METODOLOGIA PARA SELEÇÃO DE FAMÍLIAS RB DA SÉRIE 07 NAS FASES INICIAIS DO MELHORAMENTO DE CANA-DE-AÇÚCAR

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA MELHORAMENTO GENÉTICO DE PLANTAS METODOLOGIA PARA SELEÇÃO DE FAMÍLIAS RB DA SÉRIE 07 NAS FASES INICIAIS DO MELHORAMENTO DE CANA-DE-AÇÚCAR AMANDA EMANUELLA ROCHA DE SOUZA Recife Setembro, 2009

2 Metodologia para seleção de famílias RB da série 07 nas fases iniciais Amanda Emanuella Rocha de Souza Comitê de orientação Prof. Dr. Francisco José de Oliveira Dr. Djalma Euzébio Simões Neto

3 ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO INTRODUÇÃO GERAL; REVISÃO DA LITERATURA; Características botânicas; Melhoramento genético da cana-de-açúcar Variância e parâmetros genéticos Herdabilidade (h 2 ) Correlação entre Caracteres de Seleção Divergência genética em cana-de-açúcar Análise de Agrupamento CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA;

4 ROTEIRO DE APRESENTAÇÃO META; OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS; METODOLOGIA; CRONOGRAMA; ORÇAMENTO.

5 INTRODUÇÃO Área ocupada e a produção no Brasil (CONAB, 2009): 7,7 milhões de hectares; 571 milhões de toneladas (SAFRA 2008/2009) NE 3ª posição no ranque nacional + de 64 milhões de toneladas; Pernambuco (CONAB, 2009) 400 mil hectares 19 milhões de toneladas (SAFRA 2008/2009) 2º maior produtor do NE.

6 REVISÃO DE LITERATURA CARACTERÍSTICAS BOTÂNICAS Planta; Reprodução; Propagação; Fotossíntese; Classificação; Variedades. Saccharum officinarum; com participação de: S. spontaneum, S. sinensis e S. barberi, e, em alguns, de S. robustum MATSUOKA et al., 2005

7 REVISÃO DE LITERATURA AVANÇOS NO MELHORAMENTO A cana-de-açúcar é um dos principais produtos no cenário econômico e social brasileiro, e o seu sucesso está ligado ao melhoramento genético com seleção de novas variedades (ROSSE et al., 2002). MELHORAMENTO GENÉTICO Três décadas mais 30% de aumento SUCESSO (BARBOSA et al., 2000) (FERREIRA et al., 2005) CLONES PROMISSORES SÃO CRUZADOS SEMENTES PLÂNTULAS ETAPAS DE SELEÇÃO CAMPO

8 REVISÃO DE LITERATURA MELHORAMENTO GENÉTICO DA CANA-DE-AÇÚCAR SELEÇÃO escolha dos genitores escolha dos cruzamentos 13 a 15 anos seleção na população de indivíduos oriundos dos cruzamentos realizados nas etapas subseqüentes com a seleção clonal

9 REVISÃO DE LITERATURA Variedades Tempo Degenerescência Redução da capacidade produtiva das variedades comerciais Principal problema da lavoura canavieira Pesquisar constantemente local de exploração (STUPIELLO, 2002)

10 REVISÃO DE LITERATURA SELEÇÃO DE FAMÍLIAS As fases iniciais de seleção em cana-de-açúcar são denominadas de ensaios em T1, T2 e T3; A estratégia de seleção de famílias pode ser adotada quando os caracteres sob seleção são de baixa herdabilidade; Nesta seleção, as informações individuais irão determinar a médias das famílias; (BRESSIANI, 2001) Estudos mostrando o potencial de famílias com valores genotípicos superiores quando comparados com famílias de valores inferiores, evidenciam que a seleção com base nas melhores famílias é efetiva para identificar quais famílias teriam maior proporção de clones elites. (KIMBENG et al., 2001)

11 REVISÃO DE LITERATURA VARIÂNCIA E PARÂMETROS GENÉTICOS Variabilidade genética; Parâmetros genéticos Efeitos ambientais; Herdabilidade (h 2 a; h 2 r e h 2 m) Herdabilidade Correlações (r) r F r G Variância genética aditiva e de dominância Variância genotípica (REZENDE, 2002) Sucesso da seleção depende Variação genética

12 REVISÃO DE LITERATURA HERDABILIDADE (h 2 ) Prediz o ganho do caráter Parâmetro mais considerado pelos melhoristas Investiga a variabilidade observada Leva em consideração todos os componentes de variância. (FALCONER, 1987)

13 REVISÃO DE LITERATURA CORRELAÇÃO ENTRE CARACTERES DE SELEÇÃO Correlações entre caracteres Genotípica (r G ) efeitos herdáveis; Fenotípica (r F ); 2 caracteres Ambiental (r E ). (CRUZ et al., 2004) Correlação(r) ( -1; +1) r G alta magnitude ganhos superiores para caráter de menor h 2 seleção indireta (FALCONER, 1987)

