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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-20200111-120751
Document
Author
Full name
Augusto Tulmann Neto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1975
Supervisor
Title in Portuguese
Contribuição ao melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) visando aumentar a quantidade e melhorar a qualidade da proteína
Keywords in Portuguese
FEIJÃO
MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL
QUALIDADE
TEOR DE PROTEÍNAS
Abstract in Portuguese
O presente trabalho objetivou oferecer uma contribuição ao melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) visando aumentar a quantidade e melhorar a qualidade da proteína. Para isto, foram realizados vários experimentos que embora de natureza distinta, foram dirigidos para o objetivo fixado. A partir destes experimentos e dos resultados citados por outros autores, as seguintes conclusões podem ser apresentadas: 7.1. Através de ensaio realizado para se determinar a influência da competição entre plantas na produção e teor de proteína da semente de feijão, concluiu-se que a produção média por planta foi tanto maior quanto maior a falta de competição entre as plantas vizinhas. A porcentagem de proteína da semente foi a mesma, independentemente da situação de competição entre as plantas. Estes resultados sugerem que devem ser tomados certos cuidados quando se pretende fazer a seleção para alta produção em feijão, se existirem falhas próximas às plantas selecionadas. Aparentemente, estes cuidados seriam menores no caso de seleção para teor de proteína, embora outras metodologias devam ser utilizadas neste mesmo tipo de estudo, antes que extremas generalizações sejam efetuadas. 7.2. Experimentos para a determinação da influência da posição da vagem na planta sobre o teor de proteína da semente, realizados com variedades de hábito de crescimento distintos, indicaram que o teor de proteína da semente independia da posição que a vagem ocupava na planta. Devido ao número restrito de variedades utilizadas, sugere-se que estudos incluam maior número de materiais, especialmente de hábito de crescimento indeterminado com grande número de internódios, em que outros autores concluíram pela existência de tal influência. Para variedades de crescimento determinado, os resultados desta e de outros trabalhos sugerem que vagens de qualquer posição da ·planta podem ser utilizadas para representar o teor de proteína da semente. Mas recomenda-se que sementes provenientes de várias vagens de uma mesma posição, sejam utilizadas para a análise. 7.3. O estudo para determinar a possível influência da posição da semente na vagem sobre o teor de proteína revelou que o teor de proteína da semente foi o mesmo, independentemente da posição que a semente ocupava na vagem. Como em tal estudo utilizaram-se apenas vagens que continham o mesmo número de sementes, sugere-se que mais pesquisas sejam efetuadas comparando-se o teor de proteína de vagens com diferentes números de sementes. 7.4. Oito variedades de feijão de interesse ao melhoramento no Estado de são Paulo foram estudadas sob o aspecto proteico. Os resultados indicaram diferenças entre algumas variedades quanto à produção de sementes, porcentagem de proteína e produção de proteína. A análise revelou que as variedades apresentaram teores semelhantes nos 17 aminoácidos analisados, observando-se para todas as variedades, um baixo teor de metionina. A correlação entre produção de sementes e teor de proteína foi negativa, mas não significativa o que indica a possibilidade de se obterem linhas com alta produção e teor médio de proteína maior que o atual, para estas variedades. Sugere-se que além de se tentar aumentar o teor de metionina, a seleção poderia ser feita no sentido de se aumentar o teor de outros aminoácidos essenciais como a lisina. Isto devido ao fato que no Brasil, é alto o consumo de feijão com arroz, sendo este último deficiente em lisina. As correlações positivas entre sete aminoácidos essenciais, obtidas neste e em outros trabalhos, sugerem que a seleção pode ser feita para um aminoácido específico, sem que ocorra a diminuição correspondente em outro aminoácido. 7.5. Foi realizado um experimento para se determinar a contribuição dos diferentes componentes (tegumento, embrião e cotilédones) para o teor de proteína da semente de feijão. Apesar de apenas oito variedades serem incluídas, concluiu-se pela existência de diferenças significativas entre algumas delas no que se refere à contribuição em peso dos componentes para o peso total da semente, teor de proteína dos componentes e contribuição dos componentes para o teor de proteína da semente. Concluiu-se também, que apesar do embrião ser o componente da semente com o mais alto teor de proteína, devido à sua baixa contribuição para o peso total da semente, ele contribui com baixo teor para o total de proteína da semente. O mesmo ocorreu com o tegumento que apresenta um baixo teor de proteína e baixa contribuição para o peso da semente. Deste modo, os cotilédones, com um teor de proteína mais baixo que o embrião, mas devido à sua alta contribuição para o peso da semente, contribuem com a maior parte para o teor de proteína da semente. Apesar disto, sugere-se que o aumento do tamanho do embrião e a diminuição relativa do tegumento podem ser explorados para favorecer a elevação do teor médio de proteína da semente. 