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ENCARTE DO INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS Nº 110 – JUNHO/2005 18 4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE 4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE 4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE 4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE 4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃO CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃO CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃO CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃO CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃO Marcos Guimarães de Andrade Landell 1 Luciana Rossini Pinto 1 Silvana Creste 1 Mauro Alexandre Xavier 1 Ivan Antônio dos Anjos 1 Antônio Carlos Machado Vasconcelos 1 Márcio Aurélio Pitta Bidóia 2 Daniel Nunes da Silva 2 Marcelo de Almeida Silva 3 1 Pesquisador Científico do Centro de Cana do Instituto Agronômico (IAC/Apta/SAA), Ribeirão Preto, SP; e-mail: [email protected] 2 Engenheiro Agrônomo do Programa Cana do Instituto Agronômico (IAC/Apta/SAA), Ribeirão Preto, SP. 3 Pesquisador Científico do Pólo Regional Centro-Oeste (DDD/Apta/SAA), Jaú, SP. 1. INTRODUÇÃO A pesar da história da cana-de-açúcar, ao lon- go dos últimos sete sé- culos, estar associada principalmente à produção de açúcar, há registros da propagação vegetativa desse vegetal em seus centros de origem destinada, tam- bém, à ornamentação e à alimentação in natura. Nesse período, os nativos asiáticos propagavam as formas de Saccharum que apresentassem cores mais atraentes associadas ao baixo teor de fibra e caldo mais açucarado. Em 1493, supostamente, Cristóvão Colombo introduziu no “Novo Mundo” a variedade Crioula, resultado de uma hibridação natural entre Saccharum officinarum e Saccharum barberi (BREMER, 1932). Durante apro- ximadamente 250 anos manteve-se em cultivo, sendo substituída, posteriormente, por formas de cana “nobre” (Saccharum officinarum), assim conhecida devido às suas qualidades distinguidas. Como se vê, é bastante antiga a busca por formas varietais que apresentem maior teor de sacarose, destacando-se nesta con- tribuição a espécie Saccharum officinarum, que até o início do século XX era responsável por grande parte da matéria-prima mundial, através de variedades como Bourbon. À doença do sereh e, posteriormente, ao mosaico e à gomose, pode ser creditada a grande importância que assumiu a técnica do melhoramento ge- nético, a partir de 1880. Inicialmente, objetivou-se a resistência às principais doenças conhecidas, utilizando-se como “ferramenta” o cruzamento interespecífico envolvendo Saccharum officinarum, S. spontaneum, S. barberi e S. sinense. A exploração dessas outras espécies proporcionou uma significativa alteração no ideótipo varietal. Plantas, antes sem capacidade de perfilhamento, passaram a apresentar, a partir de então, não apenas tal característica, como também grande habilidade de brotação após o seu corte. Colmos que apresentavam diâmetro excessivo e baixíssimo teor de fibra, agora eram de média grossura, com valores médios-altos de fibra (EDGER- TON, 1955). Desde o advento de hibridações manipuladas, o perfil varietal se distinguiu, oferecendo à indústria uma nova concepção de matéria-prima. Os programas de melhoramento genético da cana conduzidos em dezenas de países têm sido responsáveis por essa mudança essencial, usando para tanto de estratégias de hibridação e seleção diferenciadas. São eles que, atentos às novas demandas, lançam-se no exercício de construir os cenários de médio e longo prazo, equivalente ao seu ciclo de produção tecnológica. 2. PROCESSOS DE SELEÇÃO O sucesso de um programa de melhoramento genético está condicio- nado à utilização e ao manejo corretos dos recursos genéticos ao longo dos ciclos seletivos (RESENDE, 2002). O melhoramento genético da cana-de-açú- car inicia-se com a obtenção de popula- ções com ampla variabilidade genética. Para obtenção dessa variabilidade utili- za-se o processo de hibridação para ge- ração de populações segregantes. Isso pode ser obtido, conven- cionalmente, pelos seguintes tipos de hibridações: a) Cruzamentos Bi-Parentais: cruzamento simples utilizan- do-se dois parentais conhecidos; b) Policruzamentos: quando é utilizado um grupo de paren- tais selecionados, que é intercruzado. Nesse caso, conhece-se so- mente o parental feminino, de onde serão coletadas as panículas fecundadas por machos diversos. No Brasil, a atividade de hibridação tem sido desenvolvida em áreas litorâneas da Bahia e Alagoas, que oferecem condições climáticas bastante favoráveis ao florescimento e à viabilidade dos grãos de pólen. Muitos programas de melhoramento de cana no mundo utilizam-se de “Casa de Fotoperíodo”, ou seja, aplicam con- dições artificiais para induzir o florescimento da cana. O planeja- mento dos cruzamentos é realizado adotando-se como critérios prin- cipais: grau de endogamia entre parentais, teor de açúcar, produti- vidade agrícola, resistência às principais doenças (carvão, mosaico, ferrugem, amarelinho e escaldadura), capacidade de brotação da soqueira e hábito ereto de crescimento da touceira dos genitores. O grau de sucesso nessa etapa correlaciona-se com a qualidade da coleção de genótipos mantida para o fim de hibridação. Ela deve receber, de maneira contínua, germoplasma de diversas origens e, principalmente, conter uma estratégia para incorporação de indi- víduos oriundos do processo de seleção recorrente, que tem como principal objetivo alterar a média populacional dos caracteres no sentido de uma melhor adequação aos interesses agrícolas (VEN- COVSKY e BARRIGA, 1992). O conhecimento da herdabilidade dos caracteres de maior importância econômica também tem um grau de grande importância na eficácia do processo seletivo. Na cana-de-açúcar, o genótipo de cada planta pode ser transmitido integralmente através das gerações e multiplicados via clonagem através dos colmos (BRESSIANI, 2001). Dessa forma, a

