Estratégias de seleção baseada em caracteres químicos e tecnológicos visando a indicação de genitores para produção de bioenergia em cana-de-açúcar | Selection strategies based on technological and chemical characters aimed at selecting parents for bioenergy production in sugar cane

A busca por fontes alternativas de energia, devido aos prejuízos ambientais ocasionados pelos gases de efeito estufa e ao esgotamento das reservas de petróleo de fácil extração, resultou numa nova fase de crescimento da agroindústria canavieira nacional. Além do caldo da cana para produção de açúcar e etanol, do processo de industrialização obtém- se a biomassa, um material lignocelulósico, com elevado conteúdo energético, que pode ser convertido em biocombustíveis. É indispensável à caracterização de genótipos de bancos de germoplasmas, que constituem excelente variabilidade genética e podem ser utilizados como genitores potenciais nos programas de melhoramento. Reconhecida esta importância, o presente trabalho teve como objetivo o estudo da diversidade genética de um banco de germoplasma de cana-de-açúcar visando à seleção de genitores potenciais para produção de bioenergia. Noventa genótipos semeados em parcelas simples e sem repetições, foram caracterizados quanto suas constituições químicas e tecnológicas. A estatística descritiva possibilitou a verificação da existência de variabilidade entre os genótipos avaliados. As relações entre os caracteres foram estimadas a partir das análises de correlações simples e parciais e pela análise de trilha que teve como variável principal a matéria seca (MS). Para o estudo da diversidade genética foram realizadas análises multivariadas. A partir da matriz de distância euclidiana média padronizada foi aplicado técnicas de agrupamento pelo método de otimização de Tocher e pelo método aglomerativo hierárquico com base na ligação média entre grupos (UPGMA). Procedeu- se com a análise por componentes principais a fim de complementar as análises de agrupamentos. A seleção simultânea de caracteres, com o índice proposto por Mulamba e Mock (1978), possibilitou selecionar genótipos para diferentes finalidades. Foi possível observar alta amplitude de variação entre os genótipos para os caracteres avaliados, excetuado a celulose. Apesar das baixas correlações encontradas para maior parte das variáveis, foi possível obter resposta correlacionada entre os caracteres desejados para seleção, destacando-se a variável sólidos solúveis totais (BRIX), que é uma característica de fácil medição e pode ser considerada a principal característica para ser utilizada na seleção indireta de caracteres correlacionados. A análise de trilha não é a mais indicada para verificar as relações diretas e indiretas entre os caracteres estudados sobre a variável principal matéria seca (MS), pois apresentou baixo valor de coeficiente de determinação (R2 = 0,29) e alto efeito da variável residual (0,84). Os métodos de agrupamento reuniram os 90 genótipos, de forma similar, em oito grupos distintos. A técnica de componentes principais não foi satisfatória, pois foram necessários 8 componentes para explicar 83,3 % da variação, porém foi eficiente para identificar que a variável mais importante para a diversidade genética foi os açúcares totais (AT) e a que menos contribuiu foi a matéria seca (MS). Com a seleção simultânea de caracteres classificou-se os dez genótipos mais promissores para qualidade do caldo e para aproveitamento do bagaço para produção de bioeletricidade e /ou etanol celulósico. A partir dos genótipos selecionados e da similaridade entre eles, foi possível indicar cruzamentos entre genitores potenciais, com alta qualidade para produção de açúcar e etanol, bem como uma biomassa vegetal interessante para produção de bioenergia, destacando-se 18 cruzamentos para produção de bioeletricidade, 14 para etanol celulósico e 6 para ambas as finalidades.

The search for alternative sources of energy, due to the environmental damage caused by greenhouse gases and the depletion of oil easy to extract, resulted in a new phase of growth of the national sugarcane agribusiness. Apart from sugar cane juice to produce sugar and ethanol, the industrialization process obtains the biomass, a lignocellulosic material with high energy content, which can be converted into biofuels. It is essential the characterization of germplasm banks, which consist in great genetic variability and can be used as potential parents in breeding programs. Recognized this importance, the present work aimed to study the genetic diversity of a germplasm bank of cane sugar for selection of potential parents for bioenergy production. Ninety genotypes sown in simple installments and without repetitions were characterized for their chemical and technological constitutions. The descriptive analysis enabled the determination of variability among accessions. The relationships between the variables were estimated from analyzes of simple and partial correlations and the path analysis with the dry matter (MS) as the main variable. To study the genetic divergence, multivariate analyzes were performed. From the Euclidean distance matrix standardized mean, techniques clustering were applied by Tocher optimization method and the hierarchical agglomerative method based on the average linkage between groups (UPGMA). We proceeded with the principal component analysis in order to complement the analysis of clustering. The simultaneous selection of characters, from the index proposed by Mulamba and Mock (1978), allowed the classification of genotypes for different purposes. It was possible to observe amplitude variation high among accessions for all the variables, excepted cellulose. Despite the low correlations for most variables, it was possible to obtain correlated response to selection of the desired characters, highlighting the variable total soluble solids (BRIX), a feature that is easy to measure and can be regarded as the main feature for be used for indirect selection of correlated characters. Path analysis is not the most appropriate to verify the direct and indirect relationships between the variables studied on the main variable (dry matter), because it showed low value of coefficient of determination (R2= 0.29) and high residual effect of the variable (0.84). The clustering methods gathered 90 genotypes, similarly, for eight distinct groups. The principal components , was not satisfactory, since 8 components were needed to explain 83.3% of the variation, however was good to identify the most important for genetic diversity variable was the total sugars (AT) and contributed the least was the dry matter (MS). With the simultaneous selection of characters were ranked ten most promising access for the sugarcane juice quality and the use of bagasse for the production of bioelectricity and/or cellulosic ethanol. From the selected genotypes and the similarity between them, it was possible to indicate potential crosses between parents with high-quality production of sugar and ethanol, as well as an interesting plant biomass for bioenergy production, highlighting 18 crosses between genotypes for bioelectricity, 14 for cellulosic ethanol and 6 for both purposes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior