Papaya Genotypes Research Articles

A SCAR marker for the sex types determination in Colombian genotypes of Carica papaya

Sex type determination in papaya (Carica papaya L.) is very important for crop improvement processes because it accelerates the identification of the fruitful plants. The use of molecular technology provides a quick and reliable identification of sex types in plantlets growing in seedbeds. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to determine the sex types of Colombian cultivars of dioecious papaya genotypes. This species has three sex types (male, female and hermaphrodite) determined by a multiallelic locus. There are no morphological differences at the chromosome level; therefore the identification of sex types by chromosomal dimorphism is not possible. A RAPD marker of 900 bp was found in male plants, but not in females or hermaphrodites. From this RAPD marker a sequence characterized amplified region (SCAR) was developed and it was possible to amplify fragments from the genomes of male and hermaphrodite plants, but not the female ones. The results indicate that this new SCAR marker will be valuable to determine the sex type of papaya plants.

Mancha fisiológica do mamão: uma perspectiva de obtenção de material genético tolerante

A ocorrência do distúrbio fisiológico conhecido como "Mancha Fisiológica do Mamão" (MFM) tem comprometido a qualidade do mamão (Carica papaya L.) produzido no Brasil. A obtenção de material genético tolerante à MFM faz parte das estratégias de ação de médio a longo prazo para minimizar os prejuízos decorrentes da ocorrência desse distúrbio. No presente trabalho, buscou-se avaliar a tolerância de vinte e dois híbridos de mamão à ocorrência da MFM, na região norte do Estado do Rio de Janeiro. Os frutos foram colhidos de um ensaio de competição instalado na Estação Experimental da PESAGRO-Rio, no município de Macaé-RJ. O ensaio consistiu de quatro repetições, num delineamento em blocos ao acaso, sendo que cada parcela foi constituída de oito plantas. Os dados foram submetidos a uma análise de variância e teste de média. Efetuou-se, inicialmente, uma análise conjunta, envolvendo os dois estádios de maturação avaliados - verde-maduro e ¾ maduro; considerando a significância da interação Estádio x Genótipo, procedeu-se a uma análise específica, por estádio de desenvolvimento do fruto. Em função da análise de variância, também, foi calculado o coeficiente de determinação genotípica (H²) para o caráter em estudo, o qual demonstrou que a avaliação do nível de severidade da MFM, no estádio ¾ maduro, caracteriza melhor as diferenças genotípicas. Com base nesses resultados, inferimos que há uma expressiva variabilidade genética, para o caráter MFM, dentre os genótipos avaliados. Isto sugere um bom potencial em se obter, através do melhoramento genético, material vegetal (híbridos e variedades) com maior tolerância à MFM. O melhoramento genético associado ao manejo do ambiente poderá permitir o cultivo do mamoeiro sem as limitações advindas da ocorrência da MFM.

Infestação de Trialeurodes variabilis (Quaintance) (Hemiptera: Aleyrodidae) em genótipos de mamoeiro em Petrolina, Estado de Pernambuco

Este trabalho foi realizado com o objetivo de identificar a espécie de mosca-branca presente em mamoeiro (Carica papaya L.) em Petrolina, PE e avaliar a influência de genótipos de mameiro sobre a infestação do inseto. Para isso, foram realizadas quatro avaliações mensais, estimando-se o número de ovos e ninfas em dezoito genótipos de mamoeiro. Em cada avaliação, foram retiradas duas folhas de uma única planta de cada genótipo, classificadas como folha nova e folha velha. A espécie de mosca-branca encontrada foi Trialeurodes variabilis (Quaintance). O maior número de ovos ocorreu nas regiões apical e mediana de folhas novas. Em folhas velhas, a maior parte dos ovos foi encontrada na região basal e as ninfas ocorreram com maior freqüência na região mediana. Os maiores valores para número de ovos nas folhas novas foram observados em CMF-012, CMF-022, CMF-023 e CMF-047, diferindo significativamente daqueles registrados nos demais genótipos. Nas folhas velhas, CMF-022, CMF-023 e CMF-047 apresentaram as maiores infestações de ninfas, diferindo significativamente de CMF-012, CMF-020, CMF-021 e CMF-034, os quais foram moderadamente infestados, em relação aos demais genótipos, nos quais se registrou baixa população de ninfas. Os genótipos Sunrise Solo e Tainung nº1 apresentaram baixa população de ovos e ninfas de T. variabilis. No presente trabalho, observou-se que os genótipos de mamoeiro afetaram diferencialmente a infestação da mosca-branca e que a estrutura populacional da praga variou de acordo com a idade da folha.

