QTL mapping for bioenergy traits in sweet sorghum recombinant inbred lines.

During the past decade, sweet sorghum (Sorghum bicolor Moench L.) has shown great potential for bioenergy production, especially biofuels. In this study, 223 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between two sweet sorghum lines (Brandes × Wray) were evaluated in three trials. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) derived from genotyping by sequencing of 272 RILs were used to build a high-density genetic map comprising 3,767 SNPs spanning 1,368.83 cM. Multitrait multiple interval mapping (MT-MIM) was carried out to map quantitative trait loci (QTL) for eight bioenergy traits. A total of 33 QTLs were identified for flowering time, plant height, total soluble solids and sucrose (five QTLs each), fibers (four QTLs), and fresh biomass yield, juice extraction yield, and reducing sugars (three QTLs each). QTL hotspots were found on chromosomes 1, 3, 6, 9, and 10, in addition to other QTLs detected on chromosomes 4 and 8. We observed that 14 out of the 33 mapped QTLs were found in all three trials. Upon further development and validation in other crosses, the results provided by the present study have a great potential to be used in marker-assisted selection in sorghum breeding programs for biofuel production.

Plant population and row spacing on biomass sorghum yield performance / Espaçamento entrelinhas e população de plantas no desempenho produtivo do sorgo biomassa

ABSTRACT: Biomass sorghum is one of the most promising crops for the production of electricity through the burning in high-pressure boilers, due to its high calorific value, high yield, seed propagation, short cycle, and to the possibility of full mechanization of its agricultural processes. However, there is still a lack of information about its cultural practices. To this end, this research aimed to evaluate the influence of row spacing and plant population on the yield performance of biomass sorghum. The experimental design was a randomized block, in factorial scheme of 4 x 4, with four row spacings (0.5, 0.7, 0.9 and 1.1m), and four plant populations (80,000; 100,000; 120,000 and 140,000 plants ha-1), with three replications. The characteristics evaluated were: plant height, stem diameter, number of leaves, number of tillers per plant, fresh weight per plant and biomass. Total biomass yield was greatly influenced by the row spacing, showing a sharp reduction when row spacing increased, in the two years of study, changing from 180.27 to 114.42t ha-1 in the 2012/13 crop year, and from 146.50 to 102.56t ha-1 in the 2013/14 crop year, for 0.5 and 1.1m between rows, respectively. The lowest yields observed in the second year of the study were due to unfavorable weather conditions in the period.

RESUMO: O sorgo biomassa é uma das culturas mais promissoras para a produção de energia elétrica, através da queima da planta inteira em caldeiras de alta pressão, devido ao seu alto poder calorífico, alta produtividade, propagação por sementes, ciclo curto e por possibilitar mecanização completa de seus processos agrícolas. Contudo, ainda há uma carência de informações acerca do seu manejo cultural. Para tanto, esta pesquisa objetivou avaliar a influência do espaçamento entrelinhas e da população de plantas no desempenho produtivo do sorgo biomassa. Os experimentos foram instalados em Sete Lagoas/MG, na Embrapa Milho e Sorgo, durante duas safras consecutivas. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4 x 4, sendo 4 espaçamentos entrelinhas (0,5; 0,7; 0,9 e 1,1m) e 4 populações de plantas (80.000; 100.000; 120.000 e 140.000 plantas ha-1) e utilizadas três repetições. As características avaliadas foram: altura da planta, diâmetro do colmo, número de folhas, número de perfilhos por planta, massa fresca por planta e biomassa total por área cultivada. A produtividade de biomassa total foi influenciada pelo espaçamento entrelinhas, apresentando uma forte redução com o aumento do espaçamento entrelinhas para os dois anos de estudos, passando de 180,27 para 114,42t ha-1, na safra 2012/13, e de 146,50 para 102,56t ha-1, na safra 2013/14, para espaçamentos entrelinhas de 0,5 e 1,1m, respectivamente. As menores produtividades observadas no segundo ano de estudo foram devido às condições climáticas desfavoráveis no período.