7.6. Através do experimento para se determinar o teor de proteína intra-varietal, observou-se que certas variedades apresentaram variabilidades fenotípicas maiores do que outras. Entretanto, a herdabilidade no sentido amplo, calculada para cinco variedades, geralmente foi baixa. Concluiu-se que eram elevados os componentes ambientais que faziam parte das variabilidades fenotípicas anteriormente determinadas. Este fato limitaria a seleção de plantas com alto teor de proteína dentro das variedades estudadas. Porém, apesar destas restrições devido a certas vantagens que o método apresenta, sugere-se o seu emprego, principalmente nos casos onde a herdabilidade foi maior. O fato de a maioria das variedades em cultivo no país apresentarem visível mistura de genótipos, também indica que, paralelamente à utilização de outros métodos, deve ser tentada a seleção dentro da população a ser melhorada para teor de proteína. Qualquer que seja o método a ser adotado, os resultados demonstraram que, sendo grande a influência do ambiente no teor de proteína, o melhoramento visando aumentar o teor de proteína será dificultado por este fator. 7.7. A avaliação de diferentes germoplasmas de feijão, que incluíram parte da Coleção de Uberaba e parte da Colação de Lamprecht, revelou a existência de teores de proteína que variaram de 19,0 a 34,0%. Estes diferentes germoplasmas apresentaram linhas com teores de proteína maiores que as variedades normalmente cultivadas no Estado de São Paulo. Sugere-se que estes germoplasmas possam ser utilizados em programa de cruzamento com tais variedades. E sugerida também a necessidade de se avaliar um maior número de materiais existentes nó Brasil, não só para teor de proteína mas para qualidade de aminoácidos. 7.8. A avaliação de oito variedades de feijão através de ensaio biológico com ratos revelou a existência de diferenças quanto ao coeficiente de utilização proteica. Foram sugeridas algumas hipóteses para a explicação destas diferenças baseadas em uma possível diferença no teor de cistina ou de digestibilidade de proteína. As correlações entre os coeficientes de utilização proteica e o total de 17 aminoácidos ou o total de sete aminoácidos essenciais, foram positivas, porém não significativas. Sugere-se que estes ensaios biológicos sejam realizados com maior número de variedades e que se procure identificar exatamente as causas das diferenças encontradas, que podem servir de elementos valiosos quando se objetiva elevar o valor nutritivo do feijão. 7.9. Ao longo do trabalho, procurou-se destacar a grande importância do feijão para a alimentação do povo brasileiro, devido ao seu preço relativamente baixo e ao elevado valor nutritivo. Concluiu-se que mesmo respeitando-se as demais prioridades da cultura, esforços devem ser empregados para se tentar elevar ainda mais este valor nutritivo, apesar da complexidade envolvida. Algumas sugestões foram feitas neste sentido e reconheceu-se que o aumento no valor nutritivo em feijão só poderá ter êxito se uma equipe de diferentes especialistas reunirem seus esforços visando tal objetivo
Title in English
(Not avaliable)
Abstract in English
The main objective of the present work is to contribute to the improvement of beans (Phaseolus vulgaris L.) as far as quantity and quality of protein are concerned. Several experiments, although of distinct nature, were carried out with this objective. From the results obtained through the present work and also through various works by other authors, the following conclusions were drawn: 8.1. Experiments which were carried out to determine the influence of competition on grain yield and percentage of protein in bean seed indicate that the average yield per plant increases with absence of competition among neighbouring plants. The average protein content in seed, however, remained unchanged. These results suggest that care should be taken in screening works for high yield, especially when there are some blanks close to the selected plants. Apparently such care will not be se necessary when experiments are realized for screening of protein content, although another methodology can be applied in study of this type before an extreme generalization is presented. 8.2. Experiments were carried out in order to determine the influence of position of pod in plant on protein percentage of seed, using varieties with different growth habits. The results show that protein content in seed does not depend on the position of pod in plant. Considering restricted number of varieties used, it is suggested that more studies should be done with a large number of varieties, especially of those with indeterminate growth habits and with more internodes. The results also suggest that pods in any position in plant may be analysed for determination of protein content. It is recommended, however, that seeds from various pods in the same position can be mixed and used for analysis. 