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4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE4. SELEÇÃO DE NOVAS VARIEDADES DE

CANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃOCANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃOCANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃOCANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃOCANA-DE-AÇÚCAR E SEU MANEJO DE PRODUÇÃOMarcos Guimarães de Andrade Landell 1

Luciana Rossini Pinto 1

Silvana Creste 1

Mauro Alexandre Xavier 1

Ivan Antônio dos Anjos 1

Antônio Carlos Machado Vasconcelos 1

Márcio Aurélio Pitta Bidóia 2

Daniel Nunes da Silva 2

Marcelo de Almeida Silva 3

1 Pesquisador Científico do Centro de Cana do Instituto Agronômico (IAC/Apta/SAA), Ribeirão Preto, SP; e-mail: [email protected] Engenheiro Agrônomo do Programa Cana do Instituto Agronômico (IAC/Apta/SAA), Ribeirão Preto, SP.3 Pesquisador Científico do Pólo Regional Centro-Oeste (DDD/Apta/SAA), Jaú, SP.

1. INTRODUÇÃO

A pesar da história dacana-de-açúcar, ao lon-go dos últimos sete sé-

culos, estar associada principalmente àprodução de açúcar, há registros dapropagação vegetativa desse vegetal emseus centros de origem destinada, tam-bém, à ornamentação e à alimentaçãoin natura. Nesse período, os nativosasiáticos propagavam as formas deSaccharum que apresentassem cores mais atraentes associadas aobaixo teor de fibra e caldo mais açucarado. Em 1493, supostamente,Cristóvão Colombo introduziu no “Novo Mundo” a variedadeCrioula, resultado de uma hibridação natural entre Saccharumofficinarum e Saccharum barberi (BREMER, 1932). Durante apro-ximadamente 250 anos manteve-se em cultivo, sendo substituída,posteriormente, por formas de cana “nobre” (Saccharum officinarum),assim conhecida devido às suas qualidades distinguidas.

Como se vê, é bastante antiga a busca por formas varietaisque apresentem maior teor de sacarose, destacando-se nesta con-tribuição a espécie Saccharum officinarum, que até o início doséculo XX era responsável por grande parte da matéria-primamundial, através de variedades como Bourbon. À doença do serehe, posteriormente, ao mosaico e à gomose, pode ser creditada agrande importância que assumiu a técnica do melhoramento ge-nético, a partir de 1880. Inicialmente, objetivou-se a resistência àsprincipais doenças conhecidas, utilizando-se como “ferramenta” ocruzamento interespecífico envolvendo Saccharum officinarum,S. spontaneum, S. barberi e S. sinense. A exploração dessas outrasespécies proporcionou uma significativa alteração no ideótipovarietal. Plantas, antes sem capacidade de perfilhamento, passarama apresentar, a partir de então, não apenas tal característica, comotambém grande habilidade de brotação após o seu corte. Colmos queapresentavam diâmetro excessivo e baixíssimo teor de fibra, agoraeram de média grossura, com valores médios-altos de fibra (EDGER-TON, 1955). Desde o advento de hibridações manipuladas, o perfilvarietal se distinguiu, oferecendo à indústria uma nova concepçãode matéria-prima. Os programas de melhoramento genético da canaconduzidos em dezenas de países têm sido responsáveis por essamudança essencial, usando para tanto de estratégias de hibridaçãoe seleção diferenciadas. São eles que, atentos às novas demandas,lançam-se no exercício de construir os cenários de médio e longoprazo, equivalente ao seu ciclo de produção tecnológica.

