Avaliação, micropropagação e seleção de plantas de tamarilho (Solanum betaceum Cav.)

Abstract

Tamarillo is a small tree of the Solanaceae family, native to the Andean region of South America. Due to a growing demand for this fruit, the main purpose of this work was the evaluation, micropropagation and selection of tamarillo plants with potential to the Portuguese agro-food sector.Plant propagation potential was assessed through several parameters such as shoot proliferation and rooting length and biomass; survival rate after the hardening process, and physiology of successfully acclimatized plantlets. Based on multiplication rates it was possible to conclude that long-term established (> 5 years) genotypes had significantly lower multiplication rates (33.0 – 75.0 %) when compared to recently established genotypes (<1 year), with rates of 80.0 – 94.0 %. Ex vitro rooting of the multiplied shoots was very effective (with IBA 0.5 mg/L – 79.50 % and without IBA – 81.14 %) although less effective than in vitro rooting (92.58 %). The length and number of the roots obtained ex vitro were higher and with higher biomasses (with IBA – 15 cm, 8 roots, 7.63 % DW; without IBA – 13 cm, 8 roots, 8.49 % DW; in vitro rooting– 4 cm, 5 roots, 7.31 % DW; respectively). The different rooting processes didn’t interfere in the survival rate after hardening. The orange tamarillo leaves showed a lower ΦPSII due to reduced chlorophyll concentration. However, it appears that orange tamarillos presented higher resistance to water stress. Also, in vitro rooting plants appeared to be more resistant to this type of stress.Fruit characterization was made using different approaches such as morphological (hardness and biometric values), physical-chemical (acidity and soluble solid content) and chemical (ATR-FTIR and Raman spectroscopy data) parameters, collected from red and orange fruits from different provenances. The results obtained showed that red fruits have higher hardness and soluble solid content in comparison with the orange ones that are poorer in acidity. Red fruit varieties are greater in fruit size, which make them more attractive for fresh consumption. The yellow fruits do not appear to be of high quality since they are small and highly acidic. Confocal Raman microscopy was also employed to analyze the fruits. Raman spectra showed that, depending on the focus and deepness of the focus, is presented a highly noteworthy a different profile for the same sample. The main striking changes were found within the different zones of the fruit (external epicarp, internal epicarp, mesocarp and seed) analyzed and not with the provenance regions. In TVM (red) and TJB 5 (orange) fruits, two epicarp profiles were obtained: one of them is the typical skin profile (polyphenols), and the other is easy to assign the carotenoids signals because of the resonant effect of the excitation wavelength. Considering all the results the following fruits seem to be more promising: TMI (Madeira), TVM 28 (Mealhada), TJB 12 (Botanical Garden UC) and TFF (Figueira da Foz).Based on the fruit quality parameters analysed and on the multiplication potentials assessed, several genotypes of red and orange fruit varieties will be selected and made available for tamarillo fruit producers in Portugal.

O tamarilho é uma pequena árvore da família Solanaceae, nativo da região dos Andes na América do Sul, região dos Andes. Devido à crescente procura deste fruto, os principais objetivos deste trabalho foram a avaliação, micropropagação e seleção de plantas com potencial para o sector agroalimentar português.O potencial de propagação foi avaliado através de vários parâmetros tais como a proliferação de meristemas e biomassa e comprimento das raízes, as taxa de sobrevivência após aclimatização e a fisiologia das plantas aclimatizadas com sucesso. Com base nas taxas de multiplicação, foi possível concluir que genótipos estabelecidos in vitro há mais tempo (> 5 anos) apresentam esta taxas significativamente menores (33,00 % – 75,00 %) quando comparadas com genótipos estabelecidos mais recentemente (< 1 ano; 80,00 % – 94,00 %). O enraizamento ex vitro foi eficaz (com IBA 0,5 mg/L – 79,50 %; sem IBA – 81,14 %), embora não tão tanto quanto o enraizamento in vitro (92,58 %). O comprimento e número de raízes obtidos no enraizamento ex vitro foram superiores e originaram uma biomassa superior (com IBA – 15 cm, 8 raízes, 7,31 % PS; sem IBA – 13 cm, 8 raízes, 8,49 % PS; in vitro – 4 cm, 5 raízes, 7,31 % PS; respetivamente). Os diferentes tipos de enraizamento não interferiram na sobrevivência após a aclimatização. As folhas do tamarilho laranja apresentaram ΦPSII menor, devido à menor concentração de clorofila. Contudo, estes tamarilhos laranja apresentaram também melhor resistência ao stresse hídrico, verificando-se o mesmo com as plantas obtidas de in vitro.A caracterização da qualidade de frutos laranjas e vermelhos de diferentes proveniências foi determinada através de diferentes parâmetros morfológicos (valores biométricos e firmeza), físico-químicos (conteúdo de sólidos solúveis e acidez) e químicos (espectroscopia ATR-FTIR e Raman). Os resultados obtidos mostraram que os frutos vermelhos possuem maior firmeza e conteúdo de sólidos solúveis em comparação com os laranja, que apresentam menor firmeza e acidez. Os frutos vermelhos são mais compridos, o que os torna mais apetecíveis para o consumo em fresco. Os amarelos não aparentam ter boa qualidade, uma vez que são pequenos e apresentam uma acidez elevada. Através de microscopia confocal de Raman verificou-se que, dependendo do foco e profundidade, pode obter-se um perfil altamente diferente na mesma amostra. As principais diferenças químicas foram encontradas dentro das diferentes regiões do fruto (epicarpo externo, epicarpo interno, mescoarpo e sementes) e não das diferentes proveniências de onde foram recolhidos. Nos frutos TVM (vermelho) e TJB 5 (laranja), foram obtidos dois perfis do epicarpo externo: enquanto que num foi observado o perfil típico do epicarpo (polifenóis), o outro possui sinais característicos de carotenoides (observáveis devido ao efeito ressoante do comprimento de onda). Considerando os resultados, os frutos TMI (Madeira), TVM 28 (Mealhada), TJB 12 (Jardim Botânico UC) e TFF (Figueira da Foz) são particularmente promissores.Com base nos parâmetros de qualidade dos frutos e potenciais de multiplicação obtidos, vários genótipos de variedades de tamarilho laranja e vermelhos serão selecionais e colocados à disposição de produtores de Portugal.