14 REVISÃO DE LITERATURA DIVERGÊNCIA GENÉTICA EM CANA-DE-AÇÚCAR CANA-DE-AÇÚCAR VARIEDADES HÍBRIDOS (BARBOSA, 2001) VARIEDADES NACIONAIS COMO PROGENITORES Estreitamento da base genética Vulnerabilidade genética Conhecimento da variabilidade genética das populações Chance de obtenção de indivíduos superiores. (CRUZ et al., 2004) (BOREM e MIRANDA, 2005)

15 REVISÃO DE LITERATURA Cana-de-açúcar Base genética restrita (FERREIRA et al., 2005) Divergência Métodos marcadores moleculares, cálculo do coeficiente de parentesco e a metodologia de análises multivariadas. Caracteres: morfológicas e fisiológicas Análise de agrupamento --> permite a formação de grupos (SILVA et al., 2001) (BOANTO et al., 2006) (MIRANDA et al., 2001))

16 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA Baixa produtividade (TPH e TCH); Perda de produtividade ao longo dos anos (degenerescência); Adaptabilidade as condições edafo-climáticas de cada região de cultivo da lavoura canavieira.

17 OBJETIVO GERAL Avaliar indivíduos em nível de famílias de cana-deaçúcar nas fases iniciais de seleção com potencial de produção de colmos e precocidade na maturação oriundos de cruzamentos biparentais.

18 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Decompor os componentes da variância; Identificação de material de maturidade precoce através da análise do Brix da cana; Estimar os coeficientes de correlação fenotípica, genotípica e ambiental; Quantificar a divergência genética entre dez famílias de irmãos germanos de cana-de-açúcar por meio de técnicas multivariadas, com base em caracteres agroindustriais;

19 META Identificar indivíduos em nível de famílias com maturação precoce e redução de três a quatro anos para liberação de uma nova variedade comercial.

20 METODOLOGIA EXPERIMENTO I (Fase T2 cana-planta) 2009/2010 Instalado na Usina São José Igarassu/PE (8º 45 S e 35º 00 W). Delineamento experimental Cruzamentos biparentais na EEFCSO Fase T1 Blocos casualizados Quatro blocos e dez tratamentos Dez famílias RB da série 07 Parcela dois sulcos de 8m espaçados 1,40m entre sulcos e 0,80m entre plantas dentro do sulco

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22 METODOLOGIA EXPERIMENTO II (Fase T2 cana-soca) 2010/2011 Usina São José Igarassu/PE (8º 45 S e 35º 00 W). Delineamento experimental Fase T2 cana-planta Blocos casualizados Quatro blocos e dez tratamentos Dez famílias RB da série 07 Parcela dois sulcos de 8m espaçados 1,40m entre sulcos e 0,80m entre plantas dentro do sulco

23 CROQUI DA ÁREA EXPERIMENTAL 8 m x x x x x x x x x x 1,40 m 0,80 m X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X BLOCO 1 BLOCO 2 BLOCO 3 BLOCO 4

24 MODELO ESTATÍSTICO Esquema da análise de variância de experimento em blocos ao acaso e as respectivas esperanças dos quadrados médios.

25 METODOLOGIA A coleta dos dados referente aos caracteres primários de produção será realizado aos quatro, seis, oito e doze meses; A mensuração ocorrerá em dez indivíduos selecionados ao acaso em cada parcela experimental; O corte da cana na fase T2 em ciclo de cana-planta e cana-soca será aos 12 meses após o plantio;

26 1. Número de colmos (NC); 2. Diâmetro de colmos (DC); Caracteres Agronômicos e Industriais 3. Altura de colmos (AC); 4. Peso médio de colmos (PMC); 5. Tonelada de cana por hectare (TCH); 6. Brix da cana

27 ANÁLISES GENÉTICA-ESTATÍSTICAS UNIVARIADAS GENES (CRUZ, 2006) MULTIVARIADAS

28 ANÁLISES UNIVARIADAS A análise de variância será realizada para todos caracteres; As médias comparadas pelo teste de Tukey, à 5% de probabilidade; As médias serão agrupadas pelo teste de SCOTT & KNOTT (1974). Para cada caráter serão estimados: σ 2 G σ 2 F σ 2 E C.V g = 100* ( σ 2 G/X ) 1/2 C.V F = 100* ( σ 2 F/X) 1/2 C.V E = 100* (σ 2 E/X) 1/2 h 2 m h 2 a h 2 r

29 ANÁLISES MULTIVARIADAS 1) Estimativas dos coeficientes de correlação: genotípicas, fenotípicas e ambientais; 2) Divergência genética e agrupamento. Distância Generalizada de Mahalanobis (1936)

30 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO DAS ATIVIDADES a) Período de execução 2009/2010

31 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO DAS ATIVIDADES b) Período de execução 2010/2011

32 ORÇAMENTO ESTIMADO Metodologia para seleção de famílias RB da série 07 nas fases iniciais

33 APOIO FINANCEIRO E INSTITUCIONAL A pesquisa contará com os recursos financeiros do Programa de Melhoramento Genético de Cana-de-Açúcar (PMGCA) da RIDESA; O apoio logístico da Estação experimental de Carpina/UFRPE; Usina São José, no que se refere alguns materiais de consumo e uso da infra-estrutura de campo e laboratório; CNPq no que se refere ao auxílio de bolsa.

34 Amanda Emanuella Rocha de Souza Mestranda em Agronomia Melhoramento Genético de Plantas