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Abordagens fenotípicas e moleculares aplicadas à seleção de cafeeiros arábica com resistência múltipla a estresses bióticos
(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-25) Feitosa, Francielle de Matos; Caixeta, Eveline Teixeira
O café é a segunda principal commodity no mercado mundial. A espécie Coffea arabica é uma das principais espécies cultivadas no mundo. No entanto, a cultura hospeda uma grande variedade de patógenos e pragas. Os patógenos Hemileia vastatrix e Colletotrichum kahawae são as doenças mais importantes da cultura, e a praga bicho-mineiro, impacta severamente a produtividade e qualidade de bebida. Assim, como forma de controle, o desenvolvimento de cultivares resistentes, com a utilização de marcadores moleculares auxiliam no progresso de melhoramento genético da cultura. O objetivo do trabalho foi identificar cafeeiros portadores de genes de resistência para as principais doenças do café; determinar a diversidade genética por meio de características morfológicas e estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP). O estudo foi composto por duas populações, a primeira, os cafeeiros em geração F 2 são provenientes do cruzamento entre cultivar resistente a ferrugem e CBD e outra ao bicho-mineiro, enquanto que a segunda, são originados de cruzamentos de cafeeiros arábicas com fontes de resistência (seleção indiana). A identificação de cafeeiros resistentes foi feita fenotipicamente e/ou molecularmente. A análise de diversidade genética foi baseada na distância generalizada de Mahalanobis e a seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP. Ambas populações apresentaram resistência múltipla para as principais doenças com diferentes combinações. Com base nas análises utilizando o método REML/BLUP, foi possível selecionar cafeeiros promissores por serem geneticamente divergentes e complementares pela análise de agrupamento e por proporcionar ganhos com a seleção principalmente para a característica infestação de bicho- mineiro. Além disso, foi possível observar que os materiais em desenvolvimento apresentam superioridade em relação as cultivares comerciais. Palavras-chave: Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Melhoramento preventivo. Piramidação de genes.
Aceleração do melhoramento do cafeeiro via seleção genômica : agilidade e eficácia no lançamento de novas cultivares
(Embrapa Café, 2022-08) Caixeta, Eveline Teixeira; Resende, Marcos Deon Vilela; Alkimim, Emilly Ruas; Sousa, Tiago Vieira; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Pereira, Antonio Alves; Alves, Rodrigo Silva
Análise da diversidade genética de cafeeiros do Banco de Germoplasma da UFV/EPAMIG utilizando marcadores RAPD
(2005) Alvarenga, Samuel Mazzinghy; Caixeta, Eveline Teixeira; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Rufino, Raphael José Nascif; Brito, Giovani Greigh de; Pereira, Antônio Alves; Zambolim, Laércio; Sakiyama, Ney Sussumu; Embrapa - Café
O conhecimento da diversidade genética do germoplasma utilizado em programas de melhoramento genético é importante para o planejamento de estratégias de trabalho. Técnicas de marcadores moleculares fornecem informações sobre distâncias genéticas entre acessos de Bancos de Germoplasma. Dessa forma, no presente trabalho, 92 acessos do Banco de Germoplasma da UFV/EPAMIG foram submetidos a uma análise de diversidade genética, utilizando-se 20 primers RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). As amplificações deram origem a um total de 42 bandas polimórficas. As distâncias genéticas entre os genótipos, baseadas no complemento de Jaccard, variaram de zero a 100%. No dendrograma obtido observou-se a formação de cinco grupos diferentes ao nível de 50% de distância genética, sendo um grupo formado pelos genótipos descendentes de Híbridos de Timor, outro com o genótipo Piatã, um terceiro grupo com o indivíduo da espécie C. racemosa, outro com o acesso Catindu e o último grupo com os demais genótipos.