2. PROCESSOS DE SELEÇÃO

O sucesso de um programa demelhoramento genético está condicio-nado à utilização e ao manejo corretosdos recursos genéticos ao longo dosciclos seletivos (RESENDE, 2002). Omelhoramento genético da cana-de-açú-car inicia-se com a obtenção de popula-ções com ampla variabilidade genética.Para obtenção dessa variabilidade utili-za-se o processo de hibridação para ge-

ração de populações segregantes. Isso pode ser obtido, conven-cionalmente, pelos seguintes tipos de hibridações:

a) Cruzamentos Bi-Parentais: cruzamento simples utilizan-do-se dois parentais conhecidos;

b) Policruzamentos: quando é utilizado um grupo de paren-tais selecionados, que é intercruzado. Nesse caso, conhece-se so-mente o parental feminino, de onde serão coletadas as panículasfecundadas por machos diversos.

No Brasil, a atividade de hibridação tem sido desenvolvidaem áreas litorâneas da Bahia e Alagoas, que oferecem condiçõesclimáticas bastante favoráveis ao florescimento e à viabilidade dosgrãos de pólen. Muitos programas de melhoramento de cana nomundo utilizam-se de “Casa de Fotoperíodo”, ou seja, aplicam con-dições artificiais para induzir o florescimento da cana. O planeja-mento dos cruzamentos é realizado adotando-se como critérios prin-cipais: grau de endogamia entre parentais, teor de açúcar, produti-vidade agrícola, resistência às principais doenças (carvão, mosaico,ferrugem, amarelinho e escaldadura), capacidade de brotação dasoqueira e hábito ereto de crescimento da touceira dos genitores. Ograu de sucesso nessa etapa correlaciona-se com a qualidade dacoleção de genótipos mantida para o fim de hibridação. Ela devereceber, de maneira contínua, germoplasma de diversas origens e,principalmente, conter uma estratégia para incorporação de indi-víduos oriundos do processo de seleção recorrente, que tem comoprincipal objetivo alterar a média populacional dos caracteres nosentido de uma melhor adequação aos interesses agrícolas (VEN-COVSKY e BARRIGA, 1992). O conhecimento da herdabilidade doscaracteres de maior importância econômica também tem um grau degrande importância na eficácia do processo seletivo.

Na cana-de-açúcar, o genótipo de cada planta pode sertransmitido integralmente através das gerações e multiplicados viaclonagem através dos colmos (BRESSIANI, 2001). Dessa forma, a

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nova variedade de cana estará disponível na população na primeirafase de seleção (geração F1), ou seja, teoricamente, se houvesseminstrumentos de discernimento eficazes, a variedade seria obtidalogo após o processo de hibridação. No entanto, isso é normalmenteatingido após 10 anos de avaliações contínuas. Nesse período,amplia-se a área experimental, as observações são repetidas emdiferentes condições edafoclimáticas e distintos anos e, assim, osmelhores materiais se distinguem. O eficaz progresso genéticodecorre da habilidade do melhorista em conduzir eficientementetodas as etapas desse longo processo, desde o planejamento dahibridação até os ensaios de competição em diferentes locais eépocas de colheita, passando por etapas de seleção em que o com-ponente tácito é bastante exercitado. Diversos trabalhos destacama base comum na árvore genealógica dos principais programas demelhoramento de cana no mundo (TAI e MILLER, 1978; POMMERe BASTOS, 1984; PIRES, 1993). Esse estreitamento da base genéticaé um aspecto crítico em relação à endogamia, afetando a variabili-dade genética das populações. Na prática, porém, o que ocorre é aconstatação de variabilidade em níveis que ensejam uma seleçãosatisfatória e ganhos genéticos significativos, principalmente, parao caráter produção agrícola. O fato de a cana-de-açúcar ser mul-tiplicada via propagação vegetativa perpetua formas que podemapresentar alto grau de heterose, proporcionando a segregaçãoconstatada em F1.

Os componentes de produção determinantes para o potencialagrícola são: altura de colmo (h), número de perfilhos (C) e diâmetrode colmos (d). Considerando-se a densidade do colmo igual a 1, ovalor da tonelada de cana por hectare (TCH) pode ser estimada pelafórmula abaixo, no espaçamento entre os sulcos (E) (Figura 1):

Figura 1. Componentes de produção em cana-de-açúcar e o cálculo doTCH volumétrico.

2.1. Fases da seleção

2.1.1. Seleções iniciais

O termo seleção é definido como a reprodução diferencialdos diferentes genótipos em condições naturais ou sob interven-ção do homem, esta última conhecida como seleção artificial, basea-da em critérios definidos pelo próprio melhorista (RESENDE, 2002).

