Incorporação do alelo bmr-6 “brown midrib” e análise dialélica em linhagens elites de sorgo biomassa com nervura marrom

Abstract

O sorgo biomassa [Sorghum bicolor (L.) Moench] é considerado uma nova alternativa para produção de bioenergia. Neste sentido os principais objetivos dos programas de melhoramento do sorgo biomassa são a melhoria da qualidade e aumento da produtividade de biomassa verde. Alguns genótipos mutantes de sorgo biomassa, denominados brown midrib (bmr) - com menor teor de lignina - são favoráveis à etapa de pré-tratamento, e são capazes de facilitar a desorganização do complexo lignocelulósico. Além disso, outra característica de interesse são genótipos de sorgo biomassa com sensibilidade ao fotoperíodo. Neste contexto, os objetivos deste trabalho foram realizar a incorporação do alelo bmr-6 que controla a expressão nervura marrom em linhagens elites de sorgo biomassa e obtenção dos híbridos experimentais “Brown midrib”, estimar a capacidade combinatória de linhagens de sorgo biomassa com alto porte quando cruzadas com linhagens macho-estéreis e selecionar as melhores combinações híbridas. Para proceder à introgressão assistida visando o desenvolvimento de híbridos de sorgo biomassa com menor teor de lignina, foram utilizados três materiais genéticos pertencentes ao Programa de Melhoramento Genético da Embrapa Milho e Sorgo e para a realização do estudo de capacidade de combinação foram utilizados o total de quatro linhagens macho-estéreis (A) e 10 linhagens restauradoras de fertilidade (R). A partir da obtenção das sementes F 1 ́s, foram conduzidos quatro experimentos em diferentes safras e locais. Como resultados, foi possível realizar a introgressão do alelo bmr6 e houve a obtenção de híbridos experimentais “Brown midrib”. Foi estimado a capacidade de combinação de linhagens A e R de sorgo biomassa, portadoras do alelo bmr-6, avaliando o efeito de safra e local, visando o potencial bioenergético para a produção de etanol de segunda geração. Dessa maneira, com a realização deste trabalho foi possível auxiliar o Programa de Melhoramento Genético da Embrapa Milho e Sorgo no desenvolvimento de híbridos de sorgo biomassa com alto potencial para produção de etanol de segunda geração.

Biomass sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is considered a new alternative for the production of bioenergy. In this direction, the main objectives of biomass sorghum breeding programs are to improve the quality and increase the productivity of green biomass. Some mutant genotypes of biomass sorghum, called brown midrib (bmr) - with lower lignin content - are favorable to the pre-treatment stage, and are capable of facilitating the disorganization of the lignocellulosic complex. In addition, another characteristic of interest are genotypes of sorghum biomass with sensitivity to photoperiod. In this context, the objectives of this work were to incorporate the bmr-6 allele that controls brown midrib expression in elite biomass sorghum lines and to obtain the experimental hybrid "Brown midrib", to estimate the combinatorial capacity of high biomass sorghum when crossed with male-sterile lines and select the best hybrid combinations. In order to proceed to assisted introgression aiming the development of hybrids of sorghum biomass with lower lignin content, three genetic materials belonging to the Embrapa Maize and Sorghum Breeding Program and the total of four male- sterile lines (A) and 10 fertility restorative lines (R), were used to perform the combination capacity study. From the F1 seeds, four experiments were conducted in different crops and environments. As results, it was possible to perform the introgression of the bmr6 allele and the experimental hybrid "Brown midrib" was obtained. It was estimated the combining ability of biomass sorghum A and R lines, carrying the bmr-6 allele, evaluating the crop and environments effect, aiming the bioenergetic potential for the production of second generation ethanol. Thus, with the accomplishment of this work, it was possible to assist the Embrapa Maize and Sorghum Breeding Program in the development of hybrids of sorghum biomass with high potential for the production of second generation ethanol.