Análise de elementos transponíveis em Hemileia vastatrix e Coffea spp
(Universidade Federal de Viçosa, 2022-11-28) Silva, Lucas Fagundes da; Zambolim, Laércio; Caixeta, Eveline Teixeira
A ferrugem do cafeeiro é causada pelo fungo Hemileia vastatrix Berk. & Broome, um parasita obrigatório que infecta folhas de plantas do gênero botânico Coffea. Entre as espécies cultivadas deste gênero, Coffea arabica é a mais suscetível. A desfolha precoce pode levar à morte de ramos, seguido de perdas da produtividade no ano subsequente. Os danos podem alcançar índices de 50% quando as condições são favoráveis. Há um consenso que existe grande variabilidade genética na população de H. vastatrix e o surgimento de novas raças são um grande desafio para o manejo da doença. A raça II de H. vastatrix é a mais prevalente e a raça XXXIII suplantou a resistência de algumas cultivares comerciais de C. canephora no Brasil. No entanto, como o ciclo sexual ainda é parcialmente descrito, não são claros quais são mecanismos-chave de variabilidade genética ligados ao surgimento de raças em H. vastatrix. Nesse contexto, os elementos transponíveis (ETs) podem ser uma abordagem promissora, porém, pouco explorada nos estudos que visam a compreender a variabilidade genética em raças de H. vastatrix. Este trabalho teve como objetivo verificar o impacto de retrotransposons e elementos transponíveis de DNA nos genomas de H. vastatrix, C. arabica, C. canephora e C. eugenioides. Foram desenvolvidos scripts de bioinformáticas para identificação, caracterização e analise da divergência genética. No capitulo I, foram identificados ETs expressos nas interações de compatibilidade entre H. vastratrix e o cafeeiro. No capítulo II, as populações dos ETs foram estruturadas de acordo com as espécies de café analisadas. No capítulo III, genótipos de café arábica foram agrupadas em função do padrão de resistência às raças II e XXXIII de H. vastatrix. Este trabalho relata novos ETs e apresenta novas informações sobre seus os impactos na coevolução entre o H. vastatrix e cafeeiro. Palavras-chave: Transcriptoma. Hemileia. Coffea. Transposons.
Análise de parâmetros genéticos e seleção assistida por marcadores moleculares no melhoramento de Coffea arabica
(Universidade Federal de Viçosa, 2021-02-16) Mariz, Bruna Lopes; Caixeta, Eveline Teixeira
O café arabica (Coffea arabica), embora muito produtivo, sofre limitações de sanidade decorrentes da ferrugem causada pelo fungo Hemileia vastatrix, antracnose dos frutos causada por Colletotrichum kahawae, e com a cercosporiose ocasionada por Cercospora coffeicola. Visando minimizar as perdas com essas doenças, programas de melhoramento vêm sendo desenvolvidos para obter novas cultivares resistentes e contendo outras características de interesse agronômico. Nesses programas, a caracterização morfoagronômica e a análise molecular via Seleção Assistida por Marcadores Moleculares (SAM) são ferramentas que permitem eficiência na identificação de genótipos elite. Neste trabalho objetivou-se avaliar precocemente parâmetros genéticos via REML/BLUP em características morfoagronômicas ligadas a produção, sanidade e qualidade de bebida em população de café arabica, além de SAM, a fim de identificar genótipos elite com resistência múltipla a H. vastatrix e a C. kahawae. Os resultados mostraram que 98% da população herdou genes ligados a resistência para ferrugem e CBD dos genitores. Na maioria dos genótipos foi identificado piramidação de genes de resistência, com 41 genótipos apresentando os cinco locos estudados em homozigose dominante. As médias da progênie na fenotipagem por escala diagramática, também indicaram alta resistência a incidência de ferrugem e cercosporiose. Os parâmetros genéticos foram baixos para algumas características ligadas a produção e sanidade, entretanto estes estão subestimados pela jovialidade do cafeeiro, e ainda pela mensuração somente em duas safras. Nas análises de estrutura genética da população, poucos grupos de dissimilaridade foram formados. Entretanto, considerando a genealogia da população, constatou-se existência de variabilidade genética suficiente para ser explorada na obtenção de altas médias produtivas e de resistência. A SAM aliada a estimação de parâmetros genéticos em idade precoce dos cafeeiros, tem grandes potencialidades de aplicação para identificar resistência às principais doenças que acometem o cafeeiro, e também fornece suporte no avanço de gerações.
Análise molecular do rDNA de Hemileia vastatrix
(2007) Santana, Mateus Ferreira; Zambolim, Eunize Maciel; Oliveira, Luiz Orlando de; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Laércio; Embrapa - Café
Os espaçadores transcritos internos (ITS1 e ITS2) e o gene 5,8S do rDNA nuclear de 15 populações de H. vastatrix foram amplificados por PCR com o objetivo de estudar a diversidade genética. Os fragmentos amplificados foram clonados, e dos clones resultantes, 4 a 7 foram seqüenciados. As 82 seqüências resultantes revelaram a existência de 68 haplótipos definidos por 63 substituições de base e cinco indels. Entre os 68 haplótipos, 64 foram exclusivos, isto é, cada um deles foi detectado em uma única lavoura, dois (1 e 2) foram compartilhados entre lavouras distintas e dois (19 e 29) foram exclusivos, mas detectados duas vezes na mesma lavoura. Os haplótipos geraram uma rede única mostrando que 65 deles são de origem mais recente e de distribuição restrita, e três são ancestrais e geograficamente mais bem distribuídos. A região ITS de H. vastatrix é altamente variável e mostrou que existe variação intra-especifica e que a maioria dos haplótipos é restrita a uma única população. As raças fisiológicas e as populações coletadas no campo possuem seqüências com níveis similares de diversidade genética e nucleotídica. A diversidade de H. vastatrix dentro das lavouras foi mais elevada (90,3%) do que entre eles (9,7%).
Artificial neural networks compared with Bayesian generalized linear regression for leaf rust resistance prediction in Arabica coffee
(Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, 2017-03) Silva, Gabi Nunes; Nascimento, Moysés; Sant’Anna, Isabela de Castro; Cruz, Cosme Damião; Caixeta, Eveline Teixeira; Carneiro, Pedro Crescêncio Souza; Rosado, Renato Domiciano Silva; Pestana, Kátia Nogueira; Almeida, Dênia Pires de; Oliveira, Marciane da Silva
The objective of this work was to evaluate the use of artificial neural networks in comparison with Bayesian generalized linear regression to predict leaf rust resistance in Arabica coffee (Coffea arabica). This study used 245 individuals of a F 2 population derived from the self-fertilization of the F 1 H511-1 hybrid, resulting from a crossing between the susceptible cultivar Catuaí Amarelo IAC 64 (UFV 2148-57) and the resistant parent Híbrido de Timor (UFV 443-03). The 245 individuals were genotyped with 137 markers. Artificial neural networks and Bayesian generalized linear regression analyses were performed. The artificial neural networks were able to identify four important markers belonging to linkage groups that have been recently mapped, while the Bayesian generalized model identified only two markers belonging to these groups. Lower prediction error rates (1.60%) were observed for predicting leaf rust resistance in Arabica coffee when artificial neural networks were used instead of Bayesian generalized linear regression (2.4%). The results showed that artificial neural networks are a promising approach for predicting leaf rust resistance in Arabica coffee.
