INTRODUCCIÓN

La roya parda de la caña de azúcar es una enfermedad, ampliamente distribuida en la mayoría de las áreas cañeras del mundo (11. Huang YK, Li WF. Colored atlas of control on diseases, insect pests and weeds of modern sugarcane. Beijing: China Agriculture Press; 2016. 118-121 p.). Es causada por el hongo fitopatógeno Puccinia melanocephala Sydow & P. Sydow, y está considerada entre las de mayor importancia por su afectación al cultivo (22. Rott PC, Girard J-C, Comstock JC. Impact of pathogen genetics on breeding for resistance to sugarcane diseases. International Society of Sugar Cane Technologists. 2013;28:1-11.,33. Peixoto-Junior RF, Creste S, Landell MGA, Nunes DS, Sanguino A, Campos MF, et al. Genetic diversity among Puccinia melanocephala isolates from Brazil assessed using simple sequence repeat markers. Genet Mol Res. 2014;13(3):7852-63.).

Aunque se informó, por primera vez, en Java, en 1890, las epifitias aumentaron en frecuencia desde 1949. En la década de 1970, se produjeron brotes severos en importantes países productores de caña como Cuba, Jamaica, Australia, Estados Unidos, México, India, Tailandia y Mauricio, lo que propició el abandono de cultivares de alto rendimiento en caña y azúcar; por ejemplo, B4362, Co475, T34362 y CP78-1247 (44. Rott P, Kaye C, Naranjo M, Shine JM, Sood S, Comstock JC, et al. Controlling sugarcane diseases in Florida: a challenge in constant evolution. Proceedings of the 29th Congress of the International Society of Sugar Cane Technologists. 2016;29:595-600.).

En ausencia de medidas de control, la roya parda causa pérdidas de rendimiento del 10 al 50 % en cultivares de caña de azúcar susceptibles. En las regiones donde el patógeno está bien establecido, la enfermedad, generalmente, se maneja mediante el empleo de cultivares resistentes. Sin embargo, la durabilidad de la resistencia ha sido errática, debido a la constante variabilidad del agente causal (55. Hoy JW, Hollier CA. Effect of Brown Rust on Yield of Sugarcane in Louisiana. Plant Disease. 2009;93(11):1171-4. doi:10.1094/PDIS-93-11-1171 ).

En Cuba, el comportamiento frente a la enfermedad es un criterio de selección de nuevos cultivares de caña de azúcar. Desde las primeras etapas del esquema de obtención, se aplican métodos de infección con alta presión de inóculo que permiten discriminar la mayor cantidad posible de la población susceptible (66. Jorge H, González R, Casas M, Jorge I. Normas y procedimientos del programa de mejoramiento genético de la caña de azúcar en Cuba. PUBLINICA. La Habana, Cuba. 2011;308.). De esta manera, se garantiza que no haya altos porcentajes de clones rechazados por esa causa en la etapa final del proceso.

El mejoramiento y la selección de cultivares resistentes a P. melanocephala es un desafío, debido al complejo genoma de la caña de azúcar y al largo proceso de mejoramiento que, normalmente, toma diez o más años (77. Rott P. Achieving sustainable cultivation of sugarcane Volume 2: Breeding, pests and diseases. Burleigh Dodds Science Publishing; 2018. 75-108 p.),(88. Yang X, Islam MS, Sood S, Maya S, Hanson EA, Comstock J, et al. Identifying Quantitative Trait Loci (QTLs) and Developing Diagnostic Markers Linked to Orange Rust Resistance in Sugarcane (Saccharum spp.). Frontiers in Plant Science. 2018;9:350. doi:10.3389/fpls.2018.00350 ). Estas razones hacen, también, que el reemplazo de cultivares susceptibles resulte muy lento (99. Chaulagain B, Raid RN, Rott P. Timing and frequency of fungicide applications for the management of sugarcane brown rust. Crop Protection. 2019;124:104826. doi:10.1016/j.cropro.2019.05.020 ).

