Ações de Melhoramento Genético e Biotecnologia Sérgio Delmar dos Anjos e Silva Pesquisador Embrapa Clima Temperado Ribeirão Preto, 15 de março de 2018
PARCERIAS
PARCERIA FUNDAMENTAL PARA O MELHORAMENTO DE CANA-DE- AÇÚCAR PARA O SUL DO BRASIL DESENVOLVIMENTO DA CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA O RIO GRANDE DO SUL FOCO NA PRODUÇÃO DE ETANOL. (FINEP - 01.09.0390-00//ref.1723/08) TECNOLOGIAS PARA O SISTEMA DE PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR NO RIO DO GRANDE DO SUL (SISCANA RS). (MP2- EMBRAPA/ PETROBRAS)
Pré-melhoramento Coleções e BAG
Coefficient 0.57 0.68 0.79 0.89 1.00 cpact001 cpact001 cpact70 cpact121 cpact177 cpact036 cpact77 cpact78 cpact090 cpact109 cpact140 cpact082 cpact081 cpact014 cpact190 cpact055 cpact128 cpact129 cpact102 cpact126 cpact088 cpact029 cpact103 cpact035 cpact054 cpact152 cpact087 cpact100 cpact207 cpact005 cpact120 cpact010 cpact125 cpact105 cpact155 cpact032 cpact085 cpact174 cpact094 cpact150 cpact189 cpact059 cpact79 cpact222 cpact038 cpact146 cpact131 cpact002 cpact164 cpact040 cpact149 cpact75 cpact011 cpact154 cpact037 cpact185 cpact033 cpact163 cpact175 cpact030 cpact061 cpact034 cpact052 cpact144 cpact060 cpact007 cpact044 cpact023 cpact136 cpact039 cpact192 cpact065 cpact72 cpact013 cpact108 cpact086 cpact110 cpact053 cpact171 cpact153 cpact083 cpact117 cpact046 cpact143 cpact205 cpact206 cpact089 cpact141 cpact200 cpact76 cpact132 cpact191 cpact194 cpact064 cpact003 cpact047 cpact133 cpact015 cpact019 cpact124 cpact147 cpact199 cpact202 cpact031 cpact179 cpact006 cpact017 cpact062 cpact68 cpact091 cpact009 cpact142 cpact201 cpact093 cpact107 cpact113 cpact115 cpact018 cpact197 cpact026 cpact167 cpact048 cpact042 cpact021 cpact130 cpact024 cpact193 cpact043 cpact057 cpact134 cpact145 cpact050 cpact204 cpact008 cpact137 cpact106 cpact74 cpact020 cpact184 cpact045 cpact160 cpact027 cpact71 cpact111 cpact122 cpact162 cpact066 cpact025 cpact182 cpact138 cpact148 cpact139 cpact151 cpact188 cpact166 cpact178 cpact084 cpact172 cpact186 cpact099 cpact173 cpact183 cpact112 cpact156 cpact169 cpact170 cpact180 cpact051 cpact098 cpact168 cpact016 cpact159 cpact161 cpact119 cpact176 cpact056 cpact203 cpact101 cpact004 cpact049 cpact158 cpact181 cpact012 cpact73 cpact69 cpact165 cpact157 cpact092 Coleção de canas crioulas coletadas no RS e SC 187 Acessos Similaridade média
Bag do Complexo Saccharum da Embrapa Tabuleiros Costeiros Origem e número de acessos no BAG. Nossa Sra. das Dores, SE. Março 2018 País de origem sigla ou nome da variedade N Acessos Indonesia IJ, IS, IK, IN, SUMATRA 56 EUA H, US, MOL, GLAGAH 19 Mexico MEX 13 Brasil RB, SP, VAT, CB, Caiana rosada, 14 Caiana Fita, manteiga preta, manteiga fita, Olhuda, Lambu Suriname SUR 7 República de Fíji FIJI 6 Taiwan F 5 Guianas Demerara 2 Papua N. Guiné NG 4 Africa do sul Horne 1 Barbados B 1 India KHAJURIA, SES 2 Paquistão BF 1 Japão OSHIMA 1 Desconhecida Biscuit, Comus, Mogali, Toboe 6 Salak Toewa, Ualalehu, UNKR65P35 Total 138 Localização Campo experimental Jorge do Prado Sobral, Nossa Senhora das Dores, SE, (10,4645 S e 37,1947 W) Implantação 2014 Ações vinculadas ao BAG Enriquecimento de germoplasma Intercâmbio do germoplasma Aprimoramento de estratégias para conservação Avaliações e caracterizações (diversidade genética, morfoagronômicas, químicas (bioóleos), estresses bióticos (Diatraea saccharalis), abióticos (alumínio, frio, salinidade), responsividade a FBN e bactérias promotoras de crescimento