Para exemplificar o processo de seleção, será doravante re-portado o que é executado no programa de melhoramento de canado Instituto Agronômico de Campinas (IAC).

Após a obtenção das sementes, essas serão germinadasno Núcleo de Produção de Seedlings instalado na Unidade de

Pesquisa e Desenvolvimento de Jaú/APTA. Posteriormente, osseedlings produzidos serão distribuídos em oito regiões com carac-terísticas edafoclimáticas distintas, abrangendo algumas das maisimportantes áreas canavieiras do Centro-Sul do Brasil. Esses pontosde introdução são: Piracicaba, Ribeirão Preto, Jaú, Mococa, Pindo-rama, Assis e Adamantina, no Estado de São Paulo, e Goianésia, noEstado de Goiás (Figura 2).

Figura 2. Regiões de estudo: introdução e seleção de seedlings e de clonesde cana-de-açúcar pelo Programa Cana IAC.

Mato Grosso

AdamantinaPindorama

Ribeirão

Mococa

Assis

Piracicaba

Jaú

São Paulo

Goiás

Minas Gerais

Goianésia

Mato Grosso

Distrito

Bahia

Regiões de estudo: introdução e seleção de seedlings

50o0’0”W

20o 0

’0”S

20o 0

’0”S

50o0’0”W

Localização

Rio de Janeiro

Tocantins

Oceano Atlântico

No Quadro 1 são apresentadas todas as fases de seleçãoque integram o programa de melhoramento de cana desenvolvidopelo IAC. Para avaliação das fases descritas, as características serãoquantificadas pelas escalas conceituais apresentadas no Quadro 2.Essa escala conceitual é aplicada, principalmente, nas fases ini-ciais de seleção com o intuito de aprimorar a percepção tácita domelhorista.

A escala de conceito 1 é utilizada para características como:altura, perfilhamento, diâmetro de colmo, germinação e brotação desoqueiras. A escala 2 presta-se para avaliações fitopatológicas, prin-cipalmente relacionadas à ferrugem (AMORIN et al., 1987), utili-zando-se, para tanto, de diagrama com a intensidade de sintomasfoliares. Conceitua-se, ainda, o florescimento e o hábito de cresci-mento de touceiras. Adota-se, para a variedade padrão, a nota 4,no caso das características relacionadas à produção, tais como alturae diâmetro de colmos e perfilhamento.

Na primeira fase de seleção FS1, instala-se o campo deseedlings com as plantas individualizadas em touceiras, adotan-

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Na fase FS2, instala-se o campo de seleção com a multipli-cação de duas linhas de 3 m por clone (2 x 3). Nessa segunda fase

Quadro 2. Escala conceitual de notas para avaliação de clones em fasesde seleção no Programa Cana IAC.

Nota Conceito 1 Conceito 2

1 Excepcional Muito resistente2 Ótimo Resistente3 Muito bom Moderadamente resistente

4 Bom Intermediária +5 Médio Intermediária -6 Abaixo da média Moderadamente suscetível

7 Inferior Suscetível8 Ruim Muito suscetível9 Péssimo Extremamente suscetível

Fonte: AMORIN et al. (1987); LANDELL (1995).

Grupomédio

Gruposuperior

Grupoinferior

é feita uma pré-avaliação utilizando-se das escalas conceituais paracaracterísticas morfológicas e condições fitossanitárias, além doBrix. Após a identificação dos melhores genótipos, é realizada abiometria, conforme a seguinte metodologia:

• Altura do colmo: medido da base à inserção da folha +3,amostrando-se cinco colmos seguidos na linha;

• Diâmetro do colmo: estimado nos mesmos cinco colmos,mensurado no meio do internódio na altura dada por um terço decomprimento do colmo;

• Número de colmos: estimado com a contagem dos colmosde todas as linhas da parcela.

A fase FS3 consiste de um campo de seleção onde cadaclone está numa parcela de oito linhas de 5 m (8 x 5). Nessa fasesão realizadas as mesmas avaliações da fase anterior e em épocastambém semelhantes.

Concomitantemente, são mantidos os campos de seleçãodas fases FS2 e FS3, permitindo as observações, no mesmo perío-do, dos parâmetros de produção e da longevidade de produção. Aavaliação tecnológica é realizada coletando-se amostras na socade FS2 em três épocas distintas para caracterizar a curva de ma-turação de cada genótipo.

2.1.2. Ensaios de competição varietal

Os clones que se destacarem na fase FS3 participarão dosensaios de seleção nas empresas sucroalcooleiras colaboradoras

Quadro 1. Cronograma das fases de seleção no programa de melhoramento de cana IAC.