La selección de los progenitores a emplear en el programa de mejora es una decisión crítica para los fitomejoradores. El conocimiento, y una mejor comprensión desde etapas tempranas de la variabilidad en la incidencia y severidad de la roya parda en las progenies, proporcionan información útil para el incremento de la eficiencia de los programas de cruzamiento. El presente trabajo tiene como objetivo cuantificar la incidencia y severidad de la roya parda entre cruces (familias), con datos recolectados de los individuos en la Etapa Lote Clonal 1 del programa de mejoramiento genético, en la región suroriental de Cuba.

MATERIALES Y MÉTODOS

Plantación del experimento: el Lote Clonal 1 de la serie 2017, LC1-2017, fue establecido en octubre de 2018 con individuos (un plantón) plantados, con esquejes de dos yemas, a una distancia de 1,0 x 1,6 m. Con el esquema utilizado se aplican métodos de infección con alta presión de inóculo que permiten discriminar la mayor cantidad posible de la población susceptible (66. Jorge H, González R, Casas M, Jorge I. Normas y procedimientos del programa de mejoramiento genético de la caña de azúcar en Cuba. PUBLINICA. La Habana, Cuba. 2011;308.). En el LC1-2017 fueron evaluadas 18 combinaciones del programa de cruzamiento, que incluyen 671 individuos, 13 progenitores femeninos y 14 masculinos.

Colecta de datos: la evaluación de roya parda se realizó entre los tres y cinco meses de edad del cultivo. Para ello, a partir de la observación de síntomas, se categorizó la enfermedad con el empleo de una escala de cuatro grados (1010. Zhao D, Davidson RW, Baltazar M, Comstock JC, McCord P, Sood S. Screening for Sugarcane Brown Rust in the First Clonal Stage of the Canal Point Sugarcane Breeding Program. Agronomy. 2015;5(3):341-62. doi:10.3390/agronomy5030341 ), donde: 0= sin infección (altamente resistente); 1= pústulas aisladas (resistente); 2= unión entre pústulas (intermedia) y 3= presencia masiva de pústulas con zonas necróticas por la unión entre pústulas (susceptible).

Se analizaron todas las familias (cruces) incluidas en el programa de cruzamiento, que al momento de la plantación contaran con 40 o más individuos. Para la cuantificación de la infección se determinaron las variables: grado medio de infección por familia, porcentaje de infección (incidencia) y severidad. Las fórmulas empleadas fueron:

Grado medio de infección= Ʃ grado de infección/total de clones (incluye los individuos con grado 0)

Incidencia= (# de clones infectados/total de clones) * 100

Severidad= Ʃ grado de infección/ # de clones infectados * 100 (excluye individuos con grado 0)

Análisis de datos: Los datos fueron analizados por cruces y por progenitores. Los coeficientes de variación (CV) entre familias y progenitores de cada parámetro fueron estimados con la media de cada familia y progenitor. Mientras que, los CV dentro de las familias y progenitores se determinaron con la media general. Se comprobó la relación entre la incidencia y la severidad con los grados de la enfermedad, mediante regresión lineal. Los datos de los cruces se compararon con el valor genético estimado (VGE) y su clasificación, según el modelo matemático de Rodríguez et al. (1111. Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W, Cornide-Hernández MT. Modelo matemático para estimar el valor genético de progenitores y cruces en caña de azúcar. Cultivos Tropicales. 2018;39(2):81-8.,1212. Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W, Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W. Metodología de validación y manejo de cruces en la mejora genética en caña de azúcar. Cultivos Tropicales [Internet]. 2020 [cited 03/05/2022];41(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000100002&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), con el empleo del software SASEL (1313. Rodríguez R, Puchades Y, Abiche W, Rill S, García H. SASEL: software for data management generated in the Cuban sugarcane-breeding program. In: Proceedings of the International Society of Sugar Cane Technologists. 2016. p. 63-6.). Se escogió el modelo LC1-multivariado, que comprende siete variables relacionadas con el contenido azucarero de las progenies, componentes del rendimiento agrícola (diámetro y longitud de los tallos) y la resistencia a carbón y roya parda.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los parámetros generales evaluados en el LC1-2017 se muestran en la Tabla 1.

