cariopse tem 6–7 mm de comprimento, entre lemas e páleas firmemente justapostas. Geralmente a espigueta mais alta da espiga tem 3–4 aristas, mais curtas que a espiga. Na frutificação, a espiga se desarticula em suas espiguetas constituintes, com exceção de 1–2 espiguetas resistentes na base.

O fruto é um grão dorsiventralmente achatado com um sulco ao longo de toda a extensão ventral. A cor do grão é vermelha. Reproduz-se por semente.

Fenologia: Floração (abril–agosto), frutificação (maio–agosto)

Habitats: Locais não cultivados e fortemente perturbados, por exemplo, terrenos em pousio, margens de estradas, encostas secas, arenosas e gramadas, pastagens. Distribuída por toda a Bulgária em altitudes: 0–1750 m.

Ecologia: Espécie menos afetada ou ameaçada.

Taxonomia da espécie:

Royal Botanic Gardens (https://powo.science.kew.org/taxon/urn:lsid:ipni.org:names:384583-1)

A espécie Aegilops cylindrica Host. pertence à divisão Magnoliophyta Cronquist, Takht. & W. Zimm. ex Reveal (Angiospermas), classe Liliopsida Batsch (Monocotiledôneas), ordem Poales Small, família Poaceae Barnhart (Gramíneas), gênero Aegilops L. (Trigo silvestre).

Sinônimos: Aegilops caudata subsp. cylindrica (Host) Hegi; Aegilops caudata var. cylindrica Fiori; Aegilops caudata var. hirsuta Hegi; Aegilops cylindrica f. brunnea (Popova) K. Hammer; Aegilops cylindrica f. brunusica van Slageren & Eldarov; Aegilops cylindrica f. ferruginea (Popova) K. Hammer; Aegilops cylindrica f. fuliginosa (Popova) K. Hammer; Aegilops cylindrica f. gahvayii Aminov & Eldarov; Aegilops cylindrica f. garamtil Aminov & Eldarov; Aegilops cylindrica f. prokhanovii (Tzvelev) K. Hammer; Aegilops cylindrica f. pullusica van Slageren & Eldarov; Aegilops cylindrica f. rubiginosa (Popova) K. Hammer; Aegilops cylindrica subsp. aristulata Zhuk.; Aegilops cylindrica subsp. pauciaristata (Eig) Chennav.; Aegilops cylindrica unr. pubescens Kloos; Aegilops cylindrica var. albescens Popova; Aegilops cylindrica var. aristulata (Zhuk.) Tzvelev; Aegilops cylindrica var. brunnea Popova; Aegilops cylindrica var. ferruginea Popova; Aegilops cylindrica var. flavescens Popova; Aegilops cylindrica var. fuliginosa Popova; Aegilops cylindrica var. gobustanica van Slageren & Eldarov; Aegilops cylindrica var. hirsuta (Hegi) Hegi; Aegilops cylindrica var. kastorianum Karat.; Aegilops cylindrica var. khizii Aminov & Eldarov; Aegilops nova Winterl ex Borbás; Aegilops cylindrica var. longiaristata Lange; Aegilops cylindrica var. multiaristata Jansen & Wacht.; Aegilops cylindrica var. pauciaristata Eig; Aegilops cylindrica var. prokhanovii Tzvelev; Aegilops cylindrica var. pubescens Jansen; Aegilops cylindrica var. rubiginosa Popova; Aegilops cylindrica var. rumelica Velen.; Aegilops cylindrica var. typica Eig.; Aegilops squarrosa var. cylindrica (Host) Mutel; Cylindropyrum cylindricum (Host) ÁLöve; Cylindropyrum cylindricum subsp. pauciaristatum (Eig) ÁLöve; Triticum caudatum subsp. cylindricum (Host) Asch. & Graebn.; Triticum cylindricum (Host) Ces., Pass. & Gibelli; Triticum cylindricum var. rumelicum (Velen.) Stoj. & Stef.; Cylindropyrum cylindricum subsp. cylindricum; Triticum cylindricum Cesati, Pass. & Gib.

Significância da espécie Aegilops cylindrica Host.

Aegilops cylindrica Host. é uma fonte valiosa de genes associados à tolerância ao sal. Foi estabelecido que o genoma D em Ae. cylindrica Host. possui genes como AecHKT1;5, AecSOS1, AecNHX1 e AecVP1, responsáveis por prevenir o transporte de íons Na para os tecidos das raízes e coleóptilos da planta (Kiani et al., 2015). Dois genótipos foram identificados – USL26, que é tolerante à salinidade, e o genótipo K44, que é sensível (Arabbeigi et al., 2014). Esta espécie é objeto de vários estudos por cientistas e melhoristas, e embora não seja a mais procurada em materiais de melhoramento envolvendo hibridações interespecíficas de trigo, programas de melhoramento buscam novas fontes para melhorar não apenas a resistência. Estudos mostram que a espécie tem a capacidade de absorver do solo minerais essenciais como Mn, Fe, Ca, Mg, K, Na, Cr, Ni, Co, e armazená-los no grão (Mohammad et al., 2015). Prins et al. (2016), em um estudo da diversidade de enzimas no ciclo de Calvin entre gêneros e espécies da tribo Triticeae, indicam Aegilops cylindrica Host. como um sistema enzimático com parâmetros de assimilação mais elevados, o que a torna uma potencial doadora de genes relacionados à melhoria da fotossíntese. Genes associados à presença de subunidades de proteínas de armazenamento de alto peso molecular também foram isolados em Ae. cylindrica, o que poderia substituir os genes similares bem caracterizados do trigo comum, levando ao uso de uma gama mais ampla de subunidades de alto peso molecular que exibem maior diversidade (Wan et al., 2002; Kan et al., 2006; Sun et al., 2006; Farkhari et al., 2007; Zhang et al. 2008).

Em outros estudos sobre proteínas e os respectivos genes responsáveis, novos recursos genéticos para o glúten foram identificados. Diferentes tipos de subunidades de baixo peso molecular foram encontrados em acessos examinados de Ae. cylindrica nas gluteninas, que representam 60% das proteínas de armazenamento no endosperma dos trigos e desempenham um papel importante na qualidade da massa (Wan et al., 2002; Liu et al., 2003; Khabiri et al., 2012; Xin et al., 2015).