Plantio Seleção e colheita Tipo de avaliação(mês/ano) (mês/ano)

Hibridação realizada em Maio/ano 0. Germinação das sementes em Agosto/ano 0

FS1 ⇒ Seedlings Novembro/ano 0 Junho/ano 1 Levantamento de doenças nas progênies em cana-plantade FS1

Março/ano 2 Seleção fenotípica em soca de FS1 através da avaliaçãode diâmetro de colmo, altura, perfilhos, Brix refratomé-trico e aspecto fitossanitário

FS2 ⇒ Clones Março/ano 2 Dezembro/ano 2 Seleção fenotípicaMarço/ano 3 Seleção fenotípica e quantificação biométrica para

plantio de FS3

Abril, maio e agosto/ano 3 Análise tecnológica

Junho-agosto/ano 3 Avaliação de outros caracteres (florescimento,isoporização e hábito de touceira, etc.)

Março/ano 4 Seleção na soca de FS2

Março/ano 4 Fevereiro/ano 5 Escolha de clones para serem estudados em ensaiosregionais com base nas informações simultâneas doscampos FS2 e FS3

Março/ano 5 1o corte = ano 6 TCH, PCC, TPH, curva de maturação, caracterização2o corte = ano 7 biométrica (altura, diâmetro e número de colmos)

Em fevereiro/ano 7 faz-se a eleição dos melhoresclones os quais deverão ser multiplicados visando aoteste estadual no ano 8

Março/ano 8 1o corte = ano 9 TCH, PCC, TPH, curva de maturação, caracterização2o corte = ano 10 biométrica (altura, diâmetro e número de colmos)

Ano 10 = criação de viveiros estratégicos, incluindo osclones que provavelmente serão consideradosvariedades

LIBERAÇÃO DA VARIEDADE ANO 1 1-12

Planta individual, com as touceirasespaçadas 0,50 m na linha e 1,50 mna entrelinha

FS3 ⇒ ClonesOito linhas de 5 metros, espaçadasem 1,50 m nas entre linhas

Ensaios regionaisParcela de cinco linhas de 8 metros,espaçadas em 1,50 m, utilizando-se odelineamento em blocos ao acaso comquatro repetições

3o corte = ano 84o corte = ano 9

Ensaios EstaduaisCompetição eÉpocas de colheita

Duas linhas de 3 m, espaçadasem 1,50 m nas entrelinhas

3o corte = ano 114o corte = ano 12

Fases

do-se o espaçamento de 1,50 m entre linhas e 0,50 m entre plantas.São realizadas observações ao longo dos ciclos de cana-planta ecana-soca, quantificando índices de doenças nas progênies. Aseleção final é feita em cana-soca aproximadamente nove mesesapós o primeiro corte, utilizando-se de critérios visuais e do refra-tômetro de campo para avaliação do Brix. Atualmente, adota-se aseleção massal com taxas de seleção diferenciadas em função daqualidade da família.

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do programa. Atualmente, cerca de 200 ensaios de competiçãovarietal (ensaios regionais e estaduais) são conduzidos juntamentecom usinas e cooperativas. O software CAIANA foi criado comoum instrumento gestor, permitindo grande dinamismo para a rea-lização dos relatórios estatísticos desses ensaios (Tabela 1). Umarede de 40 empresas integram o chamado PROCANA IAC. A gera-ção de dados em parceria com estas empresas permite que elastenham contato precoce com a tecnologia variedade a ser lançadaposteriormente pelo IAC. Essa estratégia aumenta a eficácia dadifusão de tecnologias IAC, permitindo sua adoção mais efetivapelo setor sucroalcooleiro.

2.2. Caracterização dos ambientes de produção

Cabe ao melhorista, portanto, selecionar os indivíduossuperiores, sendo que esta tarefa muitas vezes é dificultada quandose trabalha em diferentes ambientes, e não se tem a preocupaçãode caracterizá-los em relação ao seu potencial edafoclimático. Umaestratégia adotada é o desenvolvimento de pequenos programasregionais, reduzindo, assim, a diversidade ambiental e suas intera-ções na população introduzida. Essa estratégia não impede de seselecionar genótipos de adaptação ampla, com base na média dosdiversos locais. Mas a opção por uma seleção específica para cadalocal considerado deverá proporcionar ganhos superiores, comoconstatado por Bressiani (2001).

