MELHORAMENTO GENÉTICO DA CANA-DE-AÇUCAR (Saccharum officinarum)

Maurilio de Sousa Netto

Acadêmico de curso de Agronomia do IFGoiano campus Urutaí

1. INTRODUÇÃO

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.), gramínea de clima tropical, tem sido cultivada em regiões de clima quente com solos férteis e de boa drenagem, com características climáticas compatíveis com as exigências técnicas da cultura. Ela é cultivada principalmente como matéria prima para a produção de açúcar, álcool, fermento e inúmeros outros derivados, tanto para utilidades alimentícias como para indústria química. O centro de origem da cana-de-açúcar ainda é muito discutido, porém, alguns pesquisadores consideram que ela seja nativa das ilhas do Arquipélago da Polinésia. As caravelas, antes de iniciarem suas viagens, levavam mudas de cana-de-açúcar junto as suas provisões, para serem plantadas em novas terras e servirem de suprimentos às novas expedições. Foi assim que ela foi introduzida nas Américas através da segunda expedição de Cristóvão Colombo, em 1493 e, no Brasil em 1502, por Martim Afonso de Souza, proveniente de mudas da Ilha da Madeira. Há registro na alfândega de Lisboa de entrada de açúcar brasileiro nos anos de 1520 e 1526 (CESNIK, 2004).

Portanto, o início da indústria açucareira brasileira é anterior a essas duas datas. Historiadores divergem sobre a instalação do primeiro engenho de açúcar no Brasil, o que não nos interessa neste momento. Seu cultivo está intimamente ligado à própria história e ao desenvolvimento do nosso país. Primeiramente transformada em açúcar, e hoje também em álcool carburante, ela ocupa um papel de destaque na economia mundial, surgindo o Brasil como líder na produção de açúcar e álcool. Entretanto, uma maior produtividade só pode ser conseguida se além dos tratos culturais for dada também uma alta qualidade genética através de programas de melhoramento (CESNIK, 2004).

O objetivo deste trabalho é fazer uma revisão de literatura sobre a cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e o melhoramento genético desta cultura ao longo do tempo.+

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 MELHORAMENTO GENÉTICO

De acordo com MATSUOKA (1996), em meados do século passado os canaviais do mundo todo passaram a apresentar graves problemas fitossanitários, com elevadas perdas de produção e, com isso, muitas indústrias foram à falência. Em virtude disso, e do conhecimento das leis da genética aliada à descoberta de que a cana produzia sementes, começaram os esforços para o melhoramento genético da cana-de-açúcar (SANTOS, 2007).

Talvez o programa mais importante de melhoramento genético da cana-de-açúcar no Brasil tenha sido o programa conduzido por Frederico de Menezes Veiga, considerado na época o “Pai da Cana-de-açúcar do Brasil”, na Estação Experimental de Campos, em Campos, RJ, de 1946 a 1972. As variedades CB’s foram cultivadas em todos os recantos de nossa Pátria. Nessa época a CB 45-3 ocupava a maior área plantada do Estado do Rio de Janeiro e dos estados do Nordeste, sendo que a CB 41-76 ocupava extensas áreas do

Estado de São Paulo. Em todo o Brasil poucas eram as variedades plantadas que não tinham saído da Estação Experimental de Campos (CESNIK, 2004).

As variedades necessitam ser substituídas periodicamente no mundo todo, uma vez que elas entram em decadência depois de anos de cultivo, e os programas de melhoramento têm contribuído para o aumento da produtividade dessa cultura. A produção média brasileira, por exemplo, em 1975 era de 48 toneladas por hectare e em 2005 atingia pouco mais de 79 toneladas por hectare. São Paulo, no mesmo período, produziu em média entre 61,5 a 83,5 toneladas por hectare. Há canaviais produzindo mais do que as médias regionais ou nacionais devido a programas específicos de melhoramento. As pesquisas nos diferentes ramos do melhoramento genético envolvem grande número de pesquisadores e de seus auxiliares na condução de programas, que aliados aos estudos de Fisiologia, Entomologia, Fitopatologia e tantos outros, entre campo e indústria, são necessários para maximizar a gama de produtos e subprodutos originários da cana-de-açúcar. Ao atravessar todo esse processo, da semente à variedade, há um período de testes de campo de 10 anos ou mais para que o produtor final se beneficie de canas mais produtivas. Com as políticas internacionais de adição de álcool anidro à gasolina na Argentina, Brasil, Colômbia, Estados Unidos, Japão, México e União Européia, os programas de melhoramento da cana-de-açúcar são envoltos em grande responsabilidade, uma vez que, se houver um surto de doenças, como houve no passado, pode haver um cracking na economia mundial por falta desse combustível renovável, já que só o Brasil, em 2006, produziu 18 bilhões de litros de álcool, o equivalente a mais de 90 milhões de barris de petróleo (CESNIK, 2004).