La distribución de la enfermedad, según los grados de la escala empleada, aparece en la Figura 1. El mayor porcentaje de los individuos (45,7 %) fueron categorizados como grado 1 (resistentes), mientras que el 12,8 % resultó susceptible (grado 3) y, por tanto, serán eliminados del esquema de selección.

El número de clones por familia fue variable (Tabla 2), lo que está asociado a diferencias en la cantidad de posturas por cruces y en los porcentajes de selección en la etapa anterior (posturas). Se observó alta variabilidad en los grados de roya parda, intra y entre familias, esta última fue superior, lo que sugiere la utilidad de las evaluaciones realizadas en Lote Clonal 1, para la identificación de cruces y progenitores que aporten resistencia o tolerancia a la roya parda.

Las variables incidencia y severidad mostraron una correlación lineal positiva y significativa, con el grado medio de infección de la enfermedad entre familias (Figura 2). Esto significa que, ambos parámetros pueden emplearse para determinar diferencias entre cruces en la respuesta a la roya parda, en la etapa de Lote Clonal 1; sin embargo, el coeficiente de determinación (R²) para la severidad es mayor, lo que indica que es más adecuado para las evaluaciones.

De manera general, las variables, el grado medio de la roya parda entre familias; la incidencia y la severidad, oscilaron entre 0,6-2,56; 52,5-100 % y 1,13-2,56, respectivamente (Tabla 3).

Los cruces fueron ordenados según el grado medio de la enfermedad y se detectó mayor variabilidad en el grado y la severidad de esta, lo que confirma la utilidad de ambas variables para determinar cruces con progenies resistentes o tolerantes a roya parda.

Las 18 familias analizadas pertenecen al programa nacional de cruzamientos, pero sólo nueve se han evaluado, previamente, con 40 individuos o más en LC-1 y disponen de una clasificación a partir del VGE (Tabla 4). Particularmente, el cruce C90-501 x Mex66-1235, se encuentra categorizado como comprobado por su VGE, lo que denota su importancia para aportar individuos de alto rendimiento y con resistencia a la roya parda. Mientras que, C187-68 x CP70-1133, es una familia que aporta selección, aunque con susceptibilidad a la enfermedad.

Los cruces C90-501 x B6368, C323-68 x CP70-1133 y C92-325 x C86-407 y, clasificados como exploratorios, han aportado selección, pero en los dos últimos, la incidencia y la severidad de la roya parda muestran altas proporciones. Esto implica futuras evaluaciones para decidir la conveniencia de mantenerlos o no en el programa de cruzamientos.

De los cruces clasificados como moderadamente descartados, C323-68 x CP72-2086 aporta individuos con resistencia o tolerancia a la roya parda. Mientras que C1616-75 x CP70-1133 presenta un bajo VGE y una afectación considerable por la enfermedad. Estas mismas características se evidencian en C323-68 x C227-59 y B6368 x Co997, lo que las confirma como posibles a descartar dentro del programa de cruzamientos de Cuba.

En los progenitores femeninos, las variables grado medio de la roya parda; incidencia y severidad, estuvieron entre 0,9-2,6, 59,4-100 % y 1,3-2,6, respectivamente (Tabla 5). Se observó mayor variabilidad en las variables grado de roya parda y severidad. Es de destacar la importancia de C90-501 en el programa de cruzamientos, al aportar individuos resistentes a la enfermedad.

Los valores obtenidos para las variables grado de roya parda, incidencia y severidad de los progenitores masculinos se muestran en la Tabla 6. En este sentido, Mex66-1235 es de menor valor en las tres variables evaluadas, lo que confirma su importancia en el programa de cruzamientos. Estudios posteriores de familias que incluyan B45181, CP72-2086 y CP70-1133, ofrecerán un mejor estimado de su contribución en la obtención de cultivares resistentes o tolerantes a la enfermedad.