O programa de melhoramento de cana desenvolvido peloInstituto Agronômico de Campinas adota, inicialmente, uma estra-tégia de seleção regional, em que indivíduos adaptados a cada umadas regiões destacadas na Figura 1 são eleitos. Teoricamente, nofinal desse processo de seleção regional, tem-se uma variedaderegional, em um curto espaço de tempo (6 a 7 anos). Para tanto, aacumulação de observações em anos sucessivos, abrangendo ci-clos distintos das plantas (cana-planta, cana-soca e ressoca), in-teragindo com anos agrícolas subseqüentes, é usada como prin-cipal ferramenta para o exercício do discernimento do melhorista.Estratégias semelhantes são utilizadas nos programas de melho-ramento de cana da Austrália (COX et al., 2000), da África do Sul(SASA, 2004) e do Caribe (KENNEDY e RAO, 2000).

Conforme pode-se observar no Quadro 3 e na Tabela 2,regiões como Ribeirão Preto, Assis e Piracicaba diferem acentua-damente nos parâmetros climáticos. Assim, na região 02, existe ummaior excedente hídrico no período de crescimento vegetativo emrelação às demais, o que, associado às elevadas temperaturas,justifica as altas produtividades aí alcançadas. A região de Assis,dentre todas as estudadas, é a única que não apresenta déficithídrico histórico no período de maturação, prejudicando esse pro-cesso fisiológico. Destaca-se também, a grande diferença dasregiões 01 e 07 em relação às médias de temperaturas nos períodosde crescimento vegetativo e maturação, com diferenças médias de2,2oC e 3,0oC, respectivamente.

No Quadro 4 estão relacio-nadas as características inerentes àsregiões de estudo que, no processode seleção, são metas peculiares aserem agregadas às outras caracte-rísticas varietais prioritárias.

Como ilustração, pode-sedestacar a região 01, onde existe umesforço no sentido de identificargenótipos com maior potencial dedesenvolvimento no período de se-tembro a abril, ou seja, que apresentegrande eficiência no aproveitamentoda água disponível no período, oque, normalmente, ocorre nos clonesde maior tolerância ao alumínio. Naregião 02, por exemplo, que se des-taca pelo grande déficit hídrico noperíodo de maturação, agravado pelaalta freqüência de solos ácricos, bus-ca-se genótipos capazes de sobres-sair na brotação no período de secae, posteriormente, no crescimentodas touceiras. O oposto ocorre naregião de Assis, onde uma grandeênfase é dada para o potencial dematuração, pois esse consiste naprincipal limitação para a produti-vidade agroindustrial competitiva.

2.3. Manejo varietal

A produtividade agrícola,expressa por uma determinada cul-tivar, é conhecida como expressãofenotípica para o caráter em ques-tão, e composta pelo genótipo da

Tabela 1. Relatório estatístico de um experimento de competição varietal da rede de ensaios IAC.

PROGRAMA CANA IAC

ENSAIO ESTADUAL 2000 – COLHEITA PRECOCE (média de 3 cortes)

Ensaio : Estadual 2000 - Ribeirão Preto Época: 1 Espaçamento : 1,5Usina: Us. São Martinho Plantio: 16/03/00 Município: Pradópolis Solo: LRm

Altitude: Ambiente: B2

Variedade FIBRA POL TCH TPH

IAC91-2195 9,92 12i a 13,2 4d ab 124,6 1s a 16,5 1s a

* RB855156 10,02 10i a 13,4 2s ab 118,1 3s abc 16,0 2s a

IAC91-2137 11,05 2s a 13,4 1s a 114,3 4d abc 15,5 3s ab

IAC91-2205 9,93 11i a 12,5 11i ab 120,8 2s ab 15,4 4d ab

IAC91-2218 10,65 4d a 13,0 5d ab 111,7 7d bc 14,8 5d ab

* RB835486 10,72 3d a 13,2 3d ab 110,8 10d bc 14,8 6d ab

IACSP93-6048 10,55 6d a 12,9 8d ab 113,6 6d abc 14,7 7d ab

IAC91-4216 10,38 7d a 12,7 10i ab 113,6 5d abc 14,6 8d ab

* IAC86-2210 10,16 9i a 13,0 7d ab 110,9 9d bc 14,6 9d ab

* SP80-1842 11,24 1s a 13,0 6d ab 111,1 8d bc 14,5 10d ab

IACSP93-7009 10,59 5d a 12,8 9i ab 106,5 11i cd 13,8 11i bc

IAC91-5035 10,36 8d a 12,4 12i b 96,1 12i d 12,1 12i c

Médias 10,47 13,0 112,7 14,8

Méd. Padões 10,54 13,1 112,7 15,0

DMS 1,57 1,0 12,2 2,1

CV 5,57 2,85 4,01 5,17

QMRES 0,34 0,14 20,39 0,58

Lim. Inf. 10,19 12,9 110,0 14,5

Lim. Sup. 10,88 13,4 115,4 15,4

FVAR 1,57 2,33* 755** 6,32**

Prob. > F 0,18 0,04 0,00 0,00

Ensaios analisados

Usina Tipo Plantio Estádio de corte Data do corte Ciclo

Us. São Martinho Est. 2000 - Época 3/16/2000 1 5/24/2001 434Us. São Martinho Est. 2000 - Época 3/16/2000 2 5/22/2002 363Us. São Martinho Est. 2000 - Época 3/16/2000 3 5/8/2003 351

