Seleção em cana-de-açúcar avaliada em condições naturais de estresse por frio no sul do Brasil

Orientador : Prof. Dr. Ricardo Augusto de OliveiraCoorientadores : Dr. Sergio Delmar dos Anjos e Silva ; Prof. Dr. Edelclaiton DarosTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 14/03/2017Inclui referências ao final de cada capítuloResumo: A demanda por estudos envolvendo tolerância aos estresses abióticos vem aumentado nos últimos anos para muitas espécies agrícolas. Na cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp. L.), a seca e o frio são os principais estresses climáticos de ocorrência no Brasil. Embora a cana-de-açúcar predomine em regiões de clima tropical, estima-se que em 25% dos países produtores, o seu cultivo se desenvolva em áreas com ocorrência de estresse por baixas temperaturas, como exemplo a região sul do Brasil. O objetivo geral desta pesquisa foi contribuir com o melhoramento genético da cana-de-açúcar para as condições de cultivo o sul do Brasil, com a apresentação dos resultados em dois capítulos. O primeiro capítulo apresenta as estimativas dos parâmetros genéticos e o desempenho de famílias de cana-de-açúcar em condição naturais de estresse por frio no sul do Brasil, na primeira fase de teste. Em outras palavras, buscou-se apresentar a amplitude da variabilidade para os caracteres avaliados na população base utilizada. No segundo capítulo, o objetivo foi selecionar famílias e clones de cana-de-açúcar, visando principalmente maior tolerância ao frio em condições naturais de cultivo. Esta pesquisa apresenta resultados de cinco anos de investigação com uma população de cana-de-açúcar, produto da parceria entre as instituições públicas Universidade Federal do Paraná (PMGCA/UFPR/RIDESA) e Embrapa Clima Temperado, sendo o primeiro registro de pesquisa visando o melhoramento de uma população base (seedlings ou T1) no estado do Rio Grande do Sul, região de maior Latitude no Brasil. A primeira fase de teste, ou campo T1, foi formado por 53 famílias de irmãos completos, com o plantio a campo no município de Pelotas, RS, Brasil (Lat. 31º 41' S), no ano de 2012. A condução da população base se deu em ano agrícola com recordes de baixas temperaturas e geadas (-2,2 ºC) no inverno de 2013, condições estas que foram propícias para a seleção de genótipos mais tolerantes ao frio. Avaliações e seleções ocorreram no mês de agosto dos anos 2013, 2014 e 2015, durante as três primeiras fases de teste T1, T2 e T3, respectivamente. Com base na avaliação dos caracteres de interesse (componentes da produção, qualidade e de tolerância ao frio) foi verificada variabilidade genética suficiente para obter ganhos genéticos com a seleção. As estimativas dos parâmetros genéticos de famílias de cana-de-açúcar foram exploradas com sucesso, sob as condições climáticas naturais avaliadas. Foi verificado potencial de seleção em 19 famílias promissoras, compostas por cruzamentos contendo os genitores CP72-2086, RB966928, RB867515, RB975932, RB987935, RB855156, TUC77-42, RB965902 e RB946903, que melhor combinam efeitos positivos para caracteres de rendimento da cana-de-açúcar e tolerância ao estresse por frio. Essas famílias deram origem a 30 clones potenciais que avançaram até a fase de experimentação. Palavras-chave: Saccharum spp., seleção de famílias, tolerância ao frio, melhoramento.Abstract: The demand for research to overcome abiotic stress has increased in recent years for many cultivated species. The main climatic stresses present in Brazil for sugarcane crop (Saccharum spp.) are drought and cold. Although sugarcane predominates in tropical climate environment, it is estimated that in 25% of sugarcane planting countries, its cultivation develops in areas with low temperature stress, such as southern Brazil. The general objective of this research was to contribute with sugarcane breeding to the conditions of cultivation in southern Brazil, the results are presented in two chapters. First chapter shows genetic parameters estimative and the performance of sugarcane families under natural cold stress in southern Brazil, first test phase (T1). In other words, we attempted to present the amplitude of the variability for the characters evaluated in the base population used. In the second chapter, the objective was to select sugarcane families and clones, aiming at the selection for greater cold tolerance under natural growing conditions and yield components traits improvement. This study is the result of five years of research with sugarcane and the partnership between the public institutions Universidade Federal do Paraná (PMGCA/UFPR/RIDESA) and Embrapa. It is the first research report aiming the initial population (seedlings or T1) breeding, in Rio Grande do Sul state, Brazil's greatest latitude region (Lat. 31º 41' S). The T1 field was formed by 53 full-sib families, with planting in Pelotas, RS, Brazil, year 2012. The trial was conducted in winter 2013 with records of low temperatures and frost (-2.2 ºCelsius or 28 ºF), appropriate conditions for cold tolerance genotype selection. Evaluations and selections occurred in August of the years 2013, 2014 and 2015, during the first three test phases T1, T2 and T3, respectively. Based on the evaluation of the characters (yield components, quality and cold tolerance) sufficient genetic variability was verified to obtain genetic gains with the selection. Estimates sugarcane families genetic parameters were successfully explored under the climatic conditions. Nineteen promising families were identified; combinations composed by breeding parents, for example CP72-2086, RB966928, RB867515, RB975932, RB987935, RB855156, TUC77-42, RB965902 e RB946903. In add thirty elite clones were selected e reached the forward stage or experimentation phase. Keywords: Saccharum spp., family selection, cold tolerance, plant breeding