Sugarcane genetic variability for aluminum tolerance

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The growing of arable land increasingly requires the development of genotypes that have higher productivity and are able to develop in stress environments. The objectives of this study were to investigate the relationship between variables related to the stress of Al and identify sugarcane genotypes tolerant and sensitive in Al stress. The experiment was conducted with 11 genotypes that were evaluated in two environments, with and without Al stress. The Al stress caused a reduction, by more than half, in the dry plant and shoot dry mass. The axial roots were reduced and the lateral roots were increased in stress condition. The genotypes 2, 9 and 10 produced MTS above average in both environments, while genotypes 4, 5, 7 and 8 were below average. The genotype 2 excelled in the production of lateral roots in both environments. In contrast, genotype 8 reduced about half the CRL under stress. There was a difference among genotypes for Al accumulation in root and shoot, indicating different mechanisms of Al tolerance in genotypes. Under normal conditions the direct selection for ALR and CRA were the largest and the unfavorable direction of the SDW and indirect selection for ALR via MRS also has an unfavorable direction for MPAS. In MRS stress and CLR has a direct effect on favorably on MPAS. Through the discriminant analysis and considering the set of characteristics evaluated, we can group together the genotypes 2, 4 and 11 as tolerant to Al, genotypes 8, 9 and 10 as sensitive to Al and others with inconsistent performance. These groups can be used for future breeding process. O alumínio tóxico presente em solos tropicais é um problema para produção agrícola. Entretanto, pouco se sabe sobre seus efeitos em cana‐de‐açúcar. Os objetivos deste trabalho foram determinar a relação entre os caracteres relacionados com o estresse de alumínio e identificar genótipos de cana‐de‐açúcar tolerantes e sensíveis ao estresse de alumínio. Foram avaliados 11 genótipos com e sem estresse de Al. O estresse de Al causou redução em mais da metade da massa da planta seca e da parte aérea seca. No sistema radical, esse estresse, reduziu as raízes axiais e aumento a formação de raízes laterais. Os genótipos 2, 9 e 10 produziram massa total seca acima da média nos dois ambientes, enquanto os genótipos 4, 5, 7 e 8 produziram abaixo da média. O genótipo 2 se destacou na produção de raízes laterais nos dois ambientes. Em contraste, sob estresse de Al, o genótipo 8 teve o comprimento de raiz lateral reduzido à metade. Houve diferença entre os genótipos no acúmulo de Al na raiz e na parte aérea, indicando diferentes mecanismos de tolerância ao Al dos genótipos. Em condições normais, o efeito direto do teor de Al na raiz e o comprimento de raiz axial foram os maiores e no sentido de reduzir a massa da parte aérea seca. O efeito indireto da massa de raiz seca via teor de Al na raiz, também foi no sentido de reduzir a massa da parte aérea seca. Em estresse MRS e CLR possui efeito direto em sentido favorável sobre MPAS. Pela análise discriminante, considerando o conjunto de características avaliadas, foi possível agrupar os genótipos 2, 4 e 11 como tolerantes ao Al, os genótipos 8, 9 e 10 como sensíveis e os demais com desempenho inconsistente. Diante do exposto o uso de genótipos tolerantes ao alumínio será uma grande oportunidade para produção de cana‐de‐açúcar em regiões com esse estresse. A identificação de genótipos contrastantes será importante para os programas de melhoramento.