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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40451| Título: | Seleção de genótipos de Artemisia annua L. para incremento de artemisinina e proposta de descritores morfoagronômicos |
| Título(s) alternativo(s): | Selection of Artemisia annua L. genotypes for artemisinin enhancement and proposal of morpho-agronomic descriptors |
| Autor(es): | Dallacorte, Lucas Vinícius |
| Orientador(es): | Marchese, José Abramo |
| Palavras-chave: | Artemísia Plantas - Melhoramento genético Botânica - Morfologia Melhoramento genético Artemisia Plant breeding Botany - Morphology Breeding |
| Data do documento: | 19-Fev-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | DALLACORTE, Lucas Vinicius. Seleção de genótipos de Artemisia annua L. para incremento de artemisinina e proposta de descritores morfoagronômicos. 2026. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2026. |
| Resumo: | A Artemisia annua L. é a principal fonte natural de artemisinina (ART), composto amplamente utilizado no tratamento da malária por meio da Terapia Combinada de Artemisinina. Entretanto, a elevada variabilidade genética e fitoquímica da espécie, associada à sua natureza alógama e à influência ambiental sobre o metabolismo secundário, representa um desafio para programas de melhoramento genético. Esta tese teve como objetivo caracterizar genótipos de A. annua quanto a descritores morfoagronômicos, agronômicos e fitoquímicos, visando selecionar materiais superiores para incremento de artemisinina, além de propor descritores aplicáveis à caracterização, diferenciação e registro da espécie junto ao Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA). Foram conduzidos experimentos em condições de campo com dez genótipos propagados por estaquia, avaliando-se caracteres relacionados ao crescimento vegetal, biomassa, rendimento e teor de óleo essencial, bem como o teor e o rendimento de artemisinina, ácido dihidroartemisínico (DHAA) e ácido artemisínico (AA). Também foram realizadas análises multivariadas para estimativa da divergência genética, seleção de descritores e identificação de genótipos superiores, por meio de metodologias como REML/BLUP, MGIDI e GYT. Os resultados demonstraram ampla variabilidade fenotípica, agronômica e fitoquímica entre os genótipos avaliados. Caracteres como massa seca de ramos, área foliar, altura de planta, número de ramos e razão folha/ramo apresentaram elevada contribuição para a divergência genética. Entre os compostos fitoquímicos, destacaram-se os teores de DHAA, ART e óleo essencial. O perfil químico dos óleos essenciais evidenciou predominância de monoterpenos, principalmente α-pineno, mirceno, 1,8-cineol e cânfora, o que permitiu a identificação de diferentes quimiotipos. A proposta de descritores morfoagronômicos quantitativos e qualitativos mostrou-se eficiente na caracterização dos genótipos, permitindo diferenciar materiais com base em características de arquitetura de planta, coloração dos ramos, intensidade de ramificação, formato de dossel e aspectos fitoquímicos. Os descritores qualitativos apresentaram elevada capacidade discriminatória e comportamento dinâmico ao longo do desenvolvimento das plantas, demonstrando potencial de aplicação em bancos de germoplasma, programas de melhoramento e processos de registro e proteção de cultivares. A integração de descritores quantitativos e qualitativos, por meio da análise FAMD, revelou associações consistentes entre características morfoagronômicas e fitoquímicas. As metodologias multicaracteres utilizadas mostraram-se eficientes na seleção de genótipos promissores e no direcionamento de cruzamentos. Adicionalmente, foi realizado um experimento avaliando a resposta de dois genótipos de A. annua sob estresse salino e deficiência de potássio. Os resultados indicaram que o aumento da salinidade reduziu os teores de ART e promoveu incremento de AA, evidenciando alterações na rota biossintética da artemisinina em resposta ao estresse abiótico. Nossos resultados contribuem para o avanço do melhoramento genético de A. annua, fornecendo subsídios para a seleção de genótipos superiores, a conservação de germoplasma e a proposição de descritores morfoagronômicos aplicáveis ao cultivo e produção de artemisinina. |
| Abstract: | Artemisia annua L. is the main natural source of artemisinin (ART), a compound widely used in the treatment of malaria through Artemisinin Combination Therapy. However, the high genetic and phytochemical variability of the species, associated with its allogamous nature and the environmental influence on secondary metabolism, represents a challenge for genetic improvement programs. This thesis aimed to characterize A. annua genotypes using morphoagronomic, agronomic, and phytochemical descriptors to select superior materials for artemisinin enhancement, and to propose descriptors applicable to the characterization, differentiation, and registration of the species with the Ministry of Agriculture and Livestock (MAPA). Experiments were conducted under field conditions with 10 genotypes propagated by cuttings, evaluating traits related to plant growth, biomass, yield, and essential oil content, as well as artemisinin, dihydroartemisinic acid (DHAA), and artemisinic acid (AA) content and yield. Multivariate analyses were also performed to estimate genetic divergence, select descriptors, and identify superior genotypes using methodologies such as REML/BLUP, MGIDI, and GYT. The results demonstrated wide phenotypic, agronomic, and phytochemical variability among the evaluated genotypes. Traits such as branch dry mass, leaf area, plant height, number of branches, and leaf/branch ratio contributed significantly to genetic divergence. Among the phytochemical compounds, the levels of DHAA, ART, and essential oil stood out. The chemical profile of the essential oils showed a predominance of monoterpenes, mainly α-pinene, myrcene, 1,8-cineole, and camphor, which allowed the identification of different chemotypes. The proposed use of quantitative and qualitative morpho-agronomic descriptors proved efficient for characterizing genotypes, allowing differentiation based on plant architecture characteristics, branch color, branching intensity, canopy shape, and phytochemical traits. Qualitative descriptors showed high discriminatory capacity and dynamic behavior throughout plant development, demonstrating potential application in germplasm banks, breeding programs, and cultivar registration and protection processes. The integration of quantitative and qualitative descriptors via FAMD analysis revealed consistent associations between morpho-agronomic and phytochemical characteristics. The multi-trait methodologies used proved efficient in selecting promising genotypes and guiding crosses. Additionally, an experiment was conducted evaluating the response of two A. annua genotypes under saline stress and potassium deficiency. The results indicated that increased salinity reduced ART levels and increased AA levels, demonstrating alterations in the artemisinin biosynthetic pathway in response to abiotic stress. Our results advance A. annua genetic improvement by supporting the selection of superior genotypes, the conservation of germplasm, and the development of morpho-agronomic descriptors applicable to the cultivation and production of artemisinin. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40451 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
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