Development of Papaya Breeding Lines with Transgenic Resistance to Papaya ringspot virus.

Papaya (Carica papaya) was transformed via Agrobacterium-mediated transformation with four constructs containing either the unmodified or modified coat protein (CP) gene of Florida isolate H1K of Papaya ringspot virus (PRSV). The CP genes were in the sense orientation (S-CP), antisense orientation (AS-CP), sense orientation with a frame-shift mutation (FS-CP), or sense orientation mutated with three-in-frame stop codons (SC-CP). In all, 256 putative transgenic lines with the CP constructs were inoculated mechanically with PRSV H1K. None of the lines was immune to PRSV; however, highly resistant lines were found in each CP transgene group. For breeding purposes, 21 PRSV-resistant lines representing the four transgene constructs were selected and crossed with six papaya genotypes. The lines from the FS-CP and SC-CP transgene groups were highly fertile, but those from the S-CP and AS-CP transgene groups were practically infertile. Plants derived from 54 crosses and representing 17 transgenic lines were planted in the field. After 1 year in the field, 293 of the 1,258 the plants (23.3%) became naturally infected with PRSV; whereas, 29 of 30 of the nontransgenic control plants (96.7%) became infected. The incidence of PRSV infection varied in the R1 progeny depending on both the transgenic line and the nontransgenic parent.

Phylogenetic analysis of the highland papayas ( Vasconcellea) and allied genera (Caricaceae) using PCR-RFLP.

The chloroplast and mitochondrial DNA diversity of 61 genotypes belonging to 18 Vasconcellea species, the so-called highland papayas, was studied by PCR-RFLP analysis of two non-coding cpDNA regions ( trnM- rbcL and trnK1- trnK2) and one non-coding mtDNA region ( nad4/1- nad4/2). This sample set was supplemented with six genotypes belonging to three other Caricaceae genera: the monotypic genus Carica, including only the cultivated papaya, and the genera Jacaratia and Cylicomorpha. Moringa ovalifolia was added as an outgroup species. The PCR-amplified cpDNA regions were digested with 18 restriction endonucleases, the mtDNA region with 11. A total of 22 point mutations and four insertion/deletions were scored in the sample. A higher level of interspecific variation was detected in the two cpDNA regions in comparison to the analysis of the mtDNA. Wagner parsimony and Neighbor-Joining analysis resulted in dendrograms with similar topologies. PCR-RFLP analysis supported the monophyly of Caricaceae, but among the 26 mutations scored, an insufficient number of markers discriminated between the different Caricaceae genera included in this study. Hence the inference of the intergeneric relationships within Caricaceae was impossible. However, some conclusions can be noted at a lower taxonomic level. The Caricaceae species were divided into two lineages. One group included only Vasconcellea spp., whereas the second included the remaining Vasconcellea spp., together with the papaya genotypes and those from the other Caricaceae genera. This may indicate a higher level of inter-fertility for the Vasconcellea species from the latter clade in interspecific crossings with papaya. The putative progenitors of the natural sterile hybrid V. x heilbornii, i.e. V. stipulata and V. cundinamarcensis, were only distantly related to V. x heilbornii. This indicates that probably none of these species was involved as the maternal progenitor in the origin of V. x heilbornii. Surprisingly, V. x heilbornii had organellar genome patterns identical with V. weberbaueri, suggesting a possible involvement of this species in the origin of V. x heilbornii. On the basis of discrepancy between morphological traits and the cpDNA profiles of some pairs of Vasconcellea species, we believe that besides V. x heilbornii, some other species have originated through interspecific hybridization. A reticulate evolution for Vasconcellea has therefore been suggested. Finally, intraspecific cpDNA variation was detected in V. microcarpa, thus providing molecular evidence for the high diversity previously indicated by morphological observations.

Genótipos melhorados de mamão (Carica papaya L.): avaliação tecnológica dos frutos na forma de sorvete

