Fast Neutron Induced Genetic Variability in Cowpea [Vigna Unguiculata (L.) Walp.] Varieties

Resumo Técnico: Variabilidade Genética Induzida por Nêutrons Rápidos em Variedades de Feijão-Caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.]

Problema
O feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp.) é uma leguminosa de grãos crítica no subsaariano, servindo como uma fonte primária de proteína e contribuindo para a fertilidade do solo. Apesar do status da Nigéria como o maior produtor mundial, a produtividade do feijão-caupi é limitada por uma baixa diversidade genética e pelo baixo potencial de rendimento dos genótipos existentes. O melhoramento convencional reduziu ainda mais a variabilidade genética disponível, limitando o escopo do melhoramento de culturas. Consequentemente, há uma necessidade urgente de técnicas que possam gerar nova variação genética para facilitar o desenvolvimento de variedades superiores.

Metodologia
Este estudo empregou o melhoramento por mutação usando irradiação por nêutrons rápidos para induzir variabilidade genética em duas variedades de feijão-caupi: SAMPEA 21 e SAMPEA 20T.

• Delineamento Experimental: Sementes uniformes e saudáveis foram irradiadas no Pesquisa de Reator de Nêutrons da Nigéria-1 (NIRR-1) utilizando doses variadas de nêutrons rápidos. Para a SAMPEA 21, as doses variaram de 0,85 a 11,1 µSv (aplicadas ao longo de 2–20 segundos), enquanto a SAMPEA 20T recebeu doses de 0,70 a 16,40 µSv.
• Gerações: A geração M₁ foi cultivada em um Delineamento de Blocos Completamente Casualizados (DBCC) com duas repetições. As sementes de plantas M₁ com taxas de sobrevivência de 50% ou superiores foram colhidas. A geração M₂ foi cultivada utilizando um delineamento aumentado durante a estação chuvosa de 2025 na Universidade do Estado de Kaduna.
• Coleta de Dados: Dez características agronômicas foram avaliadas na geração M₂, incluindo dias para o primeiro florescimento, altura da planta, número de ramos, número de vagens por planta, número de vagens por pedúnculo, número de pedúnculos por planta, número de sementes por vagem, comprimento da vagem, peso de cem sementes e rendimento da planta.
• Análise Estatística: Os dados foram analisados por meio de Análise de Variância (ANOVA). Parâmetros de variabilidade genética, incluindo o Coeficiente de Variação Genotípica (CVG), o Coeficiente de Variação Fenotípica (CVF) e a Hereditariedade em Sentido Amplo ($H^2$), foram estimados de acordo com as metodologias estabelecidas (Singh e Chaudhary, 1985).

Principais Resultados

• Indução de Variabilidade: A análise de variância revelou diferenças significativas ($p<0,05$ e $p<0,01$) entre as progênies M₂ para a maioria das características, particularmente o número de vagens por planta, pedúnculos por planta, sementes por vagem, comprimento da vagem, peso de cem sementes e rendimento da planta.
• Desempenho dos Mutantes: Diversas linhagens mutantes superaram seus respectivos controles parentais. Exemplos notáveis incluem o mutante S21-1.36-9 (28,70 vagens por planta, 21,26 cm de comprimento de vagem, 104,00 g de rendimento) e o S20T-0.70-6 (17,90 vagens por planta, 120,12 g de rendimento).
• Parâmetros de Variabilidade:
  • Coeficientes de Variação: Os valores de CVG variaram de 1,39% a 60,81%, enquanto os valores de CVF variaram de 3,37% a 69,15%. O CVF foi consistentemente superior ao CVG em todas as características, indicando uma influência menor de fatores ambientais.
  • Hereditariedade: As estimativas de herdabilidade em sentido amplo variaram amplamente (17,09% a 93,42%).
    • Alta Hereditariedade: Características como peso de cem sementes (90,01% na SAMPEA 21; 93,42% na SAMPEA 20T), número de vagens por planta (76,45% e 76,03%) e número de vagens por pedúnculo (77,35% na SAMPEA 20T) exibiram alta herdabilidade acompanhada de CVG moderado a alto.
    • Baixa Hereditariedade: Dias para o primeiro florescimento na SAMPEA 20T (17,09%) e comprimento da vagem na SAMPEA 21 (20,38%) mostraram baixa herdabilidade, sugerindo forte influência ambiental.
• Estabilidade de Características: Embora as características relacionadas ao rendimento tenham mostrado ampla variação, os dias para o primeiro florescimento exibiram variação estreita, indicando forte controle genético e estabilidade sob irradiação.

Significância e Alegações
O estudo conclui que a irradiação por nêutrons rápidos é uma ferramenta eficaz para induzir variabilidade genética herdável no feijão-caupi. O contraste significativo entre os mutantes e os controles valida que as variações observadas são atribuíveis às mutações induzidas, e não a efeitos ambientais aleatórios.

Os autores alegam que a substancial variabilidade observada, particularmente nas características relacionadas ao rendimento, fornece um recurso genético valioso para o melhoramento do feijão-caupi. A combinação de alta herdabilidade e CVG de moderado a alto para características-chave (como número de vagens e peso de sementes) sugere que essas características estão sob forte controle genético e responderão favoravelmente à seleção nas gerações iniciais. O estudo postula que o melhoramento por mutação pode ampliar a base genética do feijão-caupi, ofereando uma base para a seleção de linhagens mutantes promissoras para o desenvolvimento de variedades superiores com desempenho agronômico aprimorado.

Recomendações
O artigo recomenda o avanço das linhagens mutantes promissoras (ex: S21-1.36-9, S20T-0.70-6) para gerações subsequentes (M₃ e além) para testes de estabilidade e ensaios multi-locais. Sugere-se também a incorporação de análises moleculares e citogenéticas para caracterizar as variações induzidas e a realização de cruzamentos entre os mutantes selecionados para combinar características desejáveis.