8.3. Studies realized to determine the influence of seed position in pod on protein percentage proved that protein content is the same, irrespective of seed position in pod. As only those pods that contain the same number of seeds were used in these experiments, further studies should be done in order to compare protein content using pods with different number of seeds . 8.4. Some aspects related to grain yield and protein yield were studied and analysed for eight varieties which are of interest from the point of bean improvement in the State of São Paulo. The results show that the relation is somewhat different in some varieties. It was generally observed that content of 17 aminoacids analysed is the same and that methionine content is very low in these eight varieties. Correlation between grain yield and protein percentage was negative but not significant, which suggests · a possibility of obtaining lines with higher yield and higher protein content than the original ones. It is also suggested that, besides trying to increase methionine content, screening could be ·made for increasing of other essential aminoacids such as lisine. This is due to the fact that, in Brasil, rice and beans consumption is very high and rice is deficient in lisine. The positive correlation among percentage of seven essential aminoacids which was observed in the present ·work and also in works of other authors implies that screening can be made for one specific aminoacid without any sacrifice of other ones. 8.5. Experiments were carried out to determine the contribution of different components (tegument. embryo and cotyledons) to protein content. Although only eight varieties were analysed, significant differences were observed in some of them with regard to: contribution of components to total seed weight, protein content of components, and contribution of components to seed protein content. Although embryo is one of seed components and has the highest protein content, its contribution to total seed protein content is low. This is due to its low contribution to total seed weight. The same occurs with tegument which shows low protein content and low contribution to total seed weight. On the other hand. Cotyledons, with lower protein content but high contribution to total seed weight, represent the highest protein sources in bean seed. More studies, however, should be realized to increase average protein content of seed, raising embryo size or decreasing relative contribution of tegument. 8.6. In experiments conducted to determine intra-varietal protein content, it was noted that phenotypical variability is higher in some varieties. However, heritability in broad sense which was calculated for five varieties is low in general. It was concluded that environmental components which comprise the previously determined phenotypical variability are very high. This fact may be a limiting factor for selection work high protein plants within the varieties tested. In spite of this restriction, the use of the present method was suggested for its advantages, especially in cases where heritability is higher. In view that most varieties cultivated in Brasil show visible mixture of various genotypes, a selection work within a population to be irnproved for protein content should also be tried in parallel with the use of other methods. The results also indicate that the environment can be a hampering factor to bean improvement for protein content, irrespective of the methods used. 8.7. Evaluation Of different bean germplasms which include part of Uberaba Collection and Lamprecht Collection was made. It was shown that in these samples protein content varies from 19.0 to 34.0%. These different germplasms revealed lines with higher protein content than the ones normally cultivated in the State of São Paulo. A larger number of material existing in Brasil should be also tested, not only for protein content but also for aminoacid quality. 8.8 A biological assay was carried out with eight bean varieties, using rats. The results indicate that there are differences in protein utilization coefficient. Some hypotheses were presented to explain these differences, based on a possible difference in cystine content or protein digestibility. Correlation between protein utilization coefficient and total of 17 aminoacids, or total of seven essential aminoacids was positive but not significant. Further biological assays should be made with a larger number of varieties in an attempt to identify exact causes of these differences, which is valuable element when trial is made for increasing the nutritional value of beans. 8.9. The great importance of beans, not only in the economic aspect (relatively low cost) but also in their high nutritional value (principal protein source for Brazilian people), was emphasized in the present work. It was concluded that, apart from the established priorities, an effort should be exerted in an attempt to increase nutritional value of beans, in spite of the complexity of the work involved. Some suggestions were made in this aspect, and without doubt this aim can be attained if scientist in several field work together in a team for bean improvement
 
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Publishing Date
2020-01-11
 
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