2. Integrantes: Gabriela Ruy
Giovana Martins
Henrique Pires
Natália Martins
Renan Frades
Universidade Federal de Uberlândia
Curso de Agronomia - ICIAG
Disciplina de cana-de-açúcar
Professor Hamilton Kikuti
16. CANA-DE-AÇÚCAR
• TAXONOMIA
Variedades comerciais do MUNDO são híbridos: Saccharum spp
Saccharum officinarum
Saccharum barberi
Saccharum robustum
Saccharum spontaneum
Saccharum sinensis
Saccharum edule
31/05/201716 Fonte:
17. CARACTERÍSTICAS DAS ESPÉCIES
• Saccharum officinarum
31/05/201717 http://www.iac.sp.gov.br/publicacoes/agronomico/pdf/v55-1_paginasazuis.pdf
18. Saccharum officinarum
• Cana Nobre
• Alto teor de açúcar e baixa
percentagem de fibra
• Tropicais com colmos grossos entre
3,5cm ou mais de diâmetro
• Sistema radicular reduzido e
superficial
• Exigente com clima e solo
• Susceptível a Mosaico
• Genótipos conhecidos no Brasil :
-Riscada
-Roxa
-Cristalina
-Caiana
-Preta
31/05/201718 Fonte:http://www.infobibos.com/cursocana/alunos/aulas/Aula8/Aula8_Melhoramento2013.pdfFonte:
19. CARACTERÍSTICAS DAS ESPÉCIES
• Saccharum spontaneum
31/05/201719 http://www.iac.sp.gov.br/publicacoes/agronomico/pdf/v55-1_paginasazuis.pdf
20. Saccharum spontaneum
• Cana Selvagem
• Colmos curtos e finos de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro com
perfilhos abundantes
• Alto teor de fibras ( sem valor industrial)
• Sistema radicular bem desenvolvido com significativa vegetação
• Rustica e resistente a pragas e doenças (Interesse no melhoramento
genético)
31/05/201720 Fonte: http://www.infobibos.com/cursocana/alunos/aulas/Aula8/Aula8_Melhoramento2013.pdf
21. CARACTERÍSTICAS DAS ESPÉCIES
• Saccharum sinensis
31/05/201721 http://www.iac.sp.gov.br/publicacoes/agronomico/pdf/v55-1_paginasazuis.pdf
22. Saccharum sinensis
• Cana Chinesa ou Japonesa
• Sistema radicular bem desenvolvido, para solos pobre e secos vegeta
bem
• Possui colmos finos entre 1,8 a 2,2 cm de diâmetro e compridos de até
5 metros
• Baixo teor de açúcar
• Internódios alongados e fibrosos
• Genótipos conhecidos e cultivados no Brasil
-Ubá ou Cana Flecha (Cynerium)
31/05/201722 Fonte: http://www.infobibos.com/cursocana/alunos/aulas/Aula8/Aula8_Melhoramento2013.pdf
23. CARACTERÍSTICAS DAS ESPÉCIES
• Saccharum robustum
31/05/201723 http://www.iac.sp.gov.br/publicacoes/agronomico/pdf/v55-1_paginasazuis.pdf
24. Saccharum robustum
• Cana Selvagem, adaptadas a inúmeras condições climáticas
• Colmos com até 10 metros de altura
• Baixo teor de Sacarose e alta percentagem de fibras
• Susceptível ao Mosaico
• Muito utilizada como Cerca Viva
31/05/201724 http://www.infobibos.com/cursocana/alunos/aulas/Aula8/Aula8_Melhoramento2013.pdf
25. O QUE É MELHORAMENTO GENETICO DA
CANA DE AÇÚCAR ??
• O PMGCA (Programa de Melhoramento Genético da Cana-de-Açúcar) da
UFSCar (Universidade Federal de São Carlos) é um grupo de PESQUISA E
EXTENSÃO QUE TEM COMO OBJETIVO A OBTENÇÃO DE
VARIEDADES DE CANA-DE-AÇÚCAR MELHORADAS E
ADAPTADAS ÀS DIVERSAS CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS, OU
SEJA, IGUAIS OU SUPERIORES ÀS VARIEDADES PLANTADAS
HOJE COMERCIALMENTE, ATENDENDO AS NECESSIDADES DO
SETOR SUCROALCOOLEIRO.