2.2 PROGRAMAS DE MELHORAMENTO

2.2.1 Controle de doenças da cana-de-açúcar

Em função de algumas características de produção da cana-de-açúcar: cultura semiperene, ciclo anual e propagação vegetativa, o controle de doenças é realizado basicamente com a seleção de variedades resistente nos programas de melhoramento. Atualmente existem em nosso país quatro instituições trabalhando no melhoramento genético da cana-de-açúcar: 1) Centro de Tecnologia Canavieira (CTC); 2) Rede Interuniversitária de Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro (RIDESA); 3) Instituto Agronômico de Campinas (IAC); 4) Canavialis. Juntas, essas instituições produzem anualmente cerca de 1.500.000 “seedlings”, potenciais candidatos a novas variedades ainda mais produtivas. Com uma maior oferta de variedades é possível diversificar o plantio e melhorar a estratégia para o controle de doenças. Outra medida de importância capital no controle de doenças da cana-de-açúcar é a produção de mudas sadias em viveiros estrategicamente planejados e rotineiramente submetidos à prática do “roguing” (FERNANDES, 2006).

2.2.2 Estratégias para obtenção de variedades resistentes

A estratégia de trabalho da Fitopatologia dentro do Programa de Melhoramento do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) consiste em caracterizar a reação dos genitores usados nos cruzamentos e também dos clones oriundos destes. Além disso, possui um projeto específico visando orientar as unidades produtoras a obter mudassadias para as variedades mais indicadas para os seus ambientes de produção (FERNANDES, 2006).

2.2.3 Busca de resistência nos genitores

O prévio conhecimento da reação às doenças dos genitores envolvidos nos cruzamentos é condição essencial para que se possa executar um programa de melhoramento eficiente. A caracterização da reação dos genitores visa promover uma prospecção de genes de resistência para depois tentar transmiti-los à progênie por meio de cruzamentos dirigidos. Vários trabalhos têm demonstrado que, para determinadas doenças, os genes ligados à resistência possuem um coeficiente de herdabilidade (h²) grande o suficiente para permitir a sua exploração. Em outras palavras, a progênie será tanto mais resistente quanto maior for a resistência dos genitores. Por exemplo, existe alta h² para os genes de

resistência ao mosaico e à ferrugem e baixa h² para os genes de resistência ao raquitismo da soqueira. A busca por genes de resistência pode ser feita em várias fontes, incluindo indivíduos selvagens e representantes de outras espécies (e.g. S. spontaneum), contudo, é mais apropriado buscá-los em outras variedades comerciais, incluindo as importadas de outros centros de pesquisa, que além da resistência muito provavelmente possuam outros genes de interesse agroindustrial, uma vez que sofreram um processo de seleção. A caracterização da reação dos genitores às doenças é feita por meio de fitotestes, de forma idêntica àqueles realizados com os clones (FERNANDES, 2006).

2.2.4 Avaliação da resistência dos clones

Os clones são testados ao longo do programa de melhoramento visando determinar a reação dos mesmos às principais doenças: carvão, mosaico, escaldadura, ferrugem e raquitismo. Com exceção da última, essas doenças quase sempre possuem um caráter eliminatório para os indivíduos tidos como suscetíveis, em função do potencial de dano que apresentam. O raquitismo, embora apresente potencial de dano considerável, pode ser eficientemente controlado pelo tratamento térmico e pela assepsia dos instrumentos usados no corte da cana-de-açúcar, tornando-se uma doença menos problemática quando se pensa em controle. Por esse motivo, os clones do Programa de Melhoramento do Centro de Tecnologia Canavieira são caracterizados em relação ao raquitismo, mas jamais excluídos em função de sua suscetibilidade à doença (FERNANDES, 2006).

