BOTÂNICA DA CANA DE AÇÚCAR

BOTÂNICA DA CANA DE AÇÚCAR

A cana-de-açúcar é uma espécie vegetal de grande importância para a agriculta brasileira e mundial. Segundo Daniels e Roach (1987), trata-se de uma espécie alógama, da família Gramíneae (Poaceae) tribo Andropogoneae, gênero Saccharum. Dentro do gênero Saccharum, ocorrem principalmente seis espécies: S. officinarum L. (2n = 80), S. robustum Brandes e Jeswiet ex Grassl (2n = 60-205), S. barberi Jeswiet (2n = 81-124), S. sinense Roxb. (2n = 111-120), S.spontaneum L. (2n = 40-128), e S. edule Hassk. (2n = 60-80). Como genomas de todas essas espécies podem estar participando de alguma forma dos cultivares modernos, considera-se que a cana-de-açúcar é uma das espécies cultivadas de maior complexidade genética.

Diversos artigos, dissertações, teses e livros apresentam em detalhes como tem sido feito o melhoramento genético da cana-de-açúcar no Brazil e no mundo. Como exemplo podem ser citados Stevenson (1965), Blackburn (1983), Berding e Roach (1987), Berding and Skinner (1987), Breaux (1987), Heinz e Tew (1987), Hogarth (1987), Tew (1987), Machado Jr et al. (1987), Matsuoka e Arizono (1987), Peixoto (1986), Matsuoka (1988), Bressiani (1993; 2001), Arizono (1994; 1999), Pires (1993), Landell e Alvarez (1993), Machado Jr (1993), Matsuoka et al. (1999a; 1999b) e Landell e Bressiani (2008), dentre uma extensa lista. Nos itens relacionados ao melhoramento, que serão apresentados a seguir, apresentaremos os principais aspectos abordados nesses textos, sendo que nossas principais referências foram os textos de Matsuoka et al. (1999a; 1999b), cuja consulta recomendamos para maiores detalhes.

BREVE HISTÓRICO SOBRE O MELHORAMENTO NO BRASIL

Matsuoka et al. (1999a) apresentam em detalhes como se iniciou o melhoramento no Brasil, a partir do século XIX. Resumidamente, os autores mencionam que os primeiros relatos de que as sementes (e não os colmos) de cana-de-açúcar poderiam originar descendentes foi feito em Barbados, em 1858 (Deerr, 1921; Stevenson, 1965). Porém, assume-se que o melhoramento iniciou-se efetivamente em 1885, em Java, a partir da germinação de sementes de S. Spontaneum. No Brasil, entretanto, em 1842, o médico Gervásio Caetano Peixoto Lima (Peixoto Lima, 1842) afirmou numa defesa de tese que a cana-de-açúcar se reproduzia a partir de sementes sexuais. Esse fato, aliado a vários outros, parece indicar que o Brasil figura entre os pioneiros na obtenção de novas variedades de valor comercial a partir de sementes.

A partir do início do século XX, houve aumento da preocupação com a baixa produtividade dos canaviais, bem como com o aumento das pragas (Deerr, 1921; Aguirre Jr, 1936; Edgerton, 1955; Dantas, 1960; Stevenson, 1965; Andrade, 1985). Em função disso, passou a haver intenso intercâmbio de germoplasma entre vários países, sendo os proprietários de engenhos os principais responsáveis por isso (Matsuoka et al. 1999a). No entanto, em momentos em que os produtores se sentiam pressionados por crises no setor, houve iniciativas para a criação de estações experimentais (GERAN, 1971).

Atualmente, o Brasil possui 4 programas de melhoramento da cana-de-açúcar principais: 1) Programa Cana do Instituto Agronômico de Campinas, iniciado em 1933; 2) Programa de Melhoramento Genético da Cana-de-açúcar da RIDESA (Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro), formado por Universidades Federais e com início em 1971 como PLANALSUCAR; 3) Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), que iniciou seus trabalhos em 1968 (como COPERSUCAR); 4) CanaVialis, que iniciou suas atividades em março de 2003.

MÉTODOS DE MELHORAMENTO

Apesar de existirem grandes diferenças nos detalhes sobre como os programas de melhoramento do Brasil (e do mundo) conduzem suas atividades, há alguns pontos em comum que serão aqui destacados. Em essência, o melhoramento baseia-se na seleção e clonagem de genótipos superiores presentes em populações segregantes, que são obtidas através de cruzamentos sexuais entre indivíduos diferentes. O sucesso desses processos depende de vários fatores, dentre os quais a escolha adequada dos genitores de forma a maximizar a chance de obter ganhos com a seleção, a instalação de experimentos com boa precisão experimental, a escolha correta dos caracteres e épocas de avaliação. A maioria das características consideradas na seleção são de natureza quantitativa e controladas por muitos locos (QTL's), tais como teor de sólidos solúveis, teor de sacarose, diâmetro e número de colmos, teor de fibras, resistência ao acamamento e florescimento, precocidade, resistência a pragas e doenças, etc.

Anualmente, os programas de melhoramento geram populações segregantes formadas de milhares de plântulas, as quais serão posteriormente submetidas à seleção. O número de plântulas (ou seedlings) varia de acordo com o programa, e depende de fatores técnicos e econômicos. Essas populações segregantes são então submetidas à seleção em diferentes esquemas, que são apresentados a seguir.

i) Geração de variabilidade para efetuar seleção

A variabilidade genética disponível para seleção provém de cruzamentos sexuais e pode ser realizada de diferentes maneiras (Matsuoka et al., 1999a; 1999b): a) cruzamentos biparentais, onde cruzamentos são feitos usando dois genitores conhecidos, podendo algum deles ser usado exclusivamente como fêmea; b) policruzamentos, quando um grande número de genótipos é intercruzado; nesse caso, colhe-se sementes nas panículas de todos genitores envolvidos, o que impede a identificação da fonte de pólen; c) polinização livre, onde sementes são colhidas em plantas crescendo livremente.

Em termos genéticos, os cruzamentos devem ser planejados de tal maneira que seja maximizada a probabilidade de seleção de genótipos que podem ser liberados como cultivares comerciais. Para tanto, uma alternativa bastante usada consiste em se escolher como genitores materiais com boa performance para características de interesse econômico (Matsuoka et al., 1999a), o que evidentemente ocorre para os cultivares usados comercialmente. Vale ressaltar que isso pode levar a um estreitamento da base genética (Lima et al., 2001).

Uma vez que a cana-de-açúcar é uma espécie alógama, os cruzamentos devem ser planejados de forma a evitar a ocorrência de cruzamentos entre indivíduos aparentados. Isso pode ser conseguido com base nas genealogias dos materiais, bem como na divergência genética obtida com marcadores moleculares (Lima et al., 2001). Outros critérios, como complementariedade dos caracteres, capacidade de combinação dos materiais em cruzamentos, capacidade de cada material de

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