31/05/201725 http:// www.infobibos.com/cursocana/alunos/aulas/Aula8/Aula8_Melhoramento2013.pdf
26. • O sucesso de um programa de melhoramento genético está condicionado à
utilização e ao manejo corretos dos recursos genéticos ao longo dos ciclos
seletivos (RESENDE, 2002).
• O melhoramento genético da cana-de-açúcar inicia-se com a obtenção de
populações com ampla variabilidade genética.
• Isso pode ser obtido, convencionalmente, pelos seguintes tipos de
hibridações:
31/05/201726 Fonte:
28. Bi-Parentais
Cruzamento simples utilizando-se dois parentais conhecidos
31/05/201728 Fonte:http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
29. INFLORESCÊNCIA DA CANA
31/05/201729 Fonte:http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
30. COLETA E IDENTIFICAÇÃO DA PANÍCULA
31/05/201730 Fonte: http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
31. TRANSPORTE DA PANÍCULA
31/05/201731 Fonte:http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
32. TIPOS DE CRUZAMENTOS
31/05/2017 Fonte:http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf32
33. TIPOS DE CRUZAMENTOS
• Policruzamentos
31/05/201733 Fonte: http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
34. POLICRUZAMENTO
• Quando é utilizado um grupo de parentais selecionados, que é
intercruzado. Nesse caso, conhece-se somente o parental feminino, de
onde serão coletadas as panículas fecundadas por machos diversos.
31/05/201734 Fonte:
35. POLICRUZAMENTO
• No Brasil, a atividade de hibridação tem sido desenvolvida em áreas litorâneas
da Bahia e Alagoas, que oferecem condições climáticas bastante favoráveis ao
florescimento e à viabilidade dos grãos de pólen. Muitos programas de
melhoramento de cana no mundo utilizam-se de “Casa de Fotoperíodo”, ou
seja, aplicam condições artificiais para induzir o florescimento da cana.
31/05/201735 Fonte:
47. PLANTIO PARA MUTIPLICAÇÃO E
CLONAGEM
31/05/201747 Fonte: http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf
53. SELEÇÃO
• O termo “seleção” é definido como a reprodução diferencial dos diferentes
genótipos em condições naturais ou sob intervenção do homem, esta última
conhecida como seleção artificial, baseada em critérios definidos pelo próprio
melhorista.
31/05/201753 Fonte:
59. • Antecipar os ganhos do Melhoramento Genético
• Aumentar a eficiência de seleção de novas variedades
• Introdução de Variedades Transgênicas
31/05/201759
BIOTECNOLOGIA
Fonte:
73. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BEAUCLAIR, E. Conceitos gerais em cana-de-açúcar. Disponível em
<:http://www.esalq.usp.br/departamentos/lpv/lpv584/conceitos%20%20CANA-
DE-ACUCAR%202011.pdf>.Visualizado em 24 de setembro de 2016.
SILVA, J P N; SILVA, M R N. Noções da cultura de cana-de-açúcar.
Disponível em
:<http://estudio01.proj.ufsm.br/cadernos/ifgo/tecnico_acucar_alcool/nocoes_cultu
ra_cana_acucar.pdf>. Visualizado em 24 de setembro de 2016.
GERALDI, I O. Melhoramento genético – Cana-de-açúcar.
Disponível:<http://www.genetica.esalq.usp.br/lgn0313/clsj/Aula%20pr%E1tica%
20-%20Melhoramento%20de%20Cana-de-A%E7ucar.pdf>.Visualizado em 26 de
setembro de 2016
31/05/201773 Fonte:
A teoria mais aceita da sua origem considera que ela seja nativa das ilhas do Arquipélago da Polinésia. Posteriormente foi levada ao sul da Ásia. Durante a antiguidade o açúcar não passava de uma especiaria exótica, utilizada como tempero ou na medicina. O preparo de alimentos adocicados era feito com mel de abelhas.
Os árabes foram os responsáveis pela propagação das culturas de cana no norte da África e sul da Europa. Os chineses, nesse mesmo período, levaram a cultura da cana para Java e Filipinas. Com as conquistas árabes no Ocidente, foi disseminado o cultivo da cana-de-açúcar nas margens do mar Mediterrâneo, a partir do século VIII.