2.2.5 Em busca da cana transgênica

Na cana-de-açúcar, o trabalho da Unicamp aproveitou os resultados do Projeto Genoma, realizado com dezenas de laboratórios do Estado de São Paulo durante quase três anos que, ao final, identificou 43 mil genes. A partir desse banco de genes, os pesquisadores buscaram cruzar informações entre aqueles que pareciam ou estavam envolvidos de alguma forma com o metabolismo de sacarose. Identificaram-se, então, sete genes que transportam açúcares e que são mais ativos nos gomos mais próximos à raiz, nos quais se acumula mais açúcar. O próximo passo é criar plantas transgênicas com algum desses genes. Menossi avalia que deve demorar cerca de um ano para se chegar a esse gene que mais acumula açúcar e que poderá ser transferido para se criar uma variedade com essa característica. Ela deverá, ainda, ter uma avaliação cuidadosa sobre composição nutricional, possíveis toxinas, compostos que causam alergia, etc. antes de se tornar comercial. A variedade transgênica será produzida nos campos de experimentos da Coopersucar, enquanto as análises da composição poderão ser feitas por empresa especializada na área, acrescenta. No CBMEG está em andamento outras duas pesquisas de doutorado, complementar a esse conhecimento, para analisar os cruzamentos de duas variedades com muito açúcar e com pouco açúcar, para encontrar genes mais ativos no transporte de açúcar na planta. A previsão, nesse caso, é analisar perto de cinco mil genes (JORGE, 2003).

2.3 MÉTODOS DE MELHORAMENTO

Apesar de existirem grandes diferenças nos detalhes sobre como os programas de melhoramento do Brasil (e do mundo) conduzem suas atividades, há alguns pontos em comum que serão aqui destacados. Em essência, o melhoramento baseia-se na seleção e clonagem de genótipos superiores presentes em populações segregantes, que são obtidas através de cruzamentos sexuais entre indivíduos diferentes. O sucesso desses processos depende de vários fatores, dentre os quais a escolha adequada dos genitores de forma a maximizar a chance de obter ganhos com a seleção, a instalação de experimentos com boa precisão experimental, a escolha correta dos caracteres e épocas de avaliação. As maiorias das características consideradas na seleção são de natureza quantitativa e controladas por muitos locos (QTL's), tais como teor de sólidos solúveis, teor de sacarose, diâmetro e número de colmos, teor de fibras, resistência ao acamamento e florescimento, precocidade, resistência a pragas e doenças, etc. (SOUZA, 2010).

A maioria das características da cana-de-açúcar é herdada de forma aditiva. Por exemplo, o cruzamento de duas variedades altas deve resultar numa variedade ainda mais alta. Porém, existe uma importante exceção que é a característica para a produtividade, em que as variâncias genéticas aditiva e não-aditiva parecem estar em igual grau de importância. Isso vem sendo o principal desafio nas pesquisas de melhoramento genético da cana-de-açúcar. Outra questão bastante relevante em relação ao melhoramento genético da cana é a avaliação de novas variedades quanto à adaptação a diferentes ambientes. Isso é importante para a recomendação das melhores variedades para as regiões mais aptas. Como a cana-de-açúcar é originária de baixas latitudes - regiões tropicais, próximas ao Equador - seu florescimento ocorre apenas com temperaturas altas e elevada umidade. Por isso, os principais programas de melhoramento genético da cana-de-açúcar do Brasil possuem estações experimentais no Nordeste. A Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro (Ridesa) possui a estação de pesquisa Serra do Ouro no município de Murici, AL. A unidade está na latitude 9º 13 S, a 500 metros de altitude, onde a pluviosidade média é de pelo menos dois mil milímetros anuais e as temperaturas médias, de 19,5 a 26,5º C (Celsius) (ROSSETTO, 2011).