Assessment of EST-SSR markers for genetic analysis on coffee
(Instituto Agronômico (IAC), 2009-07) Missio, Robson Fernando; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Eunize Maciel; Pena, Guilherme Ferreira; Ribeiro, Ana Paula; Zambolim, Laércio; Pereira, Antônio Alves; Sakiyama, Ney Sussumu
EST-SSR markers were used to investigate the genetic diversity among and within coffee populations, to explore the possibility of their use for fingerprinting of cultivars and to assist breeding programs. Seventeen markers, developed from ESTs (Expressed Sequence Tags) from the Brazilian Coffee Genome Project, were used. All markers showed polymorphism among the genotypes assessed. The average number of allele per primer was 5.1. The highest polymorphisms were found within C. canephora (88.2%) and rust-resistant varieties (35.3%). About 29.4% of the markers differentiated C. arabica from Híbrido de Timor; it was also possible to identify those closest and farthest from C. arabica . The analysis of population-grouped genotypes revealed a 64.0% genetic diversity among and a 36.0% genetic diversity within populations. The differentiation index was 0.637. Six markers distinguished four rust-resistance varieties, showing their fingerprinting potential. These results demonstrate the usefulness of EST-SSR markers for cross orientation, in diversity and introgression studies, and in genetic mapping.
Avaliação da resistência de cultivares de café à raça II de Hemileia vastatrix Berk. et Br.
(2007) Capucho, Alexandre Sandri; Zambolim, Laércio; Zambolim, Eunize Maciel; Caixeta, Eveline Teixeira; Franchini, Everton de Arruda; Pereira, Antônio Alves; Embrapa - Café
A ferrugem do cafeeiro, causada por Hemileia vastatrix, pode ser controlada eficientemente pela utilização de cultivares resistentes. A resistência vertical (qualitativa) é oligogênica, e é governada por poucos genes podendo segregar para suscetibilidade a raça II se controlada por poucos genes e, por isso, com resistência não durável anulada pelo surgimento de novas raças. Assim, o conhecimento da segregação para suscetibilidade à raça II torna-se importante em patossistemas em que o patógeno apresenta alta variabilidade como H. vastatrix. Como algumas variedades lançadas como resistentes já estão sendo atacadas pela ferrugem, este trabalho objetivou avaliar 25 cultivares de café lançados como resistentes quanto à segregação para a sucetibilidade à raça II de H. vastatrix coletada, identificada e mantida em cafeeiros da cultivar Catuaí IAC 144 há cerca de 20 anos. Os resultados mostraram que todas os cultivares, exceto ‘Catuaí’, apresentam um bom número de genes de resistência vertical à raça II de H. vastatrix. Assim não foi possível caracterizar a resistência horizontal das 25 cultivares a raça II, pois todas os cultivares avaliadas tiveram resistência vertical.
Breeding potential and genetic diversity of “Híbrido do Timor” coffee evaluated by molecular markers
(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2010-06-20) Setotaw, Tesfahun Alemu; Caixeta, Eveline Teixeira; Pena, Guilherme Ferreira; Zambolim, Eunize Maciel; Pereira, Antonio Alves; Sakiyama, Ney Sussumu
AFLP, RAPD and SSR molecular markers were used to study the genetic diversity and genetic structure of the Híbrido de Timor germplasm. The principal coordinate analysis, UPGMA cluster analysis based on genetic dissimilarity of Jaccard, Bayesian model-based cluster analysis, percentage of polymorphic loci, Shannon’s information index and Nei gene diversity were employed to assess the genetic diversity. The analyses demonstrated a high genetic diversity among Híbrido de Timor accessions. UPGMA and Bayesian cluster analyses grouped the accessions into three clusters. The genetic structure of Híbrido de Timor is reported. The management of Híbrido de Timor germplasm variability and its potential use in breeding programs are discussed.