Típicas de climas tropicais e subtropicais, a planta não correspondeu às expectativas em terras européias. Com a região mediterrânea constantemente em guerra, procurou-se dessa planta em outros lugares. Daí vieram culturas nas ilhas da Madeira, implantadas pelos portugueses e nas Caná- rias, pelos espanhóis.
Mas foi na América que a cana-de-açúcar encontrou excelência em seu desenvolvimento. Depois que Colombo levou as primeiras mudas para São Domingo, as lavouras se estenderam para Cuba e para outras ilhas do Caribe, sendo levadas mudas, posteriormente, para as Américas Central e do Sul por outros navegantes. Com o cultivo das primeiras mudas de cana oriundas da Ilha da Madeira, Martim Afonso de Souza, em 1533, fundou na Capitania de São Vicente, próximo à cidade de Santos, no estado de São Paulo, o primeiro engenho para produzir açúcar, com o nome de São Jorge dos Erasmos. Novas pequenas plantações de cana foram introduzidas em várias regiões do litoral brasileiro, passando o açúcar a ser produzido nos Estados de Pernambuco, Rio de Janeiro, Bahia, Espírito Santo, Sergipe e Alagoas. De todas essas regiões, a que mais se desenvolveu foi a de Pernambuco, chegando a ter em fins do século XVI cerca de 66 engenhos. Nessa época, na Europa, o açúcar era um produto tão cobiçado que foi apelidado de “ouro branco”, tal era a riqueza que gerava.
Segundo o professor Isaias Olívio da Usp
A produção de cana-de-açúcar se concentra nas regiões Centro-Sul e Nordeste do Brasil. Na Figura 1.1 mostra o mapa do Brasil as áreas onde se concentram as plantações e usinas produtoras de açúcar, etanol e bioeletricidade.
Como se vê, o estado, de São Paulo é onde se concentram a maior parte das usinas e as maiores áreas de plantio de cana-de-açúcar. E também maior produtor nacional, responsável por quase 60% da cana-de-açúcar brasileira. A Tabela 1.1 mostra os 10 principais municípios produtores de cana-de-açúcar, em 2007.
do total de energia produzida pela biomassa, 79,68% ou 10.713.760 KW são provenientes do bagaço da cana e o número de usinas envolvidas na produção, segundo a referida Agência Governamental é de 393 unidades. o bagaço da cana que produziu a mais 169.300 KW
A agroindústria sucroalcooleira é um dos principais segmentos econômicos a colaborar com o dinamismo da economia brasileira neste período inicial do século XXI. Mantém participação acima de 30% no mercado internacional de açúcar, com receita de mais de US$2,64 bilhões em divisas em 2004. É uma das culturas agrícolas mais importantes do mundo tropical, gerando centenas de milhares de empregos diretos. É uma importante fonte de renda e desenvolvimento. O interior paulista, principal produtor mundial de cana-de-açúcar, é uma das regiões mais desenvolvidas do Brasil, com elevados índices de desenvolvimento urbano e renda per capita muito acima da média nacional.
Essa cultura também possibilitou ao Brasil ser um dos dois países maiores produtores de álcool, com exportações de 2,2 bilhões de litros em 2004, US$ 520 milhões. Na safra 2004/05, a cana-de-açúcar destinadas à indústria ocupou 3,52 milhões de hectares em São Paulo e produziu 244,5 milhões de toneladas. Isso significa a geração de demanda de 247 mil postos de trabalho somente na atividade agrícola, considerando a estimativa de 7,01 ocupações a cada 100 hectares, algo equivalente a 23% da população trabalhadora na agricultura paulista em 2004, ou 1,058 milhão de pessoas. (BAPTISTELLA, et al, 2005). O setor conta também, com o surgimento de novo mercado representado pela utilização de álcool na produção de biocombustível, em substituição ao derivado de petróleo. Complementarmente à cogeração de energia via bagaço de cana, ainda pode aproveitar-se das oportunidades criadas no Protocolo de Kyoto, com o mercado de carbono. O Sistema Agroindustrial da Cana-de-açúcar é um dos mais antigos do país, estando ligado aos seus principais eventos históricos. É de grande importância na geração de empregos e movimenta cerca de 2% do PIB brasileiro. Em 1997/98, o Brasil foi o maior produtor mundial de cana, o maior produtor e consumidor de álcool e o maior produtor e exportador de açúcar. A quantidade de cana-de-açúcar plantada e a eficiência da quantidade produzida têm crescido no Brasil. (Figura 1.2)
Produtividade é o coeficiente da quantidade em massa (em quilos ou toneladas) de cana-de-açúcar dividido pela área plantada em hectares (ha). Quanto maior for o resultado dessa conta, maior será a produtividade. Por exemplo, comparando-se os dois maiores municípios produtores de cana-de-açúcar, contidos na Tabela 1.1. Morro Agudo, apesar de ter maior área plantada/ colhida que Guaira, este tem maior rendimento, pois tem maior quantidade de cana-de-açúcar plantada em menos espaço em comparação ao município de Morro Agudo.