BAG IAC- RIDESA- EMBRAPA a ser caracterizado em Pelotas-RS GENÓTIPO GÊNERO/ESPÉCIE REF. EMBRAPA GENÓTIPO GÊNERO/ESPÉCIE REF. EMBRAPA GENÓTIPO GÊNERO/ESPÉCIE REF. EMBRAPA Spaansch Erianthus arundinaceus 139 1 CO 0727 Híbridos interespecíficos 107 1 Sunnabile Saccharum barberi 196 2 Desi Paunda Erianthus arundinaceus 110 4 CO 6806 Híbridos interespecíficos 108 1 US 67-222 Saccharum barberi 200 8 SES 004 A Erianthus arundinaceus 35 15 F 160 Híbridos interespecíficos 114 1 IND 81-191 Saccharum barberi 19 1 M235079 Erianthus arundinaceus 78 4 ISD 25 Híbridos interespecíficos 121 1 Kalimpong Saccharum barberi 20 1 NG 28-055 Erianthus 164 5 MIALAN Híbridos interespecíficos 124 5 Q 47126 Saccharum officinarum 31 7 05-95 Erianthus arundinaceus 1 21 MOL 6446 Híbridos interespecíficos 125 1 43-167 Saccharum officinarum 52 8 Q 47128 Erianthus arundinaceus 33 3 NG 28-251 Híbridos interespecíficos 128 3 Anoman Saccharum officinarum 53 1 LOUCANE Erianthus arundinaceus 77 1 NG 57-030 Híbridos interespecíficos 129 9 DARK PINDARIA Saccharum officinarum 63 7 NG 28-285 Erianthus arundinaceus 165 3 POJ 2725 Híbridos interespecíficos 136 8 IJ 76-482 Saccharum officinarum 72 12 R 45 PT 107 Erianthus arundinaceus 169 17 B 37161 Híbridos interespecíficos 142 6 CR 67400 Saccharum officinarum 109 15 Mangwa Erianthus kanashiroi 161 8 CO 0313 Híbridos interespecíficos 147 2 Fiji 1 Saccharum officinarum 115 6 Old Java Erianthus kue 135 10 CP R1 X P1 Híbridos interespecíficos 151 1 Agaul Saccharum officinarum 141 6 Ganapathy Erianthus kue 153 11 Tekcha Okinawa Híbridos interespecíficos 173 2 CP 73-1547 Saccharum officinarum 150 6 Kham Erianthus kue 158 4 US 67-036-01 Híbridos interespecíficos 179 1 Agoule Saccharum officinarum 181 6 M99/34 F1 Saccharum spontaneum 123 3 Azul de Casa Híbridos interespecíficos 183 1 Akoki 22 Saccharum officinarum 182 1 N 26-14 F1 Saccharum spontaneum 126 16 F 177 Híbridos interespecíficos 188 3 IS 76-149 Saccharum robustum 120 11 US 57-159-13 F1 Saccharum spontaneum 178 3 Paunra Híbridos interespecíficos 194 1 US 56-151 Saccharum sinense 46 2 NG 77-042 F1 Saccharum spontaneum 193 2 N 37 Híbridos interespecíficos 22 1 unknown (R17-P21) Saccharum sinense 97 1 IND 81-002 F1 Saccharum spontaneum 15 1 IND 81-055 Híbridos interespecíficos 16 1 Unknown (R65:P47) Saccharum sinense 98 1 IND 81-136 F1 Saccharum spontaneum 18 1 E 282 Híbrido Saccharum officinarum 9 9 US 95-1024 Saccharum sinense 180 8 Q 46394 Híbridos interespecíficos 29 2 SES 091 Híbrido Saccharum officinarum 37 1 CPDAU 84-9678 Saccharum spontaneum 8 5 Q 47127 Híbridos interespecíficos 32 4 SES 220 Híbrido Saccharum officinarum 38 3 NG 77-196 Saccharum spontaneum 85 4 S. kanashiroi Híbridos interespecíficos 34 3 H 32-8560 Híbrido Saccharum officinarum 68 6 Puri Saccharum spontaneum 89 1 US 63-052 