O presente trabalho teve como objetivo a avaliação tecnológica na forma de sorvete, de frutos de cinco genótipos selecionados de mamão (CMF012, CMF020, CMF023, CMF031, CMF047), provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, Bahia. Estes genótipos foram identificados em estudos anteriores por apresentarem cor atraente, sabor agradável e valores elevados de sólidos solúveis (ºBrix). As amostras de sorvete foram submetidas à avaliação sensorial para os atributos aparência, cor, aroma, sabor e textura, através de testes afetivos, utilizando-se escala hedônica estruturada de nove pontos. Realizou-se determinações de pH, acidez total titulável, sólidos solúveis (ºBrix), "ratio", ácido ascórbico, sólidos totais, cinzas, proteínas, lipídeos, açúcares totais, redutores e não-redutores. Os resultados das avaliações sensoriais e físico-químicas foram analisados através de ANOVA e teste de Tukey. Os sorvetes demonstraram elevada aceitação, obtendo médias correspondentes ao conceito "gostei moderadamente" para todos os atributos avaliados. Os genótipos CMF020 e CMF031 destacaram-se alcançando média correspondente ao termo da escala hedônica "gostei muito" para o atributo sabor. Os provadores não indicaram prevalência entre os produtos quanto à aparência, cor e textura; portanto, os genótipos pouco atraentes como fruto de mesa, poderão ser aproveitados na indústria para elaboração de sorvete. Além disso, podem ser considerados como uma sobremesa valiosa e nutritiva, pois apresentaram níveis satisfatórios de carboidratos e razoáveis de vitamina C e proteínas. O estudo demonstrou que o sorvete de mamão é uma excelente alternativa para o aproveitamento da fruta.

SELEÇÃO E RECOMENDAÇÃO DE VARIEDADES DE MAMOEIRO: AVALIAÇÃO DE LINHAGENS E HÍBRIDOS

O centro de origem do mamoeiro é, muito provavelmente, o Noroeste da América do Sul - vertente oriental dos Andes, mais precisamente a Bacia Amazônica Superior - onde a diversidade genética é máxima, o que o caracteriza como uma planta tipicamente tropical. Embora o Brasil seja o maior produtor mundial, toda a área de produção comercial é implantada quase que exclusivamente com dois grupos de cultivares, Havaí e Formosa, evidenciando uma base genética muito estreita. Este trabalho teve por objetivo avaliar linhagens e híbridos adaptados às condições edafoclimáticas das principais regiões produtoras, com ênfase para resistência a doenças, procedendo avaliação agronômica dos principais genótipos promissores de mamão, a fim de identificar aqueles mais adaptados a diferentes agroecossistemas do País. Os acessos do Banco Ativo de Germoplasma de Mamão apresentaram grande variabilidade genética para os caracteres peso, comprimento e diâmetro de frutos, passível de ser explorada em programas de melhoramento genético. A análise de planta híbrida em relação aos parentais indica a possibilidade de modificações genéticas de caracteres comercialmente importantes, a exemplo de altura de inserção da primeira flor funcional, altura da planta, ocorrência de carpeloidia e peso de frutos. Em adição, a partir de avaliações compreendendo 125 acessos do Banco Ativo de Germoplasma de Mamão (BAG-Mamão) da Embrapa Mandioca e Fruticultura, observou-se que, em relação à Phytophthora spp. os acessos CMF 001, CMF 053, CMF 062, CMF 081, e CMF 089 são moderadamente tolerantes, e os acessos CMF 002, CMF 007, CMF 033, CMF 060, CMF 065, CMF 070, CMF 071, CMF 083 e CMF 101 apresentam nível maior de tolerância. Estes acessos estão sendo utilizados em trabalhos de melhoramento genético, visando à obtenção de linhagens resistentes e/ou tolerantes ao fungo.

Estimation of papaya leaf area using the central vein length

Four genotypes of papaya (Carica papaya L.) two from the 'Solo' group (Sunrise Solo and Improved Sunrise Solo line 72/12) and two from the 'Formosa' group (Tainung 02 and Known-You 01), grown in Macaé, RJ, Brazil (lat. 22(0) 24' S, long. 41(0) 42' W), were used in this study. Twenty-five mature leaves from each genotype were sampled four and five months after seedling transplant to the field to determine the length of the leaf central vein (LLCV) and the leaf area (LA). According to covariance analyses there were no significant differences in the slope and intercept of the mathematical models calculated for each genotype. Thus, a single mathematical model (Log LA = 0.315 + 1.85 Log LLCV, R²=0.898) was adjusted to estimate the LA using the length of LLCV for the four genotypes. An unique model can be applied to estimate the LA for the four papaya genotypes using LLCV in the range from 0.25 to 0.60 m, and for papaya trees 150 to 180 days after transplanting.