Para uma região ser produtiva, eficiente em seu plantio e colheita em um certo espaço de terra, há muitos fatores envolvidos, como a mecanização ou colheita manual, o tipo de solo, o tipo de relevo, os tipos e quantidades de insumos usados para adubação, a irrigação, a espécie de cana-de-açúcar plantada, o clima naquele ano, a logística da empresa, etc. Por isso, em síntese, a produtividade das lavouras se dá pelo estudo dos fatores abiótico (clima, solo, relevo, etc.) em conjunto com o biótico (espécie da planta apropriada, o combate às pragas, a época de colheita, etc.) somados à logística da empresa. A Tabela 1.2 mostra um panorama no Brasil, por região, a área plantada, a produção e a produtividade, em 2008, de cana-de-açúcar.
esta espécie é constituída pelas chamadas canas nobres. Apresenta alto teor de açúcar e baixa porcentagem de fibra. São consideradas canas tropicais, por seus colmos grossos (3,5 cm ou mais de diâmetro) e o sistema radicular reduzido e superficial. São exigentes quanto ao clima e ao solo e são suscetíveis a doenças como o mosaico e sereh e resistentes a inúmeras outras, segundo Iaiá (2009) os genótipos mais conhecidos dessa espécie e que foram as mais plantadas no Brasil são conhecidas como: Riscada, Roxa, Cristalina, Manteiga, Caiana e Preta.
esta espécie é conhecida como cana dita selvagem. Possui colmos curtos e muito finos (máximo 1,5 cm de diâmetro), perfilha abundantemente e com alto teor de fibras, não possuindo, portanto valor industrial. O sistema radicular é bem desenvolvido e vegeta bem, mesmo em situações adversas. Devidos às suas características de vigor, rusticidade e resistência a pragas e doenças tem dado boa contribuição aos programas de melhoramento.
esta espécie engloba as variedades de canas conhecidas como chinesas ou japonesas. Seu sistema radicular é bem desenvolvido, vegetando bem em solos pobres e secos. As variedades pertencentes a esta espécie possuem colmos finos (1,8 a 2,2 cm de diâmetro), compridos (até 5 metros de altura), com baixo teor de açúcar, e com internódios alongados e fibrosos. Segundo Cesnik & Miocque (2004), seu biótipo característico é a cana Ubá, cultivada na China Continental e em Formosa, a qual é diferente da cana Ubá ou cana Flecha encontrada no Brasil, pertencente ao gênero Cynerium.
esta espécie se caracteriza por apresentar um grande crescimento com colmos de até 10 metros de altura, com baixo teor de sacarose e alta porcentagem de fibras e é utilizada até como cerca viva. São canas selvagens que se adaptam às inúmeras condições ambientais, mas são suscetí- veis ao mosaico. As variedades cultivadas comercialmente são um complexo de Saccharum provenientes de um cruzamento inicial e interespecífico dos gêneros Saccharum, Ripdium sclerostachy, sendo as variedades gigantes da nova Guiné suas representantes típicas.
Corte da panícula identificação das panículas
Seleção recorrente é todo processo cíclico de melhoramento que envolve a obtenção das progênies, sua avaliação e intercruzamento (recombinação) das melhores. Por esse conceito praticamente o melhoramento da cana-de-açúcar é implicitamente uma forma de seleção recorrente, pois os clones superiores ou novos cultivares serão novamente empregados em cruzamentos para geração das novas progênies.