La alta variabilidad observada en la etapa Lote Clonal 1, en la región suroriental de Cuba, denota la importancia de la selección familiar para las evaluaciones de progenies resistentes o tolerantes a la enfermedad. La roya parda es una de las enfermedades más devastadoras para la producción de caña de azúcar en el mundo (1414. Hoy J. Sugarcane: Brown rust coming back - what you can do [Internet]. Farm Progress. 2012 [cited 09/05/2022]. Available from: https://www.farmprogress.com/management/sugarcane-brown-rust-coming-back-what-you-can-do ). El uso de progenitores con resistencia a la enfermedad es la base fundamental de los programas de mejoramiento genético.

Las familias y progenitores con mayores valores en las variables grado, incidencia y severidad incrementan el riesgo de obtención de cultivares susceptibles. Estos deben ser limitados en el programa de cruzamiento, aún más si se considera que la enfermedad está presente en todas las áreas cañeras de Cuba (1515. La O M, Perera MF, Bertani RP, Acevedo R, Arias ME, Casas MA, et al. An overview of sugarcane brown rust in Cuba. Scientia Agricola. 2018;75(3):233-8. doi:10.1590/1678-992X-2016-0381 ) y constituye una limitación para la producción de caña y azúcar.

Estudios similares a este trabajo permiten discriminar los progenitores con las mejores oportunidades de producir clones élite (1010. Zhao D, Davidson RW, Baltazar M, Comstock JC, McCord P, Sood S. Screening for Sugarcane Brown Rust in the First Clonal Stage of the Canal Point Sugarcane Breeding Program. Agronomy. 2015;5(3):341-62. doi:10.3390/agronomy5030341 ). Mundialmente, se han desarrollado múltiples ensayos para eliminar los efectos negativos de la roya parda en los rendimientos, calidad y beneficios de la caña de azúcar. Los mismos, incluyen el mejoramiento convencional, selección asistida por marcadores moleculares, monitoreo de la enfermedad, aplicación de fungicidas y selección de cultivares resistentes por métodos intensivos (1616. Li W-F, Shan H-L, Zhang R-Y, Pu H-C, Wang X-Y, Cang X-Y, et al. Identification of field resistance and molecular detection of the brown rust resistance gene Bru1 in new elite sugarcane varieties in China. Crop Protection. 2018;103:46-50. doi:10.1016/j.cropro.2017.09.007 ,1717. Shan H, Li W, Huang Y, Wang X, Zhang R, Li J, et al. Screening of Polymorphic SSR Molecular Markers Between Resistant and Susceptible Parents for Localization of Brown Rust Resistance Gene. Sugar Tech. 2020;22(1):1-7. doi:10.1007/s12355-019-00750-9 ).

La evaluación de los progenitores basados en la respuesta de la progenie a la roya parda y otras características agronómicas, en etapas tempranas del esquema de obtención de nuevos cultivares, puede contribuir a mejorar la elección de cruces y progenitores del programa de mejoramiento genético. Existen evidencias sobre la efectividad de la selección familiar para identificar los mejores individuos en familias con mayor proporción de clones con características adecuadas (1818. Shanthi RM, Bhagyalakshmi KV, Hemaprabha G, Alarmelu S, Nagarajan R. Relative performance of the sugarcane families in early selection stages. Sugar Tech. 2008;10(2):114-8. doi:10.1007/s12355-008-0019-8 ). La disponibilidad de los datos de la evaluación de roya parda en las familias permitirá a los mejoradores el desarrollo de cruzamientos con resistencia a la enfermedad y altos rendimientos en caña y azúcar.