Caracterização da resistência genética do híbrido de Timor UFV 427-15 à ferrugem do cafeeiro
(2003) Caixeta, Eveline Teixeira; Rufino, R.J.N.; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Sakiyama, Ney Sussumu; Zambolim, Eunize Maciel; Zambolim, Laércio; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A ferrugem alaranjada do cafeeiro, causada por Hemileia vastatrix, é uma das doenças mais importantes do cafeeiro, podendo causar, em variedades de Coffea arabica, perdas na produção estimada em 30%, principalmente em anos de alta carga de frutos. Apesar de existirem alternativas de controle para essa doença, a principal medida, sobretudo, pela eficiência, pela economicidade e pelo menor prejuízo ao meio ambiente, é o uso de variedades resistentes. Um problema enfrentado pelo produtor no uso dessas variedades, é que quase todas as variedades plantadas no país são suscetíveis à ferrugem. Com o objetivo de desenvolver variedades resistentes, a UFV implantou em 1970/71 um vasto germoplasma portador de genes de resistência a essa doença. Nesse banco de germoplasma destacam-se os Híbridos de Timor (HT), que são híbridos naturais entre C. arabica x C. canephora e têm sido utilizados extensivamente em vários locais do mundo como principais fontes de resistência a pragas e doenças, principalmente a à ferrugem do cafeeiro. A caracterização genética desses genótipos é de interesse para programas de melhoramento que objetivam transferir sua resistência para variedades comerciais. No presente trabalho, determinou-se o padrão de herança da resistência do HT UFV427-15 à raça II de H. vastatrix, raça predominante no Brasil. Foram utilizados indivíduos F 1 e população segregante F 2 derivada de cruzamentos entre UFV427-15 e ‘Catuaí’, variedade comercial suscetível ao patógeno. As plantas foram inoculadas utilizando-se o teste em discos de folhas. Doze discos de folhas de cada planta foram retirados e acondicionados em gerbox, previamente desinfetado e com o fundo revestido por esponja saturada em água destilada e coberta por tela de nylon. Aproximadamente 1mg de uredosporos foi espalhado em cada disco, utilizando-se um pincel. Após permanecerem por 48 horas no escuro e à temperatura de 20 a 22°C, os discos de folhas foram transferidos para ambiente controlado a 22°C, com manutenção de umidade elevada no interior do gerbox. A avaliação foi realizada aos 49 dias após a data da inoculação. A resistência do HT UFV427-15 à raça II do patógeno foi comprovada. Folhas da variedade Catuaí foram severamente infectadas, apresentando manchas cloróticas grandes e uredosporos abundantes. As plantas F 1 não apresentaram nenhum sintoma da doença. A segregação das plantas F 2 para resistência, testada pelo c 2 (P> 0,05), indicou que um único gene dominante é responsável pela resistência desse HT à raça II de H. vastatrix. A existência de apenas um loco controlando a resistência do HT UFV 427-15 irá facilitar a identificação de marcadores moleculares ligados a esse gene e conseqüentemente auxiliar no estudo da relação patógeno-hospedeiro da resistência à ferrugem do cafeeiro.
Caracterização da resistência vertical e horizontal do cafeeiro à ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. & Br) em acesso de Híbrido de Timor
(2005) Barbosa, Júlio César; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Eunize Maciel; Capucho, Alexandre Sandri; Rufino, Raphael José Nascif; Alvarenga, Samuel Mazzinghy; Zambolim, Laércio; Sakiyama, Ney Sussumu; Embrapa - Café