Híbridos interespecíficos 48 3 RSB 90-22 Híbrido Saccharum officinarum 91 7 F 159 Saccharum spontaneum 113 3 21 NG3 seed Híbridos interespecíficos 51 1 Yuegsen Híbrido Saccharum officinarum 100 9 Ho 95-988 Saccharum spontaneum 116 3 B 69691 Híbridos interespecíficos 55 7 Unknown (9-28) Híbrido Saccharum officinarum 176 4 IA 3107 Saccharum spontaneum 117 2 DB 420/60 Híbridos interespecíficos 64 2 ISD 29 Híbrido Saccharum officinarum 190 9 IK 76-340 Saccharum spontaneum 118 6 F 31-436 Híbridos interespecíficos 66 2 HEMJA Híbrido Saccharum officinarum 69 2 NG 57-062 Saccharum spontaneum 131 5 IJ 76-435 Híbridos interespecíficos 71 1 IND 81-059 Híbrido Saccharum officinarum 17 1 NG 77-122 Saccharum spontaneum 134 7 ISD2-54 / T42931476Híbridos interespecíficos 74 1 SS 57-03 Híbrido Saccharum officinarum 41 1 Comus Saccharum spontaneum 148 2 Khakai Híbridos interespecíficos 75 1 22-95 Saccharum barberi 7 3 IJ 76-236 Saccharum spontaneum 154 8 MOL 6427 Híbridos interespecíficos 80 3 MOL 6073 Saccharum barberi 21 8 Louje Saccharum spontaneum 159 5 N 26-14 Híbridos interespecíficos 81 9 Q 46127 Saccharum barberi 28 3 M147/44 Saccharum spontaneum 160 11 unknown (R16) Híbridos interespecíficos 96 6 Z 10 Saccharum barberi 50 1 Mesangen Saccharum spontaneum 162 11 Apele 50 Híbridos interespecíficos 102 7 F 148 Saccharum barberi 65 3 US 67-017-01 Saccharum spontaneum 49 1 CG 97-100 Híbridos interespecíficos 105 2 Rounda Saccharum barberi 90 9 Arundoid B Saccharum spontaneum 103 1
Introdução e quarentena- BAG IAC-RIDESA-EMBRAPA
Melhoramento x Estresses abióticos
Metodologia de seleção visando tolerância ao déficit hídrico em cana-de-açúcar
Variabilidade para tolerância ao déficit hídrico em fase precoce 8 dias sem irrigação RB867515 X RB863129 BJ7504 X RB72454
População em fase avançada Seleção para tolerância ao déficit hídrico ID Cruzamento Número de clones selecionados Tolerante Medianamente tolerante Sensível Total 1 RB036012 x RB863129 38 30 14 82 2 RB036091 x RB036152 37 25 10 72 3 IAC936033 x RB036145 33 27 7 67 4 RB867515 x RB036147 33 21 3 57 5 BJ7504 X RB72454 13 18 18 49 6 SP701143 x RB867515 19 3 0 22 7 RB93509 X RB92579 3 5 8 16 8 RB867515 X RB92579 12 2 0 14 9 RB72454 X BJ7504 4 3 2 9 Total 192 134 62 388
Seleção para tolerância ao déficit hídrico- 380 clones contrastantes IAC936033 x RB036145 RB867515 x RB031547 RS/PR160111 Sensível RS/PR160328 Tolerante RB855156
Seleção para tolerância ao frio
Estudo de Famílias (cruzamentos) Plantio (Pelotas RS)
Seleção para frio no campo
Melhoramento e Biotecnologia
Identificação de genes e promotores Gene para tolerância a estresse por alumínio
Transgenia- Estresses abióticos Tecnologia DREB2A CA Plantas RB855156 com 1 meses de idade 21 dias sem irrigação Brotação da cana-de-açúcar OGM AtDREB2A CA após 20 dias Controle AtDREB2A CA Controle AtDREB2A CA Plantas RB855156 com 3 meses de idade 6 dias sem irrigação Sistema radicular de cana-de-açúcar AtDREB2A CA Controle AtDREB2A CA 6 dias déficit hídrico cana 3 meses de idade Reis et al. (2014) Induced over-expression of AtDREB2A CA improves drought tolerance in sugarcane. Plant Science221-222, 59-68.