CONCLUSIONES

INTRODUCTION

Sugarcane brown rust is a disease widely distributed in most sugarcane growing areas of the world (11. Huang YK, Li WF. Colored atlas of control on diseases, insect pests and weeds of modern sugarcane. Beijing: China Agriculture Press; 2016. 118-121 p.). It is caused by the phytopathogenic fungus Puccinia melanocephala Sydow & P. Sydow, and is considered among the most important diseases affecting the crop (22. Rott PC, Girard J-C, Comstock JC. Impact of pathogen genetics on breeding for resistance to sugarcane diseases. International Society of Sugar Cane Technologists. 2013;28:1-11.,33. Peixoto-Junior RF, Creste S, Landell MGA, Nunes DS, Sanguino A, Campos MF, et al. Genetic diversity among Puccinia melanocephala isolates from Brazil assessed using simple sequence repeat markers. Genet Mol Res. 2014;13(3):7852-63.).

Although first reported in Java in 1890, epiphytophthora increased in frequency since 1949. In the 1970s, severe outbreaks occurred in major sugar cane producing countries such as Cuba, Jamaica, Australia, United States, Mexico, India, Thailand and Mauritius, leading to the abandonment of high yielding sugarcane and sugar cultivars, e.g., B4362, Co475, T34362 and CP78-1247.

In the absence of control measures, brown rust causes yield losses of 10 to 50% in susceptible sugar cane cultivars. In regions where the pathogen is well established, the disease is generally managed by using resistant cultivars. However, the durability of resistance has been erratic, due to the constant variability of the causal agent (55. Hoy JW, Hollier CA. Effect of Brown Rust on Yield of Sugarcane in Louisiana. Plant Disease. 2009;93(11):1171-4. doi:10.1094/PDIS-93-11-1171 ).

In Cuba, the behavior against the disease is a criterion for the selection of new sugarcane cultivars. From the first stages of the breeding scheme, infection methods are applied with high inoculum pressure that allow discriminating the greatest possible amount of susceptible population (66. Jorge H, González R, Casas M, Jorge I. Normas y procedimientos del programa de mejoramiento genético de la caña de azúcar en Cuba. PUBLINICA. La Habana, Cuba. 2011;308.). In this way, it is guaranteed that there are no high percentages of clones rejected for this reason in the final stage of the process.

The breeding and selection of cultivars resistant to P. melanocephala is a challenge, due to the complex genome of sugar cane and the long breeding process that normally takes ten or more years (77. Rott P. Achieving sustainable cultivation of sugarcane Volume 2: Breeding, pests and diseases. Burleigh Dodds Science Publishing; 2018. 75-108 p.,88. Yang X, Islam MS, Sood S, Maya S, Hanson EA, Comstock J, et al. Identifying Quantitative Trait Loci (QTLs) and Developing Diagnostic Markers Linked to Orange Rust Resistance in Sugarcane (Saccharum spp.). Frontiers in Plant Science. 2018;9:350. doi:10.3389/fpls.2018.00350 ). These reasons also make the replacement of susceptible cultivars very slow (99. Chaulagain B, Raid RN, Rott P. Timing and frequency of fungicide applications for the management of sugarcane brown rust. Crop Protection. 2019;124:104826. doi:10.1016/j.cropro.2019.05.020 ).

The selection of parents to be used in the breeding program is a critical decision for plant breeders. Knowledge and a better understanding of the variability in the incidence and severity of brown rust in progenies from early stages provide useful information to increase the efficiency of breeding programs. The present work aims to quantify the incidence and severity of brown rust among crosses (families), with data collected from individuals in Clonal Batch Lot Stage 1 of the genetic improvement program in the southeastern region of Cuba.

MATERIALS AND METHODS

Experiment planting: Clonal Lot 1 of the 2017 series, LC1-2017, was established in October 2018 with individuals (one seedling) planted, with two bud cuttings, at 1.0 x 1.6 m spacing. With the scheme used, infection methods with high inoculum pressure are applied that allow discriminating as much of the susceptible population as possible (66. Jorge H, González R, Casas M, Jorge I. Normas y procedimientos del programa de mejoramiento genético de la caña de azúcar en Cuba. PUBLINICA. La Habana, Cuba. 2011;308.). In LC1-2017, 18 combinations of the crossing program were evaluated, including 671 individuals, 13 femeninee and 14 male parents.