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Tabela 2. Dados de precipitação e evapotranspiração potencial (P – Etp), temperaturas máximas e mínimas no período de crescimento vegetativo(C. Veg.- outubro a março) e no período de maturação (Mat. – abril a setembro) e grupos de solos predominantes.

P – Etp Temperaturas máximas Temperaturas mínimas

C. Veg. Mat. C. Veg. Mat. C. Veg. Mat.

01- Piracicaba + 268,4 - 161,3 29,2 25,9 16,6 10,5 Argissolos e Latossolos

02 - Ribeirão Preto + 452,6 - 141,2 30,0 27,5 17,2 12,5 Latossolos

03 - Jaú + 303,6 - 88,2 29,2 26,0 17,5 13,0 Latossolos

04 - Mococa + 439,2 - 126,8 29,6 26,8 17,0 12,5 Argissolos

05 - Pindorama + 307,6 - 118,4 29,8 26,9 18,0 13,2 Argissolos

06 - Assis + 360,6 + 40,8 29,3 26,0 17,1 11,9 Latossolos e Argissolos

07 - Adamantina + 195,0 - 105,0 31,5 28,7 18,7 13,7 Latossolos e Argissolos

08 - Goianésia + 256,15 - 501,7 30,96 31,67 20,67 18,12 Latossolos

Quadro 4. Características peculiares objetivadas no processo de seleção em cada uma das regiões de estudo.

Problemas fitossanitários priorizadospor região

01 - Piracicaba Aumento do potencial de produção agrícola e tolerância ao alumínio Ferrugemem subsuperfície

02 - Ribeirão Preto Maior capacidade de brotar em período de estresse hídrico Mosaico, Escaldadura

03 - Jaú Maior resistência às doenças fúngicas, maior capacidade de produção Ferrugem, Carvão, Escaldaduraem solos de baixa fertilidade

04 - Mococa Maior potencial de maturação em condições de baixo estresse hídrico Ferrugem

05 - Pindorama Maior capacidade de brotação em período de estresse hídrico Escaldadura, Nematóides

06 - Assis Maior potencial de maturação em condições de baixo estresse hídrico Mosaico, Estrias de folhas, Ferrugem

07 - Adamantina Capacidade de realizar grande acúmulo de massa verde no período de Carvãocrescimento vegetativo

08 - Goianésia Capacidade de suportar período de estresse hídrico e ausência de Carvãoflorescimento

planta somado ao efeito ambiental e a interação desses dois com-ponentes. O manejo varietal em cana-de-açúcar é uma estratégiaque procura explorar os ganhos gerados da interação genótipoversus ambiente, ou seja, tem como objetivo alocar diferentescultivares comerciais no ambiente que proporcione a melhor ex-pressão produtiva dessa no contexto considerado. Essa visãoengloba um conhecimento especializado sustentado por elementostácitos somados às informações geradas em um nicho específico. Aqualificação do ambiente de produção fornece material essencialpara essas interpretações, proporcionando a adoção de estratégiasde manejo que reúnam ambientes mais homogêneos a partir da

Quadro 3. Características edafoclimáticas das oito regiões de seleção utilizadas pelo Programa Cana IAC.

Regiões Clima* Solo

Piracicaba Cwa Latossolo Vermelho distrófico; Argissolo Vermelho-Amarelo distróficoRibeirão Preto Cwa para Aw Latossolos Vermelhos eutroférricos, distroférricos, acriférricosJaú Cwa Latossolos Vermelhos eutroférricos, distroférricos, Latossolos Vermelhos distróficosMococa Aw Latossolos Vermelhos eutróficos, distróficoPindorama Aw Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico, Latossolo Vermelho eutróficoAssis Cwa para Cfa Neossolo QuartzarênicoAdamantina Cwa Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico, Latossolo Vermelho eutróficoGoianésia Cwa Latossolos eutróficos, mesotróficos e distróficos

* Classificação segundo Köppen.

Regiões Solos predominantes

Regiões Características peculiares priorizadas

estratificação de sub-regiões equivalentes. A estratificação é umprocedimento útil, mas restrito em sua eficácia em razão de ocorrênciade fatores incontroláveis dos ambientes, como temperatura e chuvas.