A ferrugem alaranjada, causada por Hemileia vastatrix Berk. & Br, constitui um dos principais problemas para a cultura do café. O controle da doença geralmente é feito com o uso de fungicidas, os quais aumentam o custo de produção e os ricos ambientais e à saúde humana. O uso de variedades resistentes é uma alternativa para um controle eficiente, simples, barato e que reduz o uso de agrotóxicos na cafeicultura. Portanto, programas de melhoramento têm sido realizados visando obter variedades resistentes a esta doença. Para dar suporte a esses programas, no presente trabalho, foi realizado o estudo da herança da resistência do Híbrido de Timor UFV 440-22, importante fonte utilizada pelos melhoristas. O conhecimento da herança da resistência é essencial para o planejamento e uso eficiente das fontes no melhoramento genético do cafeeiro. O Híbrido de Timor foi cruzado com a cultivar suscetível Catuaí UFV 2143-193 e a planta F1 foi autofecundada formando a população segregante F2, com 113 indivíduos. Os genitores, a planta F1 e a população F2 foram inoculados com a raça II de H. vastatrix. A avaliação da doença foi realizada aos 50 dias após a inoculação, com base na reação de resistência ou suscetibilidade. A resistência horizontal também foi analisada utilizando-se sete componentes de resistência a doença: período de incubação (PI), período latente (PL), número de lesões (NL), número de lesões esporuladas (NLE), razão de infecção (RI), razão de esporulação (RE) e produção de uredosporos (PE). A fonte de resistência UFV440-22 e o híbrido F1 comportaram-se como resistentes, enquanto a cv. Catuaí UFV 2143-193 foi severamente atacada. Na geração segregante F2, das 113 plantas observadas, 101 foram resistentes e 12 suscetíveis, indicando que um gene dominante independente e dois recessivos complementares controlam a resistência deste Híbrido de Timor à raça II de H. vastatrix (X2 ; P>0,05%). Além da resistência vertical, indivíduos da população F2 apresentaram resistência horizontal, demonstrando que o Híbrido de Timor UFV 440-22 pode ser utilizado como fonte para resistência vertical ou horizontal nos programas de melhoramento que visam a obtenção de variedades resistente à ferrugem.
CARACTERIZAÇÃO DE RAÇAS FISIOLÓGICAS DE Hemileia vastatrix
(2009) Lelis, Tiago de Paula; Zambolim, Eunize Maciel; Paixão, Gefferson P.; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Laércio; Embrapa - Café
Até o ano de 1983, eram conhecidas no Brasil as raças I, II, III, X, XV, XVII e XXIV de Hemileia vastatrix. Desde então, e apesar da suplantação da resistência de variedades de cafeeiros por novas raças do patógeno, nenhum outro estudo de caracterização foi realizado. Para conhecer as raças de H. vastatrix que ocorrem nas lavouras comerciais e experimentais de cafeeiros foram coletadas 150 amostras de ferrugem em genótipos susceptíveis e resistentes nos estados de Minas Gerais, Espírito Santo São Paulo e Paraná. Em nove, das 150 amostras que estão sendo caracterizadas, foram identificadas, neste trabalho, as raças I (v2,5) em amostra proveniente do Híbrido de Timor, e a II (v5) e III (v1,5) em derivados de C. arábica. A raça II prevaleceu sobre a I e III, sendo identificada em seis das nove amostras analisadas. Em estudo anterior (Tropical Plant Pathology, 2008. p. 212-212, v. 33), em onze da amostras analisadas, foram caracterizadas, além de I e II, as raças XIII (v ?) e XXXVII (v 2,5,6,7 e 9).
