Origin and evolution of cultivated cucurbits

ABSTRACT

Cucurbits (Cucurbitaceae) are among the most important plant families supplying humans with edible products and useful fibers. Plants of this family are very similar in above ground development, but they have high genetic diversity for fruit shape and other fruit characteristics, resulting in a variety of uses. The objective of this review was to discuss the origin and evolution of the most important cultivated cucurbits. Understanding the evolutionary history and domestication process increase the possibility for better exploiting the genetic diversity for cultivar development. The domestication selection in cucurbits was for shape, less bitter flesh, larger and fewer seeds, and larger fruit size, resulting in high genetic diversity within and among cultivated species. This variation can be associated with the wide range of uses that require different shape, size and a constant ratio between fruit length and fruit diameter. The discussion of the breeding history indicates how artificial selection could speed up changes in fruit characteristics to attend specific uses and increase adaptation to a variety of environmental conditions in which cucurbits are growing worldwide. Although interspecific hybridization has been employed in cucurbit breeding more than in any other family, there is still a high potential for increasing its application for germplasm and cultivar development.

RESUMO

As cucurbitáceas (Cucurbitaceae) são uma das mais importantes famílias de plantas utilizadas para produção de alimentos e fibras. Apesar de a parte aérea das plantas desta família ser muito similar em seu desenvolvimento, grande variabilidade genética tem sido mantida para formato e outras características de fruto, o que aumenta o seu potencial de uso. O objetivo desta revisão foi discutir a origem e a evolução das cucurbitáceas cultivadas. A história da evolução e o conhecimento das alterações ocorridas durante este processo podem facilitar a utilização e a exploração da variabilidade genética para o desenvolvimento de germoplasma e de novas cultivares. A seleção durante o processo de domesticação foi para formato de fruto, redução de gosto amargo na polpa, aumento de tamanho e redução do número de sementes e aumento do tamanho de frutos. Esta seleção permitiu a manutenção de grande variabilidade genética entre e dentro das espécies cultivadas, a qual está associada a uma diversidade de usos que requer diferentes formatos, tamanhos e uma constante relação entre comprimento e diâmetro de fruto. A discussão da história do melhoramento genético de cucurbitáceas mostra como a seleção artificial pode aumentar o ganho de seleção para caraterísticas de fruto, para atender usos específicos, e para adaptabilidade às mais diversas regiões do mundo. Apesar de a hibridação interespecífica ter sido amplamente utilizada no melhoramento genético de cucurbitáceas, ainda existe um grande potencial para aumentar seu uso afim de desenvolver germoplasma e novas cultivares.