Influence of mechanical root restriction on gas-exchange of four papaya genotypes

Four papaya genotypes, two from the ‘Solo’ group (Sunrise Solo TJ and Improved Sunrise Solo line 72/12) and two from the ‘Formosa’ group (Tainung 02 and Know You 01) grown in ultisol under field conditions in Macaé, RJ, Brazil, were used in this study. Two different effective depths (ED) were determined in the area using a penetrographer with average soil moisture of 11.2%. The area with ED of 0.35 m with a maximum pressure of 4.12 MPa for penetration was defined as an area with restriction (WR) to root growth, while, the area with minimum ED of 0.60 m and a pressure lower than 2.30 MPa as an area with no restriction (NR). The net CO2 assimilation rate (A), stomatal conductance (g s), leaf temperature (Tl), intercellular partial pressure of CO2 (c i) and intrinsic water use efficiency (IWUE) were evaluated for three consecutive days after irrigation. Mechanical root restriction affected gas exchange of the four papaya genotypes. All genotypes grown in the WR area had lower A, g s and c i and higher Tl than the same genotypes in the NR area. All genotypes grown in the WR area had high IWUE and Sunrise Solo TJ had the highest IWUE.

Poda de brotes laterales no afecta el comportamiento de la papaya

En experimentos de campo en 1993 y 1995 se examinó la práctica de remover los brotes laterales de árboles jóvenes (3 a 4 meses) de papaya, cultivar Puerto Rico 6-65, para determinar si se afecta el comportamiento posterior del cultivo. No se observaron diferencias significativas entre árboles podados y no podados para la fecha de floración, fecha de primera cosecha, días a infección por virus o severidad de infección viral. Las diferencias entre años fueron significativas para todas las variables. En una colección de 40 genotipos de papaya sin podar, sembrada en 1993 y 1995, 17 (43%) no desarrollaron ninguna rama lateral y 21 (53%) tuvieron un promedio de menos de una rama lateral por árbol. Solo dos genotipos tuvieron un promedio mayor de una rama lateral por árbol. La poda de los brotes laterales en plantas jóvenes de papaya aparentemente no afecta la floración, producción de frutas o control de enfermedades. La mayoría de los genotipos de papaya producen pocas o ningunas ramas laterales cuando no se podan. Se puede remover cualquier rama que el árbol tenga al momento de la primera cosecha.

Ripening Behavior of Papaya Genotypes

Four papaya (Carica papaya L.) lines that may have commercial value were surveyed for variability in ripening characteristics. Skin and flesh yellowing, fruit softening, respiration rate, and ethylene production were compared. Skin yellowing and flesh softening followed a similar sigmoid pattern for all lines. However, the temporal relationship between skin yellowing and flesh softening differed among the lines. Fruit from lines RL-1-3 and RL-1-12 did not begin to soften until the skin was 80% yellow, compared to 40% yellow for the commercial cultivars Kapoho and Sunrise. Fruit from RL-1-3 and RL-1-12 took 12 and 16 days, respectively, to reach 100% yellow from color break, which was two to three times as long as that of `Kapoho' and `Sunrise' at 22C. All lines showed typical climacteric respiration and ethylene patterns. The time between the start of skin yellowing and the rise in respiration varied from ≈2 days in `Kapoho' and `Sunrise' to ≈4 days in line RL-1-3 and 8 days in line RL-1-12. The respiratory peak was greatly reduced in RL-1-12. The patterns of softening in lines RL-1-3 and RL-1-12 differed from `Kapoho' and `Sunrise': RL-1-3 softened slowly, but reached similar firmness values to other lines 4 days after 100% yellow skin color; RL-1-12 had a much slower rate of softening and the fruit were still firm 4 days after the fruit reached 100% yellow. The ripening patterns of line RL-1-3 and RL-1-12 could be useful in postharvest handling and provide material for studying the genetic control of fruit softening.

In vitro expression of partial resistance toPhytophthora palmivora by shoot cultures of papaya

Shoot apices ofCarica papaya were multiplied in vitro on solidified nutrient media supplemented with α-naphthyl-acetic acid and 6-benzylaminopurine. The micropropagated shoots were inoculated in vitro, through a stem wound, with a sporangial suspension (1.2×104 sporangia ml-1) ofPhytophthora palmivora. The symptoms exhibited by the shoots in vitro were similar to those described previously for infection of the whole plant in the field. The time taken for the host tissue to become brown and to wilt and the time to sporulation of the pathogen were all recorded for each shoot of four varieties of papaya challenged with each of ten isolates ofP. palmivora. Significant differences were observed between host-pathogen combinations for these variables and host-specificity was detected amongst the isolates ofP. palmivora. The time taken for the shoot to wilt was positively correlated with the time to sporulation of the isolated but both these variables were negatively correlated with the time to browning of the shoot. In vitro selection for disease resistance will be useful during breeding programmes involving papaya genotypes which are maintained through clonal propagation.