Data collection: The brown rust evaluation was carried out between three and five months of crop age. For this, based on the observation of symptoms, the disease was categorized using a scale of four grades (10), where: 0= without infection (highly resistant); 1= isolated pustules (resistant); 2= union between pustules (intermediate) and 3= massive presence of pustules with necrotic areas by the union between pustules (susceptible).

All families (crosses) included in the crossing program, which at the time of planting had 40 or more individuals, were analyzed. For the quantification of infection, the following variables were determined: mean degree of infection per family, percentage of infection (incidence) and severity. The formulas used were:

Mean degree of infection= Ʃ degree of infection/total clones (It includes individuals with grade 0).

Incidence= (# of infected clones/total clones) * 100

Severity= Ʃ degree of infection/ # of infected clones * 100 (excludes individuals with grade 0).

Data analysis: Data were analyzed by crosses and parents. Coefficients of variation (CV) between families and parents for each parameter were estimated with the mean of each family and parent. While, the CVs within families and parents were determined with the overall mean. The relationship between incidence and severity with disease grades was tested by linear regression. The data from the crosses were compared with the estimated genetic value (EGV) and its classification, according to the mathematical model of Rodriguez et al. (1111. Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W, Cornide-Hernández MT. Modelo matemático para estimar el valor genético de progenitores y cruces en caña de azúcar. Cultivos Tropicales. 2018;39(2):81-8.,1212. Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W, Rodríguez-Gross R, Puchades-Isaguirre Y, Aiche-Maceo W. Metodología de validación y manejo de cruces en la mejora genética en caña de azúcar. Cultivos Tropicales [Internet]. 2020 [cited 03/05/2022];41(1). Available from: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0258-59362020000100002&lng=es&nrm=iso&tlng=es ), using SASEL software(1313. Rodríguez R, Puchades Y, Abiche W, Rill S, García H. SASEL: software for data management generated in the Cuban sugarcane-breeding program. In: Proceedings of the International Society of Sugar Cane Technologists. 2016. p. 63-6.). The LC1-multivariate model was chosen, which includes seven variables related to sugar content of the progenies, components of agricultural yield (diameter and length of stems) and resistance to charcoal and brown rust.

RESULTS AND DISCUSSION

The general parameters evaluated in LC1-2017 are shown in Table 1.

The distribution of the disease, according to the grades of the scale used, it is shown in Figure 1. The highest percentage of individuals (45.7 %) were categorized as grade 1 (resistant), while 12.8 % were susceptible (grade 3) and, therefore, will be eliminated from the selection scheme.

The number of clones per family was variable (Table 2), which is associated with differences in the number of postings per cross and in percentages of selection in the previous stage (postings). High variability was observed in the degrees of brown rust, both within and between families, the latter being higher, suggesting the usefulness of the evaluations carried out in Clonal Lot 1, for the identification of crosses and parents that provide resistance or tolerance to brown rust.

The incidence and severity variables showed a positive and significant linear correlation with the mean degree of disease infection between families (Figure 2). This means that both parameters can be used to determine differences between crosses in response to brown rust at the Clonal Batch Lot 1 stage; however, the coefficient of determination (R²) for severity is higher, indicating that it is more suitable for evaluations.

In general, variables mean brown rust degree between families, incidence and severity, ranged from 0.6-2.56, 52.5-100 % and 1.13-2.56, respectively (Table 3).

The crosses were ordered according to the average degree of the disease and greater variability was detected in the degree and severity of the disease, which confirms the usefulness of both variables to determine crosses with progenies resistant or tolerant to brown rust.

The 18 families analyzed belong to the national crossing program, but only nine have been previously evaluated with 40 or more individuals in LC-1 and have a classification based on the EGV (Table 4). Particularly, the cross C90-501 x Mex66-1235, is categorized as proven by its EGV, which denotes its importance in providing high yielding individuals with resistance to brown rust. Meanwhile, C187-68 x CP70-1133 is a family that provides selection, although with susceptibility to the disease.