De modo geral, embora não explicitamente, a seleção recorrente intrapopulacional (SRI) tem sido aplicada ao melhoramento da cana-de-açúcar. Os clones superiores gerados ao final do procedimento básico (cruzamento seguido pela seleção clonal) são intercruzados (recombinação) para a geração das famílias híbridas de um novo ciclo seletivo (Figura 6). É importante relatar que a cana-de-açúcar é semi-perene e, portanto, há sobreposição de gerações e clones de diferentes gerações são intercruzados e não apenas aqueles de determinado ciclo seletivo. A SRI é mais eficiente em espécies que não apresentam elevada heterose e/ou divergência genética no material sob melhoramento. Caso contrário, a seleção recorrente recíproca (SRR) deve ser preferida, como será relatado posteriormente para o melhoramento da cana-de-açúcar.
A seleção recorrente permite o aumento gradativo da freqüência dos alelos favoráveis por meio de ciclos sucessivos de seleção e recombinação dos melhores indivíduos das melhores progênies. Isso é relevante, dado que a maioria dos caracteres de importância agronômica da cana-de-açúcar é controlada por vários genes. Portanto a probabilidade de um clone vir a possuir todos os alelos favoráveis é muito baixa, logo surge a importância da recorrência.
Sem dúvida, a seleção de indivíduos superiores (obtenção dos clones) será mais eficiente se for conduzida em populações de maior média ou maior freqüência de alelos favoráveis. Com base nesta premissa é que alguns programas de melhoramento da cana-de-açúcar no mundo têm praticado rotineiramente seleção de famílias antes da obtenção dos clones (Cox et al., 2000; Bressiani, 2001; Kimbeng e Cox, 2003), sobretudo para caracteres cuja herdabilidade baseada nas médias de famílias tem sido superior a herdabilidade com plantas individuais, tais como a produção de colmos.
O esquema (a) apresentado na figura 7 tem sido o procedimento adotado pela RIDESA nos últimos anos. A partir dos cruzamentos, selecionam-se, de forma massal, os indivíduos a serem submetidos aos testes clonais. Em outras palavras, não se utiliza da informação de família para a seleção dos clones potenciais. Os critérios empregados para escolha dos cruzamentos são:
(i) Evitar cruzamentos entre parentes,
(ii) Preferencialmente, empregam-se nos cruzamentos clones elites e cultivares desenvolvidos no País ou região,
(iii) Associação de importantes características agroindustriais
Os primeiros programas de melhoramento de cana-de-açúcar no Brasil utilizavam frequentemente, para os cruzamentos, variedades introduzidas de outros países. Após o desenvolvimento de variedades nacionais, começou-se também a utilizá-las nos cruzamentos. Os híbridos atuais recebem uma nomenclatura com letras e números onde é informada a instituição que realizou o cruzamento e seleção, o ano do cruzamento e o número de série do clone. As letras indicam a sigla da instituição, os dois primeiros números o ano do cruzamento e os demais, o número específico do clone. A sigla deve ser registrada no Germ Plasm Committee of International Society of Sugar Cane Technologists. Assim a variedade comercial SP79-1011 é uma variedade desenvolvida pela Copersucar (SP), ano de cruzamento 1979, cujo clone é identificado pelo número 1011, selecionada na estação de Jaú, SP. A sigla RB (República Federativa do Brasil) foi registrada no Germ Plasm Committee of International Society of Sugar Cane Technologists e sua nominação é RB seguida de números, sendo os dois primeiros, o ano em que se procedeu ao cruzamento, e os demais, o número do clone, não havendo espaço nem traço entre as letras e os números. Assim, a variedade comercial RB92579 é uma variedade desenvolvida pela RIDESA (Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro) ano de cruzamento 1992, o número do clone é 579. No Brasil, temos ainda as variedades comerciais desenvolvidas pelo Instituto Agronômico de Campinas, cuja sigla é IAC; pela estação experimental de Campos, RJ, cuja sigla é CB (Campos Brasil); pelo Centro de Tecnologia Canavieira, cuja sigla é CTC.