Advanced selection in sugarcane for drought tolerance

Sugarcane is one of the main sources of energy and food, being distinguished by its multiple use and by-products obtained. In this context, the Rio Grande do Sul State (RS) represents an important region for derivatives production of this culture, linked mainly to family farming. The cultivation of sugarcane in RS is currently undergoing a phase of adoption of new varieties, replacing clones and old varieties, which generally present low yield and little tolerance to abiotic stresses. The objective of this work was to develop an advanced selection methodology for water deficit tolerance in sugarcane. The experiments were conducted at the Experimental Station of Embrapa Clima Temperado, in Pelotas, RS. A total of 1853 seedlings were used to conduct the tests, obtained from botanical seeds of 13 families of sugarcane, which were submitted to drought test at 70 days after emergence (DAE), with the suspension of irrigation in a controlled environment. Daily evaluations of the tolerance level were carried out using a scale of visual notes developed in this study, with five tolerance classes (note 1 to 5), considering foliar winding, wilting and discoloration as the main evaluation criteria. Based on these evaluations, the water deficit tolerance seedling (TLP), expressed in days without irrigation (DSI) was estimated from the number of days tolerated by the seedling until it reaches a visual score of lower tolerance (note 5). After the tests in the seedling phase, six bi-parental crosses with a higher level of variability and contrast for the TLP variable were selected, leading to 380 plants for the adult evaluations, performed at 250 DAE. In this stage, irrigation was suspended by seven days, after biometric, physiological and visual characteristics of water deficit tolerance were evaluated. According to the distribution of tolerance levels in the seedling phase, five tolerance classes were defined for the adult population, allowing the analysis between and within these groups to estimate the indexes of coincidence and selection efficiency. The results show high variability within and between the families evaluated, both in the seedling phase and in the adult phase. The formation of tolerance classes in the seedling phase allowed the differentiation of adult tolerance levels. There was a positive correlation for water deficit tolerance between the seedling and adult phases. The proposed methodology allows the advanced selection of sugarcane genotypes aiming water deficit tolerance, with coincidence index higher than 70.0% between the selection phases.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqA cana-de-açúcar é uma das principais fontes de energia e alimento, destacando-se pela múltipla forma de uso e subprodutos obtidos. Neste cenário, o Rio Grande do Sul (RS) representa uma região importante na produção de derivados desta cultura, vinculado principalmente à agricultura familiar. O cultivo de cana-de-açúcar no RS atualmente passa por uma fase de adoção de novas variedades, substituindo clones e variedades antigas, as quais geralmente apresentam baixo rendimento e pouca tolerância a estresses abióticos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de seleção avançada para tolerância ao déficit hídrico em cana-de-açúcar. Os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental da Embrapa Clima Temperado, em Pelotas, RS. Foi utilizado um total de 1853 plântulas para condução dos testes, obtidas a partir de sementes botânicas de 13 famílias de cana-de-açúcar, as quais foram submetidas ao déficit hídrico aos 70 dias após a emergência (DAE), com a suspensão da irrigação em ambiente controlado. Foram realizadas avaliações diárias do nível de tolerância utilizando uma escala de notas visuais desenvolvida neste estudo, com cinco classes de tolerância (nota 1 a 5), considerando como principais critérios de avaliação o enrolamento, a murcha e a descoloração foliar. A partir destas avaliações, foi estimada a tolerância ao déficit hídrico em plântula (TLP), expressa em dias sem irrigação (DSI), obtida a partir do número de dias que a plântula tolera até atingir nota visual de menor tolerância (nota 5). Após os testes na fase de plântulas, foram selecionados seis cruzamentos bi-parentais com maior nível de variabilidade e contraste para a variável TLP, conduzindo-se 380 plantas para as avaliações em fase adulta, realizada aos 250 DAE. Nesta etapa, foi realizada a suspensão da irrigação por sete dias, avaliando-se caracteres biométricos, fisiológicos e visuais de tolerância ao déficit hídrico. De acordo com a distribuição dos níveis de tolerância na fase de plântulas, foram definidas cinco classes de tolerância para a população em fase adulta, possibilitando as análises entre e dentro destes grupos para estimativa dos índices de coincidência e eficiência de seleção. Os resultados mostram alta variabilidade dentro e entre as famílias avaliadas, tanto na fase de plântulas como em fase adulta. A formação de classes de tolerância na fase de plântulas permitiu a diferenciação dos níveis de tolerância em fase adulta. Houve correlação positiva para tolerância ao déficit hídrico entre a fase de plântulas e fase adulta. A metodologia proposta permite a seleção avançada de genótipos de cana-de-açúcar visando à tolerância ao déficit hídrico, com índice de coincidência superior a 70,0% entre as fases de seleção