Caracterização estrutural e bioquímica do colmo das espécies brasileiras do gênero Saccharum L. (POACEAE)

Abstract

Devido à sua posição de destaque na economia global, a cultura da cana-de-açúcar é constantemente estudada em programas de melhoramento, acreditamos que as espécies nativas de Saccharum podem servir como diversidade de germoplasma, uma vez que em várias outras culturas é comum a utilização de espécies nativas não cultivadas. No Brasil ocorrem três espécies nativas de Saccharum (S. angustifolium, S. asperum e S. villosum), mas as informações sobre elas são escassas e a identificação é baseada nas inflorescências e lâminas foliares, estruturas que nem sempre estão presentes ou portando as características diagnósticas. A anatomia pode ser uma ferramenta para subsidiar a taxonomia das gramíneas, para as espécies supracitadas há poucos estudos anatômicos, e estes não apresentam fins taxonômicos. Este trabalho teve como objetivo descrever a estrutura do colmo, quantificar açúcares solúveis, amido, lignina e silício e analisar a organização das paredes celulares dessas espécies nativas, tendo como parâmetro duas cultivares de cana-de-açúcar (RB 86-7515 e SP 79-1011) para auxiliar a implementação de novas estratégias de melhoramento da cultura da cana-de-açúcar. Dentre as espécies, S. villosum é a que apresenta maior distribuição geográfica, sendo que diferentes populações desta espécie podem apresentar alta variabilidade em suas características anatômicas e morfológicas, o que pode dificultar sua identificação. A epiderme foi o tecido que mostrou maior diversidade, populações de S. villosum de uma mesma região podem possuir diferentes tipos de tricomas e proporções distintas de esclerênquima, enquanto populações de regiões distantes podem ser bastante semelhantes. Saccharum asperum possui células comuns longas maiores, enquanto as células silicificadas, espinhos, microtricomas e macrotricomas são menores e significativamente diferentes das demais espécies. Os maiores microtricomas estão presentes em S. angustifolium. É proposta uma nova espécie para o gênero, suas principais diferenças em relação às demais já descritas estão relacionadas a maiores complexos estomáticos, comprimento total e espessura da parede do colmo e comprimento dos 2º e 3º entrenós. Saccharum villosum apresenta a maior quantidade de características desejáveis para melhoria da cultura da cana-de-açúcar, como espessura das paredes secundárias das fibras, baixos teores de amido e lignina insolúvel. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Due to its prominent position in the global economy, sugarcane culture is constantly studied in breeding programs, we believe that Saccharum native species can be used as germplasm diversity, as in many others cultures it is common the use of uncultivated natives. In Brazil there are three native species of Saccharum (S. angustifolium, S. asperum and S. villosum), but information about them is scarce and identification is based on inflorescence and leaf blades, structures that are not always present or carrying the diagnostic features. The anatomy can be a tool to support the taxonomy of grasses, for the above species there are few anatomical studies, and they didn`t have taxonomic purposes. This study aimed to describe the structure of the stem, quantify soluble sugars, starch, lignin and silicon and analyze the organization of the cell walls of these native species, having as parameter two cultivars of sugarcane (RB 86-7515 and SP 79 -1011) to help to implement new strategies to improve the culture of sugarcane. Among the species, S. villosum is the one with the greatest geographic distribution, and different populations of this species may exhibit high variability in their anatomical and morphological characteristics, which can hinder identification. Epidermis is the tissue that showed greater diversity, populations of S. villosum from the same region may have different types of trichomes and different proportions of sclerenchyma, while populations in distant areas may be quite similar. Saccharum asperum has the largest epidermal long cells while silica cells, prickles, micro and macro-hairs are smaller and significantly different from the other species. The largest micro-hairs are present in S. angustifolium. It is proposed a new species for the genus, its main differences from the others already described are related to higher stomatal complexes, total length, culm wall thickness and length of the 2nd and 3rd internodes. Saccharum villosum has the highest number of desirable features to improve sugarcane culture such as thickness of the secondary wall of the fiber, little starch and insoluble lignin.