Efeito do Ethephon na maturação e na inibição da floração sob condições naturais de indução fotoperiódica em cana-de-açúcar

Abstract

A cana-de-açúcar é uma importante fonte de alimento e energia renovável, sendo o Brasil o maior produtor mundial. Essa cultura tem capacidade de sintetizar, transportar e armazenar sacarose em grandes quantidades em seus colmos. Os reguladores de crescimento são comumente usados para melhorar a qualidade da matéria-prima, o acúmulo de sacarose e a inibição da floração. O Ethephon é o regulador de crescimento mais utilizado em cana-de-açúcar, além de atuar como maturador, estimula a produção da biossíntese de etileno endógeno. O ETHYLENE INSENSITIVE3 LIKE 1(EIL1) é o principal precursor de sinal na via do etileno e, portanto, os genes que regulam essa via interferem no crescimento e na maturação da cana-de-açúcar. Por outro lado, o gene FLOWERING LOCUS T (FT) tem papel fundamental na indução da floração. Neste trabalho, avaliamos o efeito do Ethephon nas características de qualidade (Brix%, Pol%, Fibra%, Pureza% e ATR 〖Kg〗^(t-1)) de duas cultivares de cana-de-açúcar, RB855156 e SP81-3250, respectivamente, de maturação precoce e médio-tardio, bem como a expressão por RT-qPCR dos genes ScEIL1 (ortólogo ao EIL1 em cana-de-açúcar) e o ScFT3 (ortólogo ao FT em cana-de-açúcar) na folha imatura aos 15 e 30 dias após aplicação do produto. A cultivar SP81-3250 apresentou uma melhora significativa em todas as características de qualidade após a aplicação do Ethephon, enquanto na RB855156 houve aumento significativo apenas da fibra (% de cana). A expressão do gene ScEIL1 diferiu significativamente entre tratamentos (Ethephon e controle) entre as cultivares, sendo maior aos 15 dias, na cultivar SP81-3250 e aos 30 dias na RB855156. Entretanto, a expressão do gene ScFT3 nas folhas imaturas não foi significativa aos 15 e 30 dias. Concluímos que as cultivares se comportaram diferentemente ao Ethephon, tanto em relação as características de qualidade, quanto a expressão do gene ScEIL1, o qual respondeu a aplicação do produto. Este é o primeiro trabalho a relatar alteração da expressão do gene ScEIL1 em resposta a aplicação do maturador em cana-de-açúcar.

Sugarcane is an important food and renewable energy source, worldwide and Brazil is the largest producer. This crop has the ability to synthesize, transport and storage sucrose in large quantities in their stalks. Growth regulators are commonly used to improve the quality of sugarcane raw material, sucrose accumulation and flower inhibition. Ethephon, one of the most used sugarcane growth regulators, in addition to acting as a ripener also stimulates the endogenous ethylene biosynthesis production. ETHYLENE-INSENSITIVE3-LIKE 1 (ScEIL1) is the main signal precursor in the ethylene pathway and, hence, genes that regulate the ethylene pathway interfere in sugarcane growth and ripening. On the other hand, the FLOWERING LOCUS T (FT) gene has a fundamental role in flowering induction. Here, we evaluate the Ethephon effect on the quality traits (Brix%, Pol %, Fiber%, Purity% and ATR Kg^(t-1)) of two sugarcane cultivars, RB855156 and SP81-3250, respectively early and middle-late ripening. Also, we evaluated the ScEIL1 and one of the FT orthologue in sugarcane (ScFT3) expression by RT-qPCR at spindle leaf at two sampling times (15 and 30 days after Ethephon application). The SP81-3250 cultivar had a significant improvement for all the quality traits after Ethephon application, while RB855156 a significant increase only on Fiber (% cane). ScEIL1 expression differed significantly between treatments and cultivars, being highest at 15 days in cultivar SP81-3250 and at 30 days in RB855156. However, ScFT3 gene expression at spindle leaf was not significant at 15 and 30 days in both cultivars. We conclude that the cultivars differentially respond to Ethephon, either in relation to quality traits or ScEIL1 expression, which was affected by Ethephon application. This is the first study to report changes in ScEIL1 gene expression in response to ripener application in sugarcane.