Fisiologia e inducao floracao em cana de acucar

“Fisiologia e indução artificial da floração em cana-
de-açúcar: novos estudos”
Maximiliano Salles Scarpari
IAC – Centro de Cana
2012
FISIOLOGIA DE FLORESCIMENTO/ISOPORIZAÇÃO E MATURAÇÃO
EM CANA-DE-AÇÚCAR

• Sustentabilidade da canavicultura brasileira
• Estado da arte
• Necessidade de novos estudos em floração da cana-de-açúcar
• Pequeno histórico até projetarmos a câmara de fotoperíodo
• Câmara de fotoperíodo
• Resultados de funcionalidade obtidos neste primeiro ano
• Possibilidade de realizar estes novos estudos em cana-de-açúcar

1. Sustentabilidade da canavicultura brasileira
Fonte: Burnquist et al. (2010)

Indução floral da gema apical – o crescimento é afetado.
• Fotoperíodo: 12 horas e 55 minutos ou 12 horas e 30 minutos ?? com
decaimento do dia,
• Temperatura diária máxima < 31 ou 32°C e mínima noturna > 18 ou 21°C.
Quanto menor a amplitude térmica mais favorável e temperatura acima de
32°C é prejudicial,
• Disponibilidade hídrica no solo (essencial),
• Efeito negativo do nitrogênio na floração, atrasa a emissão da flor (poucos
estudos relacionados à dosagem).
2. Estado da arte

Floração ano 2008 em Ribeirão Preto: 100% probabilidade
Clima:
3. Acompanhamento climático anual
Dia MÊS TM Tm Amplitude Chuva Dias indutiveis
25 FEV 28,7 21,0 7,7 11 SIM
26 FEV 31,2 20,7 10,5 NÃO
27 FEV 30,0 21,8 8,2 SIM
28 FEV 30,7 21,8 8,9 SIM
29 FEV 28,1 21,8 6,3 11 SIM
1 MAR 29,2 22,4 6,8 16,9 SIM
2 MAR 30,0 20,7 9,3 2,8 SIM
3 MAR 31,2 20,2 11,0 NÃO
4 MAR 31,1 20,1 11,0 NÃO
5 MAR 31,4 20,2 11,2 NÃO
6 MAR 31,2 19,6 11,6 NÃO
7 MAR 31,5 21,6 9,9 NÃO
8 MAR 31,6 22,4 9,2 NÃO
9 MAR 32,0 21,7 10,3 0,4 NÃO
10 MAR 29,0 22,0 7,0 SIM
11 MAR 28,7 22,8 5,9 0,4 SIM
12 MAR 24,7 22,4 2,3 SIM
13 MAR 27,7 21,5 6,2 1,7 SIM
14 MAR 22,1 21,0 1,1 30,8 SIM
15 MAR 21,0 19,5 1,5 32,3 SIM
16 MAR 25,7 19,4 6,3 14,4 SIM
17 MAR 20,7 20,3 0,4 29 SIM
18 MAR 30,0 18,8 11,2 39 SIM
19 MAR 30,4 20,2 10,2 SIM
20 MAR 30,3 21,0 9,3 SIM
189,7 17
17 dias < 31
24 dias > 18
2008

