Reproductive biology of sugarcane (Saccharum x officinarum) and a wild relative (S. villosum Steud) with pollen contamination potential

A cana-de-açúcar atualmente encontra-se em posição de destaque como terceira maior cultivar em área plantada no Brasil. Porém, a cultura ainda não se beneficia de tecnologias de engenharia genética no mercado brasileiro. A razão disso, está diretamente relacionada às normativas de liberação da CTNBio (RN05), a qual requer informações relevantes acerca da capacidade dispersiva de estruturas reprodutivas de organismos geneticamente modificados (OGMs) e seus mecanismos de dispersão. A fim de não comprometer o curso natural da evolução do gênero Saccharum, em que pertence a Cana-de-açúcar, a CTNBio querer também informações à cerca de seus parentes silvestres como sua área de ocorrência e seus mecanismos reprodutivos de dispersão com o objetivo de eliminar o risco de hibridação introgressão com os OGMs. Através de estudos prévios, sabe-se que a cana-de-açúcar é altamente cultivada na região nordeste e centro-sul do Brasil e que as espécies pertencentes ao gênero Saccharum selvagens como S. asperum (Nees) Steud. e S. villosum Steud. são encontradas na região Centro-Sul. Pensando nisso, a espécie S. villosum chama a atenção pelo fato ocorrer próximo à áreas de plantio de cana-de-açúcar, onde haveria risco da contaminação de transgenes. O objetivo do trabalho buscou trazer informações do ciclo reprodutivo da espécie S. villosum em comparação ao comportamento reprodutivo de cana-de-açúcar na região Centro-Sul do Brasil. Também buscou-se adquirir informações relevantes sobre a morfologia e a viabilidade dos grãos de pólen da espécie e de vários híbridos da cana-de-açúcar que ocorrem na região em questão. Assim como, informações sobre a morfologia pós-seminal da espécies S. villosum, com o objetivo de auxiliar na taxonomia do grupo. Nos estudos sobre o ciclo de vida da espécie S. villosum, foram encontrados florescimento de Abril à Julho com comportamento alógamo e de Setembro à Março com comportamento autógamo. Esses resultados auxiliam estudos de fluxo gênico entre híbridos de cana-de-açúcar e S. villosum em determinadas épocas do ano. Além disso, as características morfológicas dos grãos de pólen de S. villosum correspondem às do gênero Saccharum. As características reprodutivas dos híbridos de cana-de-açúcar na região Centro-Sul do Brasil possibilita o fluxo gênico interespecífico, por conterem grãos de pólen viáveis e formação de sementes. A sincronia do florescimento entre as espécies estudadas mostrou-se correspondentes. As características morfológicas no momento da germinação das sementes de S. villosum apresentou-se correspondentes aos integrantes do complexo Saccharum como o gênero Erianthus, esses dados irão auxiliar trabalhos futuros no reconhecimento taxonômico à nível genérico e específico. Portanto, a espécie S. villosum apresenta características reprodutivas viáveis, os quais podem resultar em cruzamento interespecífico com híbridos de cana-de-açúcar. Esses resultados irão auxiliar futuros estudos de fluxo gênico entre as espécies analisadas.The sugarcane currently is in a prominent position as the third largest growing in planted area in Brazil. However, the culture still does not benefit from genetic engineering technologies in Brazil. The reason is directly related to the regulatory release of CTNBio (RN05), which requires relevant information about the dispersive ability of reproductive structures of genetically modified organisms (GMOs) and their dispersal mechanisms. In order not to compromise the natural course of evolution of the genus Saccharum, which belongs to sugarcane, CTNBio also want the information about their wild relatives as its range and their reproductive mechanisms of dispersion in order to eliminate the risk of hybridization introgression with GMOs. Through previous studies, it is known that sugarcane is highly cultivated in the northeast and South-Central Brazil and the wild species of the genus Saccharum as S. asperum (Nees) Steud. and S. villosum Steud. are found in the South-Central region. Thinking about it, S. villosum species draws attention because occur near areas of sugarcane plantation where there is risk of transgene contamination. The objective sought to bring information of the reproductive cycle of the species S. villosum compared to reproductive behavior of sugarcane in the South-Central region of Brazil. Also sought to acquire relevant information about the morphology and viability of pollen grains of the species and various hybrids of sugarcane that occur in the region in question. As well as information on post-seminal morphology of the species S. villosum, in order to assist the group\'s taxonomy. In studies on the life cycle of the species S. villosum, they were found flowering April to July with allogamous behavior and from September to March with autogamous behavior. These results help studies of gene flow between hybrid sugarcane and S. villosum at certain times of year. Furthermore, the morphological characteristics of the pollen grains S. villosum correspond to the genus Saccharum. The reproductive characteristics of sugarcane hybrids in South-Central region of Brazil enables interspecific gene flow, to contain viable pollen grains and seed formation. The timing of flowering among the species studied showed up correspondents. The morphological characteristics at the time of germination of S. villosum has performed corresponding to the Saccharum complex members as Erianthus, this data will assist future work on taxonomic recognition of the generic and specific level. Therefore, the species S. villosum shows viable reproductive characteristics, which may result in interspecific cross with sugarcane hybrids. These results will help future studies of gene flow between species analyzed