The crosses C90-501 x B6368, C323-68 x CP70-1133 and C92-325 x C86-407, classified as exploratory, have provided selection, but in the last two, the incidence and severity of brown rust show high proportions. This implies future evaluations to decide whether to keep them in the crossing program.

From crosses classified as moderately discarded, C323-68 x CP72-2086 provides individuals with resistance or tolerance to brown rust. While C1616-75 x CP70-1133 shows low EGV and considerable disease affectation. These same characteristics are evident in C323-68 x C227-59 and B6368 x Co997, which confirms them as possible to discard in the Cuban crossing program.

In the femenine parents, the variables mean brown rust degree, incidence and severity were between 0.9-2.6, 59.4-100 % and 1.3-2.6, respectively (Table 5). Greater variability was observed in the variables brown rust degree and severity. The importance of C90-501 in the crossbreeding program is noteworthy, as it provides individuals resistant to the disease.

Values obtained for the brown rust degree, incidence and severity variables of the male parents are shown in Table 6. In this sense, Mex66-1235 is of lower value in the three variables evaluated, which confirms its importance in the crossing program. Further studies of families including B45181, CP72-2086 and CP70-1133 will provide a better estimate of their contribution in obtaining disease resistant or tolerant cultivars.

The high variability observed in the Clonal Lot 1 stage, in the southeastern region of Cuba, denotes the importance of family selection for the evaluation of progenies resistant or tolerant to the disease. Brown rust is one of the most devastating diseases for sugarcane production in the world (1414. Hoy J. Sugarcane: Brown rust coming back - what you can do [Internet]. Farm Progress. 2012 [cited 09/05/2022]. Available from: https://www.farmprogress.com/management/sugarcane-brown-rust-coming-back-what-you-can-do ). The use of disease-resistant parents is the fundamental basis of breeding programs.

Families and parents with higher values in the variables degree, incidence and severity increase the risk of obtaining susceptible cultivars. These should be limited in the crossing program; even more if it is considered that, the disease is present in all sugarcane areas of Cuba (1515. La O M, Perera MF, Bertani RP, Acevedo R, Arias ME, Casas MA, et al. An overview of sugarcane brown rust in Cuba. Scientia Agricola. 2018;75(3):233-8. doi:10.1590/1678-992X-2016-0381 ) and constitutes a limitation for sugarcane and sugar production.

Studies similar to this work allow discriminating the parents with the best chances of producing elite clones (1010. Zhao D, Davidson RW, Baltazar M, Comstock JC, McCord P, Sood S. Screening for Sugarcane Brown Rust in the First Clonal Stage of the Canal Point Sugarcane Breeding Program. Agronomy. 2015;5(3):341-62. doi:10.3390/agronomy5030341 ). Worldwide, multiple trials have been developed to eliminate the negative effects of brown rust on sugarcane yields, quality and profits. These include conventional breeding, molecular marker-assisted selection, disease monitoring, fungicide application, and selection of resistant cultivars by intensive methods (1616. Li W-F, Shan H-L, Zhang R-Y, Pu H-C, Wang X-Y, Cang X-Y, et al. Identification of field resistance and molecular detection of the brown rust resistance gene Bru1 in new elite sugarcane varieties in China. Crop Protection. 2018;103:46-50. doi:10.1016/j.cropro.2017.09.007 ,1717. Shan H, Li W, Huang Y, Wang X, Zhang R, Li J, et al. Screening of Polymorphic SSR Molecular Markers Between Resistant and Susceptible Parents for Localization of Brown Rust Resistance Gene. Sugar Tech. 2020;22(1):1-7. doi:10.1007/s12355-019-00750-9 ).

Evaluation of parents based on progeny response to brown rust and other agronomic traits early in the breeding scheme can help improve the choice of crosses and parents in the breeding program. There is evidence on the effectiveness of family selection to identify the best individuals in families with a higher proportion of clones with suitable characteristics (18). The availability of brown rust evaluation data in families will allow breeders to develop crosses with disease resistance and high sugar cane and sugar yields.

CONCLUSIONS