Seleção de progênies no melhoramento genético da cana energia

Orientador: Prof. Dr. Bruno Portela BrasileiroCoorientador: Prof. Dr. Ricardo Augusto de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 26/03/2019Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção VegetalResumo: A preocupação mundial com os impactos ambientais provocados pelo crescente aquecimento global tem conferido destaque às energias renováveis a partir da biomassa vegetal, como alternativa viável e contributiva para com a redução das emissões de gases do efeito estufa. Neste contexto, o bioetanol produzido a partir da cana-de-açúcar mostra-se altamente rentável e bastante competitivo, por possuir um perfil alinhado com as demandas do desenvolvimento sustentável do segmento. A cana energia, considerada de ótima longevidade e produtividade se manejada corretamente, possui excelente vigor vegetativo, perfilhamento denso, boa brotação, alto teor fibra e elevada produção de biomassa, surge como uma alternativa competitiva para elevar a produtividade da cana-de-açúcar e consequentemente dos produtos e subprodutos dessa matéria-prima. Dada a sua versatilidade - produção de bioetanol, açúcar e cogeração de energia - torna-se indispensável o redirecionamento dos estudos para o melhoramento genético da cultura, considerando seu potencial de expansão na agricultura brasileira, onde as condições edafoclimáticas são favoráveis à sua produção em grande escala. Visando contribuir para evolução das atividades de pesquisas e no melhor aproveitamento dos recursos genéticos relacionadas ao estudo da cana energia, este trabalho apresenta os resultados de avalições do potencial produtivo de famílias e clones de cana energia, por meio dos caracteres de produção, qualidade e dos parâmetros genéticos herdabilidade e repetibilidade, analisando os componentes de variância utilizando modelos mistos RELM/BLUP em duas fases (T2 e T3) de seleção nos ciclos de cana planta e cana soca. Os experimentos foram conduzidos nos munícipios de Paranavaí e Santo Inácio, na região Noroeste do Paraná. Os resultados indicam que ocorreu elevado efeito ambiental principalmente na produtividade de colmos por hectare, tendo em vista que os caracteres PC (teor de sacarose aparente) e FIB (teor de fibra) apresentaram maior herdabilidade na terceira fase de teste e com valores próximos aos observados na fase T2. Identificaram-se as melhores famílias de cana energia, destacando-se o desempenho das famílias que envolveram em seus cruzamentos as cultivares comerciais RB867515 e RB92579 e as cultivares IM76-229 e IM76-228 da espécie Saccharum robustum. Os clones PRBIO4, PRBIO18 e PRBIO110 apresentaram teores de sacarose acima de 12%. Os genótipos PRBIO130, PRBIO231, PRBIO136, PRBIO20 apresentaram médias de teor de fibra acima de 19,5%. Quanto aos caracteres de produtividade, destacaram-se os genótipos PRBIO221, PRBIO137, PRBIO215, PRBIO64 e PRBIO212, com médias acima de 140 toneladas de colmos por hectare (TCH), sendo que o genótipo PRBIO221 foi o mais produtivo, com 148 toneladas de colmo por hectare. Os genótipos PRBIO137, PRBIO53, PRBIO143 e PRBIO130 apresentaram médias acima de 24 toneladas de fibra por hectare (TFH). Os valores de repetibilidade dos caracteres avaliados foram baixos nas duas fases de seleção clonal, demonstrando baixa confiabilidade nas médias genotípicas preditas, entretanto, com 3 a 5 medições é possivel obter valores de acurácia seletiva acima de 70% para todos os caracteres avaliados, com exceção da tonelada de colmos por hectare. Palavras-chave: Saccharum spp., Bioenergia, Parâmetros genéticos, Repetibilidade, Herdabilidade.Abstract: The worldwide concern about the environmental impacts caused by the growing global warming has given prominence to renewable energies from the vegetal biomass, as a viable and contributory alternative towards the reduction of greenhouse gas emissions. In this context, bioethanol from energy cane is highly profitable and very competitive, due its profile in line with the demands of the sustainable development of the segment. Energy-cane, considered to be of excellent longevity and productivity if handled correctly, has excellent vegetative vigor, dense tillering, good sprouting, high fiber content and high biomass production, it appears as an competitive alternative to increase the productivity of sugarcane and consequently the products and by-products of this raw material. Due its versatility - bioethanol production, sugar production and energy cogeneration - it is essential to focus studies on the genetic improvement of the crop, considering its potential for expansion in Brazilian agriculture, where the soil and climatic conditions are favorable to its large scale production. Aiming to contribute to the evolution of research activities and to the best use of genetic resources related to the study of energy cane, this paper presents the results of evaluations of the productive potential of families and canons of energy cane, through the production characters , quality and genetic parameters - heritability and repeatability, by analyzing the components of variance using mixed models RELM/BLUP in two stages (T2 and T3) of selection in the cycles of cane plant and cane ratoon. The experiments were conducted in the municipalities of Paranavaí and Santo Inácio, Northwest of Paraná. The results indicate that there was a high environmental effect, mainly on yield of stalks per hectare, considering that PC (apparent sucrose content) and FIB (fiber content) presented higher heritability in the third test phase and with values close to those observed in phase T2. The best families of energy cane were identified, highlighting the performance of the families that involved the commercial cultivars RB867515 and RB92579 and the cultivars IM76-229 and IM76-228 of Saccharum robustum. The PRBIO4, PRBIO18 and PRBIO110 clones presented sucrose contents above 12%. The genotypes PRBIO130, PRBIO231, PRBIO136, PRBIO20 showed a mean fiber content above 19.5%. The PRBIO221, PRBIO137, PRBIO215, PRBIO64 and PRBIO212 genotypes stood out, with averages above 140 tons of stems per hectare (TCH), and the PRBIO221 was the most productive with 148 tons of stalk per hectare. The genotypes PRBIO137, PRBIO53, PRBIO143 and PRBIO130 showed averages above 24 tons of fiber per hectare (TFH). The repeatability values of the evaluated characters were low in the two clonal selection phases, showing low reliability in the predicted genotypic means, however, with 3 to 5 measurements it is possible to obtain selective accuracy values above 70% for all the evaluated characters, with the exception of of the ton of stems per hectare. Keywords: Saccharum spp., Bioenergy, Genetic parameters, Repeatability, Inheritanc