Clima:
25 FEV 27,6 20,4 7,2 1 SIM
26 FEV 29,9 19,4 10,5 4 SIM
27 FEV 29,2 21,4 7,8 SIM
28 FEV 33,4 19,4 14,0 NÃO
1 MAR 33,9 21,4 12,5 NÃO
2 MAR 33,6 21,0 12,6 NÃO
3 MAR 33,5 20,8 12,7 NÃO
4 MAR 34,5 21,8 12,7 NÃO
5 MAR 33,4 22,4 11,0 NÃO
6 MAR 34,8 25,3 9,5 NÃO
7 MAR 33,8 19,4 14,4 NÃO
8 MAR 33,0 19,8 13,2 NÃO
9 MAR 32,2 20,2 12,0 NÃO
10 MAR 30,2 19,2 11,0 15,2 SIM
11 MAR 30,2 19,2 11,0 19,6 SIM
12 MAR 30,4 19,4 11,0 6 SIM
13 MAR 25,4 20,2 5,2 8 SIM
14 MAR 28,8 18,4 10,4 1 SIM
15 MAR 26,8 18,2 8,6 6 SIM
16 MAR 30,2 18,2 12,0 3 SIM
17 MAR 28,7 19,0 9,7 SIM
18 MAR 31,0 18,6 12,4 SIM
19 MAR 30,4 19,6 10,8 SIM
20 MAR 28,8 19,0 9,8 SIM
63,8 14
14 dias < 31°C
2009

Clima: 10 dias não
foram suficientes
25 FEV 31,1 20,5 10,6 19,1 NÃO
26 FEV 29,1 18,4 10,7 1 SIM
27 FEV 30,5 19,5 11,0 SIM
28 FEV 27,8 20,2 7,6 37 SIM
1 MAR 28,3 20,2 8,1 40,6 SIM
2 MAR 28,1 19,6 8,5 2,3 SIM
3 MAR 28,8 20,0 8,8 SIM
4 MAR 30,2 19,9 10,3 6,6 SIM
5 MAR 32,1 20,6 11,5 2,3 NÃO
6 MAR 30,6 18,2 12,4 46,2 SIM
7 MAR 29,6 16,7 12,9 NÃO
8 MAR 30,2 17,9 12,3 NÃO
9 MAR 31,0 17,6 13,4 NÃO
10 MAR 32,4 19,3 13,1 NÃO
11 MAR 32,8 16,0 16,8 NÃO
12 MAR 32,8 15,8 17,0 NÃO
13 MAR 32,8 18,4 14,4 2,8 NÃO
14 MAR 33,6 19,4 14,2 NÃO
15 MAR 29,6 20,8 8,8 4,2 SIM
16 MAR 27,0 21,2 5,8 SIM
17 MAR 31,0 17,0 14,0 NÃO
18 MAR 33,0 18,0 15,0 NÃO
19 MAR 33,0 18,0 15,0 NÃO
20 MAR 32,7 18,0 14,7 NÃO
162,1 10
2010

Clima:
25 FEV 31,7 20,1 11,6 9,7 NÃO
26 FEV 31,5 20,5 11,0 46,5 NÃO
27 FEV 29,7 20,8 8,9 4,8 SIM
28 FEV 29,7 20,6 9,1 12,2 SIM
1 MAR 25,9 19,2 6,7 18,3 SIM
2 MAR 26,6 19,6 7,0 4,1 SIM
3 MAR 24,7 19,0 5,7 16,0 SIM
4 MAR 20,6 17,9 2,7 21,8 NÃO
5 MAR 21,5 18,1 3,4 15,0 SIM
6 MAR 24,0 18,8 5,2 35,8 SIM
7 MAR 26,0 20,0 6,0 25,0 SIM
8 MAR 26,0 19,0 7,0 16,0 SIM
9 MAR 21,9 18,8 3,1 35,8 SIM
10 MAR 21,9 18,8 3,1 35,8 SIM
11 MAR 29,0 18,8 10,2 35,8 SIM
12 MAR 29,0 19,0 10,0 5,0 SIM
13 MAR 30,6 18,8 11,8 35,8 SIM
14 MAR 29,8 19,0 10,8 0,5 SIM
15 MAR 29,8 19,8 10,0 12,5 SIM
16 MAR 29,8 19,7 10,1 0,5 SIM
17 MAR 30,1 19,4 10,7 45,2 SIM
18 MAR 30,5 20,1 10,4 0,0 SIM
19 MAR 29,5 20,0 9,5 58,4 SIM
20 MAR 29,5 19,2 10,3 0,0 SIM
490,5 21
2011