Transgenia- Estresses abióticos Experimentos em campo com a cana-de-açúcar AtDREB2A CA iniciados em 05/2016 LPMA - Valparaíso (SP) LPMA - Quirinópolis (GO)
Avaliação pré-operacional da estratégia de Seleção Genômica no melhoramento de cana-de-açúcar 33 VARIEDADES PADRÕES CB4114 RB036088 RB92579 CB4176 RB72454 RB966928 CO419 RB785148 RB987935 CO740 RB835054 SP701143 CTC15 RB835486 SP711406 CTC4 RB855113 SP791011 IAC51205 RB855156 SP801816 IAC58480 RB855453 SP801842 IAC64257 RB855536 SP803280 IACSP955000 RB867515 SP813250 NA5679 RB925345 SP832847 Clones T2 1048 clones 500 selecionados fenotipagem/genotipagem.
Avaliação pré-operacional da estratégia de Seleção Genômica no melhoramento de cana-de-açúcar 33 VARIEDADES PADRÕES CB4114 RB036088 RB92579 CB4176 RB72454 RB966928 CO419 RB785148 RB987935 CO740 RB835054 SP701143 CTC15 RB835486 SP711406 CTC4 RB855113 SP791011 IAC51205 RB855156 SP801816 IAC58480 RB855453 SP801842 IAC64257 RB855536 SP803280 IACSP955000 RB867515 SP813250 NA5679 RB925345 SP832847 Clones T2 1048 clones 500 selecionados fenotipagem/genotipagem.
Seleção de genótipos para produção de etanol de segunda geração e para alimentação animal
Caracterização químico-bromatológica de genótipos de cana-açúcar Genótipo PB FDN FDA HEMI CEL LIG SST FDN/SST MS RB106814 3,9 c* 47,0 b 34,1 c 12,9 a 32,3 c 1,8 b 19,3 a 2,4 d 22,9 b RB106822 4,4 c 49,3 b 35,1 c 14,2 a 31,7 c 3,4 b 20,8 a 2,4 d 23,0 b RB966928 3,5 c 48,7 b 36,6 c 12,1 a 34,0 b 2,6 b 19,4 a 2,5 d 29,1 a RB006995 4,1 c 50,2 b 35,4 c 14,8 a 32,5 c 2,9 b 20,3 a 2,5 d 28,6 a RB106819 4,0 c 48,9 b 36,0 c 12,8 a 33,2 c 2,9 b 19,7 a 2,5 d 24,8 b RB106818 4,8 b 51,3 b 35,9 c 15,3 a 32,6 c 3,4 b 19,5 a 2,6 d 24,6 b PRBIO353 4,8 b 50,6 b 35,7 c 14,9 a 32,6 c 3,1 b 18,5 a 2,7 c 21,2 b RB867515 4,3 c 51,1 b 35,4 c 15,7 a 32,2 c 3,2 b 18,6 a 2,7 c 25,2 b RB036153 4,4 c 48,6 b 34,3 c 14,3 a 31,3 c 3,0 b 18,2 a 2,7 c 25,0 b RB106807 5,3 a 51,8 b 36,6 c 15,2 a 33,0 c 3,6 a 19,1 a 2,7 c 24,0 b PRBIO354 4,1 c 52,7 b 35,7 c 17,0 a 31,8 c 3,9 a 18,9 a 2,8 c 24,1 b PRBIO407 4,3 c 51,9 b 35,1 c 16,8 a 31,0 c 4,1 a 18,6 a 2,8 c 24,8 b PRBIO537 4,1 c 52,0 b 36,1 c 15,9 a 33,0 c 3,2 b 18,4 a 2,8 c 24,1 b PRBIO375 5,0 b 57,0 a 38,5 b 18,5 a 34,2 b 4,3 a 19,5 a 2,9 c 20,6 b PRBIO379 4,4 c 54,5 