Caracterização de um painel de genótipos de cana-de- açúcar em resposta ao Sporisorium scitamineum agente causal do carvão

Abstract

A cana-de-açúcar é uma cultura de grande importância econômica, especialmente em países tropicais, como o Brasil, onde é fundamental para a produção de açúcar e bioetanol. A doença do carvão-da-cana-de-açúcar causada pelo fungo Sporisorium scitamineum é uma das principais doenças fúngicas que afetam a produtividade e o teor de sacarose dessa cultura em todo o mundo. A resistência de cultivares é o método de controle mais apropriado para essa doença. Devido à sua complexidade genética, que inclui poliploidia e alta heterozigosidade, a caracterização da estrutura genética dessa espécie é essencial para programas de melhoramento. Dentre os objetivos deste estudo, destacam-se a avaliação da suscetibilidade de um painel de genótipos de cana-de-açúcar inoculados artificialmente com carvão (S. scitamineum) em casa de vegetação e em campo e a avaliação da diversidade e estrutura genética utilizando marcadores do tipo microssatélites (SSRs). O painel consistiu de um total de 165 genótipos de cana-de-açúcar, incluindo clones e cultivares comercial do programa de melhoramento genético de cana-de-açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), cultivares comerciais de outros programas de melhoramento (Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético - RIDESA; Centro de Tecnologia Canavieira – CTC), cultivares de cana-energia (GranBio/Nussed) e acessos de Saccharum officinarum, S. spontaneum, e S. robustum. O método de punctura demonstrou ser uma abordagem eficaz para a identificação de genótipos suscetíveis apontando genótipos potencialmente resistentes ao carvão. Além disso, a triagem de genótipos de cana-de-açúcar em condições de casa de vegetação pode ser uma estratégia eficaz para eliminar genótipos suscetíveis, evitar a disseminação de esporos de carvão durante a avaliação da doença e acelerar a seleção de genótipos resistentes ao carvão em programas de melhoramento de cana-de-açúcar. Os resultados indicam uma base genética estreita entre os genótipos, destacando a importância de expandir a diversidade genética por meio de cruzamentos com espécies selvagens, como S. spontaneum e S. robustum, para aumentar a variabilidade genética e melhorar o potencial de seleção nos programas de melhoramento.

Sugarcane is a crop of great economic importance, especially in tropical countries like Brazil, where it is fundamental for sugar and bioethanol production. Sugarcane smut, caused by the fungus Sporisorium scitamineum, is one of the primary fungal diseases affecting productivity and sucrose content worldwide. The resistance of cultivars is the most appropriate control method for this disease. Due to its genetic complexity, including polyploidy and high heterozygosity, characterizing the genetic structure of this species is essential for breeding programs. This study aims to evaluate the resistance of a panel of sugarcane genotypes artificially inoculated with smut (S. scitamineum) under greenhouse and field conditions and assess genetic diversity and structure using microsatellite markers (SSRs). The panel consisted of 165 sugarcane genotypes, including clones and commercial cultivars from the breeding program of the Agronomic Institute of Campinas (IAC), commercial cultivars from other breeding programs (Inter-University Network for the Development of the Sugar-Energy Sector - RIDESA; Sugarcane Technology Center – CTC), energy cane cultivars (GranBio/Nussed), and accessions of Saccharum officinarum, S. spontaneum, and S. robustum. The puncture method proved effective in identifying susceptible genotypes, pointing to potentially resistant genotypes. Moreover, screening sugarcane genotypes in greenhouse conditions can be an effective strategy to eliminate susceptible genotypes, prevent the spread of smut spores during disease evaluation, and accelerate the selection of resistant genotypes in sugarcane breeding programs. The results indicate a narrow genetic base among genotypes, highlighting the importance of expanding genetic diversity through crosses with wild species such as S. spontaneum and S. robustum to increase genetic variability and improve selection potential in breeding programs.