Floração ano 2012 em Ribeirão Preto: ???% probabilidade
Clima:
25 FEV 30,5 19,7 11,6 0,0 SIM
26 FEV 30,5 20,7 11,6 2,3 SIM
27 FEV
28 FEV
1 MAR
2 MAR
3 MAR
4 MAR
5 MAR
6 MAR
7 MAR
8 MAR
9 MAR
10 MAR
11 MAR
12 MAR
13 MAR
14 MAR
15 MAR
16 MAR
17 MAR
18 MAR
19 MAR
20 MAR
2012

1. Pouco avanço nos estudos sobre floração da cana-de-açúcar se observa à
partir da década de 1990 no Brasil;
2. Existe uma enorme lacuna no conhecimento, exemplos:
Com quantos “dias indutivos” a variedade tal é induzida?
“Dia indutivo” começa com 12h 55´ ou 12h 30´??
Temperatura acima de 32°C atrasa a indução? E abaixo de 21°C ou 18°C?
Por quanto tempo essa temperatura extrema prejudica a indução, 10, 30
minutos no dia, ??
Por que algumas variedades “relutantes” não são induzidas em condições
ótimas de indução. etc.......
4. Histórico e generalidades

1. Na tentativa de estudar a floração e construir uma câmara de fotoperíodo
os pesquisadores do IAC, Pery Figueiredo, Mario Campana e Marcos
Landell tentaram em 1990 visitar as instalações da estação de hibridação
na Argentina (Chacra Experimental) a qual domina a técnica da indução
artificial com câmara de fotoperíodo mas não obtiveram apoio;
2. No ano de 2006: o pesquisador do IAC, Antonio Carlos M. Vasconcelos
visitou Canal Point nos EUA em contato com Barry Glaz e trouxe
algumas informações sobre indução artificial da floração;

3. Ano de 2007: visita aos SASRI na África do Sul e o primeiro contato com
as câmaras fotoperiódicas automatizadas;
4. Ano de 2009: Finalmente visitamos a Chacra Experimental na Argentina e
o BSES na Austrália.

5. Justificativa da câmara de fotoperíodo
No Brasil, a indução floral ocorre de modo natural principalmente em
latitudes menores e regiões próximas ao litoral e em locais como SP
depende das condições climáticas dentro da
“janela de indução”.
Alguns anos em SP são
favoráveis, outros não...

Neste caso em SP estudos de floração são dependentes do clima;
Com a câmara podemos manejar o fotoperíodo, a temperatura, a
disponibilidade de água e a adubação realizando estes estudos e induzindo
em qualquer época do ano, sincronizando a emissão floral;
Ainda pensando no melhoramento genético, na natureza é difícil ocorrer a
emissão de uma flor ao mesmo tempo de uma S. spontaneum com uma
variedade comercial dificultando esses cruzamentos e a introgressão gênica.

Câmaras de fotoperíodo no mundo
Início do uso no SASRI (África do Sul) em 1955,
BSES (Austrália): 3 câmaras totalmente automatizadas,
Chacra Experimental e Tucuman (Argentina): 1 câmara não
automatizada mas com soluções simples e práticas.
Outros países, EUA (Canal Point e Texas), Equador....
IAC (Brasil): Pioneiro no Brasil a utilizar esta técnica de indução,
visando sincronismo de cruzamento, introgressão gênica, e a tal da
“cana energia”.

CÂMARA DE FOTOPERIODO
Temperatura controlada entre 21 – 32°C;
 De acordo com Berding (1995) a indução começa com fotoperíodo
ao redor de 12 horas e 55 minutos e decaimento diário de 45 segundos;
 Alta disponibilidade hídrica.
6. Novos estudos com a câmara de fotoperíodo no Brasil

Câmara de fotoperíodo (IAC – Centro de Cana – Brasil)
BIOEN-FAPESP (08/56146-5)

Particularidades:
Vasos de 43 litros sendo mantidos 3 perfilhos por vaso (52 vasos = 156
perfilhos por câmara);
Substrato específico (1:1:1 areia, argila, vermiculita);
Irrigação (2 vezes ao dia, até a saturação);
Temperatura noturna mantida ao redor de 24 – 26°C;
Relação vermelho-infra-vermelho para induzir o fitocromo;
Totalmente automatizada – pode ser controlada remotamente.