a 36,9 c 17,6 a 33,4 c 3,4 b 18,5 a 2,9 c 21,5 b PRBIO528 4,0 c 50,9 b 33,5 c 17,4 a 30,9 c 2,7 b 17,7 a 2,9 c 23,2 b RB106815 3,8 c 53,6 b 36,6 c 17,1 a 32,9 c 3,7 a 18,7 a 2,9 c 27,3 a PRBIO466 4,8 b 55,6 a 37,2 c 18,4 a 33,2 c 4,0 a 19,0 a 3,0 c 24,1 b PRBIO337 6,0 a 52,2 b 35,2 c 17,0 a 30,5 c 4,7 a 16,9 b 3,1 b 22,9 b PRBIO469 4,2 c 56,6 a 36,8 c 19,8 a 33,0 c 3,9 a 17,7 a 3,2 b 23,6 b PRBIO293 5,1 b 51,2 b 34,9 c 16,3 a 31,4 c 3,4 b 15,4 c 3,3 b 21,8 b PRBIO451 5,7 a 61,0 a 42,3 a 18,7 a 37,5 a 4,8 a 18,6 a 3,3 b 23,4 b PRBIO329 4,8 b 59,3 a 39,3 b 20,0 a 34,8 b 4,5 a 17,1 b 3,5 a 24,3 b PRBIO435 4,8 b 51,5 b 35,0 c 16,5 a 32,1 c 2,9 b 14,7 c 3,6 a 20,8 b PRBIO458 5,4 a 56,7 a 39,9 b 16,8 a 36,2 a 3,6 a 14,8 c 3,9 a 20,7 b Média 4,6 52,6 36,3 16,2 32,9 3,5 18,3 2,9 23,8 CV(%) 9,9 5,3 3,9 15,5 4,8 19,0 5,1 7,8 9,2
RENDIMENTO TEÓRICO DE ETANOL
Melhoramento x Estresses bióticos
Nematoides
Avaliação da reação de genótipos de cana-de-açúcar adaptados ao sul do Brasil a Meloidogyne javanica E Meloidogyne incognita Menor suscetibilidade associada aos menores valores de FR (setas verdes) Menor impacto dos nematoides sobre todas as variáveis de desenvolvimento vegetativo Testemunha Testemunha Houveram diferentes graus de suscetibilidade às duas espécies, havendo impacto de sobre a massa fresca da parte aérea e raízes das canas inoculadas (redução de 40-70%), número de perfilhos (redução de 40-60%) e Área foliar (redução de 35-77%). Resultados tese de Bellé, 2018.
Impacto de diferentes espécies de Meloidogyne (m. arenaria, M. javanica e M. incognita) no desenvolvimento das plantas de cana-de-açúcar Redução-> massa fresca da parte aérea e raízes das canas inoculadas, número de perfilhos e área foliar, peso colmos, graus brix e sacarose; Aumento-> celulose, lignina, hemicelulose, açúcares redutores.
Broca da cana-de-açúcar
Avaliação do índice de infestação em 4 safras 16,2 % (37) 13,2% (30) 32,5 % (67) 1,4 % (3) 14,1% (29) 20,6% (47) 28,5% (65) 18,9% (39) 21,5% (49) 31,5% (65) A B 0,4% (1) 3,1% (7) 1,3% (3) 3,1% (7) 13,2% (30) 81,5% (185) 96,9% (220) C D Porcentagem (%) de genótipos infestados por Diatraea saccharalis durante quatro safras agrícolas. A- Safra 2007/2008, B Safra 2008/2009, C Safra 2009/2010 e D Safra 2010/2011.