Os conceitos de ambientes de produção são insuficientesquando se desconhece a resposta do genótipo em relação à diver-sidade ambiental. Assim, uma cultivar deve ser analisada sob osseguintes critérios:

a) Capacidade produtiva;

b) Responsividade;

c) Estabilidade fenotípica.

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Alguns autores reconhecem o genótipo ideal como aqueleque tem alta capacidade produtiva, é responsivo para ambientesfavoráveis, além de pouco afetado por condições desfavoráveis(por exemplo: IACSP93-3046, na Figura 3). No entanto, há varieda-des que, apesar de terem comportamento mediano sob condiçõesambientais desfavoráveis, se sobressaem nos melhores ambien-tes, caracterizando-se como responsivas/exigentes (por exemplo:IACSP94-2101, na Figura 3). Outras se destacam apenas em am-bientes desfavoráveis e são denominadas rústicas/não exigentes(por exemplo: IACSP94-2094, na Figura 3). Freqüentemente, ascultivares que se enquadram nesse último grupo têm menor poten-cial produtivo.

Com base na rede de experimentação do PROCANA IAC,construiu-se o Quadro 5, estabelecendo a amplitude dos ambientese a época de colheita mais apropriadas para cada uma das varie-dades citadas. A caracterização das novas variedades também éfeita por critérios morfológicos (Figura 4).

3. APLICAÇÕES DA BIOTECNOLOGIA NO

MELHORAMENTO DA CANA-DE-AÇÚCAR

A biotecnologia constitui uma ferramenta valiosa para osprogramas de melhoramento genético, principalmente por oferecera possibilidade de reduzir o tempo gasto na produção de novasvariedades com características agronômicas desejáveis. Embora aaplicação da biotecnologia na cana-de-açúcar seja relativamenterecente, progressos têm sido obtidos nas diferentes áreas de pes-quisa. Marcadores moleculares, por exemplo, têm sido amplamenteutilizados em estudos de diversidade genética e caracterização degermoplasma, os quais são fundamentais para ampliar a base ge-nética das variedades de cana-de-açúcar. Esses marcadores tambémapresentam o potencial de diferenciar de forma segura e precisaclones individuais, proporcionando perfis únicos de DNA, isto é,uma “impressão digital” (fingerprinting) para cada clone de inte-resse. Este tipo de análise é essencial quando se deseja protegerlegalmente uma nova variedade, garantindo ao melhorista a suapatente e, conseqüentemente, o retorno do investimento financeiroà Instituição de Pesquisa envolvida no desenvolvimento da novavariedade.

Outra aplicação dos marcadores moleculares é a construçãode mapas de ligação, os quais permitem a localização de regiõesgenômicas de efeito significativo na expressão de característicasagronômicas importantes. A disponibilidade de marcadores gené-ticos fortemente ligados a genes de resistência, por exemplo, podeauxiliar na identificação de plantas resistentes, nas fases iniciais deavaliação, sem a necessidade de submeter as mesmas ao ataque dopatógeno.

Estudos de expressão gênica, pela análise das etiquetas deseqüências expressas (ESTs), obtidas em estímulo a diferentes sinaisdo ambiente, como estresse biótico e abiótico, têm permitido iden-tificar os genes diretamente envolvidos em cada resposta. A iden-tificação desses genes apresenta conseqüências significativastanto para o mapeamento quanto para a manipulação genética.

Certamente, o grande impacto da biotecnologia no melho-ramento da cana-de-açúcar advém do desenvolvimento de varie-dades transformadas. A busca contínua por estratégias de controlede doenças na produção agrícola, bem como a necessidade cres-cente de uma agricultura sustentável, têm despertado grande inte-resse na tecnologia de organismos geneticamente modificados comouma ferramenta moderna para incorporação de características de

CASO 1:IACSP93-3046, VARIEDADE ESTÁVEL E RESPONSIVA

Figura 3. Comportamento de diferentes variedades de cana-de-açúcarquando testadas em ambientes distintos.

interesse na cana-de-açúcar. Dessa forma, genes conferindo re-sistência às pragas e doenças e tolerância a herbicidas, a alumínio eà seca poderão ser diretamente inseridos em materiais elites, garan-tindo o potencial produtivo desses materiais.

CASO 2:IACSP94-2101, VARIEDADE EXIGENTE E RESPONSIVA

CASO 3:IACSP94-2094, VARIEDADE RÚSTICA E NÃO RESPONSIVA

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Figura 4. Características morfológicas da variedade IAC91-5155.

4. REFERÊNCIAS

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Quadro 5. Indicação de alocação de variedades, considerando-se os ambientes deprodução e época de colheita (baseado no banco de ensaios PROCANAIAC).