Sensor do portão Sensor carrinho
Ar
VentiladorGuinchoIluminação
T ext.
T int.

Começamos a primeira indução em Setembro de 2010, mês que naturalmente
o fotoperíodo ainda é crescente mas forçamos um fotoperíodo decrescente
diário de 30 ", 45 " e 1’ após 23 dias primeiras gemas com sinal de indução;
Primeira flor visível:
Fevereiro 2011
onde tínhamos excelente
temperatura e umidade para
realizar cruzamentos em
Ribeirão Preto/SP

Mudanças visíveis na morfologia da planta:
ESTIOLAMENTO;
BROTAÇÕES LATERAIS;
EMISSÃO DA FOLHA BANDEIRA (não garante a emissão da flor);
FLOR VISÍVEL (respeitando a idade fisiológica do perfilho).

Tabela 1 – Dias de indução fotoperiódica artificial até emissão de folha bandeira e
inflorescência em 16 diferentes genótipos em três tratamentos diferentes.
Dias de indução
Emissão da folha bandeira Emissão da inflorescência
GENÓTIPOS
TRATAMENTO
I
TRATAMENTO
II
TRATAMENTO
III
TRATAMENTO
I
TRATAMENTO
II
TRATAMENTO
III
PERFILHOS PERFILHOS PERFILHOS PERFILHOS PERFILHOS PERFILHOS
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
IACSP94-2101 154
IACSP93-2060 144 179 179
IACSP96-7569 117 134 155 139 140 154 159 159 177
SP801842 139 150 152 159 175
SP891115 117 119 132 116 132 154 172 193 154
RB867515 146 149
IACSP00-8095 139 148 154 165
IACSP00-8206 124 147 144 145 186 190
CTC12 139 116 117 117 174 137 141 148
CTC8 117 118 151 110 110 111 140 146 192 140 146 152
CTC6 168 172
CTC15 144 149
IACSP97-2055 140 151
IACSP95-5094 140 142 142 133 144 153 152 157 182 159 173 192 198 207
SP901638 139 193
CO213 133 154
Fonte: Melloni (2012)

Primeiro cruzamento: IACSP00-8095 x IACSP96-7569
Primeira introgressão: Krakatau x CTC 6

Possibilidade de se fazer até 3 induções no ano, independente da época e
clima externo.
No caso de transgênicos, podemos induzir a floração do material de interesse
e cruzar com sua progênie (backcross) semelhante o que é feito em milho e
neste caso obtermos linhagens puras com o gene selecionado.
Ganhamos tempo com a câmara de fotoperíodo.

Nosso foco com a câmara de fotoperíodo:
Cruzamentos especiais
Sincronismo da floração
Cruzamentos entres espécies do complexo Saccharum e variedades comerciais:
“cana energia”

7. Conclusões
É possível induzir artificialmente as variedades de cana no Brasil e emitir flores
no mês de fevereiro/março/abril, além de obter pólen e semente viáveis em
Ribeirão Preto/SP,
A câmara de fotoperíodo funciona e gera novas possibilidades de combinações
através do sincronismo da floração e cruzamentos especiais,
12 horas e 55 minutos é o fotoperíodo que melhor respondeu ao inicio da
indução com decaimento diário de 45” (semelhante aos resultados australianos)
A variedade IAC91-5155 dita “relutante” floresceu. Segue o desafio de outras
IACSP94-2101, IACSP96-3060......

Obrigado
E-mail: msscarpa@iac.sp.gov.br
Apoio: BIOEN/Fapesp e Centro de Cana/IAC

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