2.4 CULTIVARES REGISTRADAS

Existem 124 variedades de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) registradas no MAPA (Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento), são elas: CB 45-3, CTC1, CTC10, CTC11, CTC12, CTC14, CTC15, CTC16, CTC17, CTC18, CTC19, CTC2 ,CTC20 ,CTC3 ,CTC4 ,CTC5,CTC6 ,CTC7 ,CTC8 ,CTC9 ,CV32P2008 ,CV37P2008 ,CV41P2008 ,CV42P2008 ,CV49P2008 ,CV6P2007 ,CVS Grou ,CVS Pegaso ,IAC 82-2045 ,IAC 82-3092 ,IAC86 2210 ,IAC86-2480 ,IAC87 3396 ,IAC91-2195 ,IAC91-2218 ,IAC91-5155 ,IAC911099 ,IACSP 933046 ,IACSP 942094 ,IACSP 942101 ,IACSP 944004 ,IACSP93-6006 ,IACSP932060 ,IACSP953028 ,IACSP955000 ,PAV 94-09 ,PO88-62 ,RB 72454 ,RB 735220 ,RB 739359 ,RB 765418 ,RB 785148 ,RB 785750 ,RB 806043 ,RB 813804 ,RB 825336 ,RB 835089 ,RB 835486 ,RB 855156 ,RB 855453 ,RB 855563 ,RB 863129 ,RB 867515 ,RB 872552 ,RB 932520 ,RB 943365 ,RB 943538 ,RB835054 ,RB845257 ,RB855035 ,RB855113 ,RB855536 ,RB855546 ,RB925211 ,RB925268 ,RB925345 ,RB92579 ,RB928064 ,RB931530 ,RB93509 ,RB935744 ,RB946903 ,RB956911 ,RB966928 ,SP70-1005 ,SP70-1143 ,SP70-1284 ,SP71-1081 ,SP71-3146 ,SP71-3501 ,SP71-6163 ,SP72-4928 ,SP77-5181 ,SP79-1011 ,SP79-2313 ,SP80-1816 ,SP80-1842 ,SP80-185 ,SP80-3280 ,SP80-3480 ,SP83-2847 ,SP83-5073 ,SP84-1201 ,SP84-1431 ,SP84-2025 ,SP84-5560 ,SP85-3877 ,SP85-5077 ,SP86-155 ,SP86-42 ,SP87-344 ,SP87-365 ,SP87-396 ,SP89-1115 ,SP90-1107 ,SP90-1161 ,SP90-1638 ,SP90-3414 ,SP90-3723 ,SP91-1049 ,TUC 71-9 (MAPA, 2011).

Destacando-se com o maior número de cultivares registradas, o IAC (Instituto Agronômico de Campinas) e a RIDESA (Rede Interuniversitária de Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro) vem liderando o mercado de melhoramento genético da cana-de-açúcar no Brasil.

1. CONCLUSÃO

Este trabalho teve como objetivo mostrar o melhoramento genético da cana-de-açúcar no Brasil desde o tempo que ela foi introduzida até os tempos de hoje, mostrando seus avanços e benefícios e sua grande importância no mercado nacional hoje em dia.

LITERATURA CITADA

CESNIK, R. Melhoramento da cana-de-açúcar. Brasília: Embrapa Informações Tecnológicas, 2004, 307p.

CESNIK,R. Melhoramento da cana-de-açúcar: marco sucro-alcooleiro no Brasil. Disponível em: <http://www.cnpma.embrapa.br/down_hp/344.pdf>. Acessado em 20/04/20011.

FERNANDES, C. D. : Principais doenças em culturas expressivas das regiões Sudeste e Sul e seu manejo. Fitopatol. bras. 31 (Suplemento), S53, S54, agosto 2006.

JORGE, W. Pesquisa busca melhoramento genético do café e da cana-de-açúcar. Campinas, SP. Jornal da UNICAMP, Universidade Estadual de Campinas – 21 a 27 de julho de 2003. Disponível em . Acessado em 18/04/2011.

MAPA. Registro Nacional de Cultivares. Disponível em: <http://extranet.agricultura.gov.br/php/proton/cultivarweb/cultivares_registradas.php>. Acessado em 24/04/2011.

ROSSETTO, R. Agência de Informação Embrapa – cana-de-açúcar Disponível em http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-açucar/arvore/CONTAG01_70_711200516719.html. Acessado em 25/04/2011.

SANTOS, E. G. D.: Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas: O Melhoramento Genético da cana-de-açúcar da RIDESA. Disponível em: <www.genetica.esalq.usp.br/pub/seminar/EGDSantos-200701-Resumo.pdf>. Acesso em 23/04/2011.

SOUZA, A. P.; GARCIA, A. A. F.; OLIVEIRA, K. M. Melhoramento genético e mapeamento da cana-de-açúcar. Disponível em: < www.apta.sp.gov.br/cana >. Acessado em 25/04/20011.