Nº de genótipos Avaliação Inicial 14 12 10 ºBrix <12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 19-20 20-21 21-22 22-23 8 6 4 2 0 0-5 5-10 10-15 15-25 >25 Nível de Infestação (%) Níveis de infestação de Diatraea saccharalis em função do teor de sólidos solúveis (ºBrix) na cana-de-açúcar. Dados coletados em canaviais no município de Pelotas, RS, safra 2007/08
Fixação Biológica de Nitrogênio
Inoculação de bactérias diazotróficas Resposta diferenciada para interação estirpe x genótipo Estirpes inoculadas: Gluconacetobacter diazotrophicus R11281T; Herbaspirillum seropedicae BR11335; H. rubrisubalbicans BR11504; Azospirillum amazonense BR11145; Burkholderia tropica. BR11366T. Rendimento de colmos (t ha -1 ) de 25 genótipos de cana-de-açúcar em três ciclos de corte (cana-planta, 1ª soca e 2ª soca), Santa Maria, RS. Genótipos precoces Nitrogenada (120 kg N há -1 ) Testemunha (0 kg N há -1 ) Inoculação Média Genótipo médio-tardio Nitrogenada (120 kg N há -1 ) Testemunha (0 kg N há -1 ) Inoculação Média RB965911 114,5 106,7 107,3 109,5 RB925211 85,8 91,0 115,8 97,5 RB925345 91,9 92,1 76,4 86,8 RB855156 84,9 86,6 81,3 84,2 RB835054 84,0 83,9 80,9 83,0 RB966923 82,7 82,5 75,1 80,1 RB975932 77,3 83,0 77,1 79,2 RB996961 80,6 71,7 72,5 74,9 RB935581 77,5 77,4 67,0 74,0 RB965902 78,8 74,8 61,2 71,6 RB986955 70,4 69,5 67,7 69,2 RB986419 66,2 72,3 67,0 68,5 Média 82,9 82,6 79,1 81,5 RB935744 110,8 109,8 102,2 107,6 RB987935 117,2 90,5 98,4 102,0 RB867515 110,8 89,4 100,3 100,2 RB975019 108,0 89,9 97,9 98,6 RB925268 99,8 98,5 91,2 96,5 RB966229 87,2 89,6 107,7 94,8 RB008347 88,3 100,1 95,7 94,7 RB845210 101,4 87,1 89,0 92,5 RB975329 101,2 91,2 83,0 91,8 RB72454 75,1 83,3 84,6 81,0 RB945177 77,0 70,9 90,2 79,4 RB975038 85,5 57,1 75,8 72,8 RB947625 80,7 58,1 74,8 71,2 Média 95,6 85,8 91,6 91,0
Sólidos solúveis total ( Brix) Sólidos solúveis total ( Brix) Sólidos solúveis total ( Brix) Sólidos solúveis total ( Brix) Inoculação de bactérias diazotróficas Pelotas- RS 25 25 Estirpes Inoculadas Herbaspirillum rubrisubalbicans- HCC103 H. seropedicae- HRC54 Paraburkholderia tropica- PPe8 Gluconacetobacter diazotrophicus- PAL5 Nitrospirillum amazonense- CBAmc 20 20 15 10 RB867515 SEM RB867515 COM 15 10 RB92579 SEM RB92579 COM 5 MAIO JUNHO JULHO 5 MAIO JUNHO JULHO 25 25 20 20 15 10 RB966928 SEM RB966928 COM 15 10 RB975932 SEM RB975932 COM Experimento cana-planta aos 120 dias 5 MAIO JUNHO JULHO 5 MAIO JUNHO JULHO
Fontes alternativas de nutrientes para a cana-deaçúcar
Locais com Pesquisa na Região Sul Cana-de-açúcar + Orgânicos + Agrominerais Paranavaí/PR Paraíso do Norte/PR Astorga/PR São Luiz Gonzaga/RS Santa Rosa/RS Porto Xavier/RS Salto do Jacuí/RS Santa Maria/RS Pelotas/RS
Sistema de Produção Áreas: Clima, solos, adubação e calagem, zoneamento edafoclimático, recomendação de variedades, FBN, produção de mudas, manejo de pragas e doenças, bem como os diversos usos da cana-de-açúcar
AGRADECIMENTOS
Obrigado sergio.anjos@embrapa.br