Caracterização de uma região genômica do híbrido de timor CIFC 832/2 associada à resistência à Hemileia vastatrix
(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-31) Alves, Danúbia Rodrigues; Caixeta, Eveline Teixeira; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Almeida, Dênia Pires de
A ferrugem do cafeeiro, causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix é a principal doença de importância econômica dessa cultura, sendo responsável por grandes prejuízos à cafeicultura mundial. Novas raças do patógeno têm surgido infectando cultivares de café comercializados como resistentes a essa doença. Desse modo, devido ao alto potencial adaptativo do fungo, a busca por cafeeiros resistentes a essa doença é uma atividade recorrente nos programas de melhoramento. Estudos com o Híbrido de Timor (HdT), tem sido realizados em pesquisas que visam resistência durável à ferrugem e outras doenças do cafeeiro. Compreender a natureza da resistência duradoura em genótipos do HdT e descrever os genes envolvidos na defesa das plantas é fundamental para o uso eficiente dos recursos disponíveis nesse híbrido natural. A utilização de ferramentas moleculares e de bioinformática tem mostrado resultados significativos para a ampliação do conhecimento dos genes envolvidos no patossistema Coffea - H. vastatrix. Desse modo, objetivou-se com esse estudo sequenciar e caracterizar, por meio de análises de bioinformática, uma região do genoma do Híbrido de Timor CIFC 832/2, que contém marcadores associados à resistência à H. vastatrix. Para isso foi realizado o sequenciamento do clone BAC 70-22F contendo a marca funcional de resistência, por meio da Plataforma Illumina MiSeq (paired – end reads). Posteriormente foi feita a montagem dos contigs e a predição dos genes. Realizou-se a anotação gênica com base nos genomas de Coffea arabica, Coffea canephora e Coffea eugenioides, utilizando a ferramenta BLAST. A anotação gênica revelou a presença de genes candidatos relacionados ao mecanismo de resistência de hospedeiros contra patógenos. Foram anotados 991 genes do clone BAC 70-22F. Desses genes, 340 foram anotados com similaridade com o genoma de C. arabica (var. Caturra), 337 com o genoma de C. eugenioides e 314 com o genoma de C. canephora (clone IF 200). Com base na anotação gênica foram selecionadas duas sequências de genes candidatos a receptores like kinases (RLK) e desenhados primers para estudo do perfil de expressão gênica durante a interação Coffea - H. vastatrix. Um possível gene de resistência, LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase GSO2, foi descrito e apresentou um perfil de expressão correspondente a uma resposta de resistência pré-haustorial. O outro possível receptor like kinase em estudo, apresentando um domínio LRR, exibiu uma diminuição na expressão gênica pré-haustorial em genótipos incompatíveis. As análises filogenéticas desses genes, bem como os estudos de identidade e similaridade genética da região genômica clonada, demonstraram uma relação mais próxima entre o clone BAC 70-22F e a espécie C. arabica e corroboram com a diversidade genética descrita para o HdT. Os resultados sugerem que a região genômica clonada do HdT CIFC 832/2 possui importantes genes candidatos a resistência do cafeeiro à H. vastatrix e apresentam informações relevantes para ampliar o conhecimento sobre o HdT, podendo contribuir para futuros planejamentos de estratégias de melhoramento do cafeeiro.
Caracterização fenotípica e molecular da resistência do cafeeiro Híbrido de Timor a Hemileia vastatrix
(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-16) Pestana, Kátia Nogueira; Sakiyama, Ney Sussumu; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Eunize Maciel
Com o intuito de dar suporte aos programas de melhoramento do cafeeiro que visam à obtenção de cultivares resistentes à ferrugem (Hemileia vastatrix), neste trabalho objetivou-se estudar a herança da resistência do Híbrido de Timor UFV 443-03 e identificar marcadores moleculares ligados aos genes caracterizados. Para o estudo de herança foram avaliadas três populações originadas do cruzamento entre o progenitor resistente Híbrido de Timor UFV 443-03 e o cultivar suscetível Catuaí Amarelo (UFV 2148-57). Dessas plantas analisadas, 243 correspondem a uma população F2, 114 a retrocruzamento suscetível (RCs) e 87 a retrocruzamento resistente (RCr). A inoculação foi realizada com a suspensão de esporos (2 mg/mL) do isolado da Raça I de H. vastatrix, em discos foliares, com três repetições para as populações F2 e RCs e duas para RCr. As plantas do Catuaí Amarelo UFV 2148-57 foram suscetíveis em todas as inoculações, enquanto o Híbrido de Timor UFV 443-03, a planta F1 e as plantas do RCr foram resistentes. Pela análise de segregação das populações F2, obtiveram-se duas hipóteses significativas: uma de que a resistência do cafeeiro Híbrido de Timor UFV 443-03 a H. vastatrix era governada por dois genes dominantes e independentes (15:1; P = 63,10) e a outra de que era conferida por três genes, sendo dois dominantes e um recessivo (61:3; P = 8,87). Plantas do RCs foram utilizadas para a confirmação dos padrões de segregação e segregaram na proporção de 3:1 (P = 74,56), o que era esperado para dois e para três genes. Esse resultado indicou que a resistência desse Híbrido de Timor é condicionada por dois genes dominantes independentes ou três genes independentes (dois dominantes e um recessivo). Como a herança encontrada foi oligogênica (dois ou três genes), para a confirmação e identificação de marcadores moleculares ligados aos genes, estes foram tratados como QTL e, então, localizados em mapa genético de ligação. Para isso, os indivíduos da população F2 foram analisados com um total de 110 marcadores moleculares. Como 16 marcadores apresentaram distorção da razão de segregação mendeliana esperada, o mapa foi construído com 94 marcadores (62 AFLP, 28 SSR e 4 RAPD). Considerando um LOD score mínimo de 3 e máxima recombinação de 40%, os marcadores ficaram agrupados em 11 grupos de ligação, cobrindo uma distância de 964,31 cM do genoma, e 13 marcadores não se ligaram a nenhum dos grupos formados. O maior intervalo entre dois marcadores foi de 32,1 cM, e 68,57% dos marcadores não excederam 20 cM. A caracterização e identificação de QTLs foram realizadas com o auxílio de metodologias de marca simples e intervalo simples. Pela metodologia da marca simples foi possível identificar cinco marcadores associados aos QTLs pelos métodos da ANOVA, regressão e máxima verossimilhança. Esses QTLs foram confirmados pela metodologia de intervalo simples por meio da regressão e máxima verossimilhança. Dois QTLs foram identificados, um deles no grupo de ligação 2 a 0 cM do marcador 21a, explicando 9,6% da variação fenotípica. O outro ficou localizado no grupo de ligação 3 a 13 cM do marcador 43a, explicando 9,3% da variação fenotípica. Esses dois QTLs confirmam, em número e posição, que a resistência do cafeeiro Híbrido de Timor UFV 443-03 a H. vastatrix é governada por dois genes dominantes e independentes, mostrando, assim, a importância da genômica para a identificação destes genes. Cabe salientar que as informações deste trabalho são inéditas para o caso do cafeeiro e podem ser úteis em programas de melhoramento baseado em seleção assistida e na clonagem posicional do gene de resistência à ferrugem. Assim, os dados deste estudo deverão fornecer subsídios para futuros trabalhos de melhoramento visando à obtenção de populações mais resistentes e produtivas.
CARACTERIZAÇÃO FUNCIONAL E PERFIL DE EXPRESSÃO IN SILICO DE QUITINASES DO CAFEST
(2011) Alvarenga, Samuel Mazzinghy; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, Eunize Maciel; Zambolim, Laércio; Sakiyama, Ney Sussumu; Embrapa - Café
O CafEST é a base de dados que armazena as 200 mil ESTs geradas pelo Projeto Brasileiro do Genoma Café. Em trabalho anterior, sequências potencialmente associadas com a defesa do cafeeiro a doenças foram identificadas. Entre essas sequências, genes de quitinases. As proteínas codificadas por esses genes são enzimas que podem desempenhar funções como metabolismo de quitina, mecanismos de defesa contra patógenos e estresse abiótico, nutrição, parasitismo entre outras. Dada a importância desta enzima para a planta, o objetivo do presente trabalho foi analisar as ESTs de quitinase identificadas previamente. Para isso foi realizada uma caracterização funcional das sequências e construído um perfil de expressão in silico. Os resultados mostraram que essas proteínas estão envolvidas em importantes processos biológicos e funções moleculares nas células da planta e estão mais expressas, principalmente, em bibliotecas que apresentam algum componente de estresse.
Caracterização molecular de cultivares de café resistentes à ferrugem
(Embrapa Café, 2013) Sousa, Tiago Vieira; Caixeta, Eveline Teixeira; Alkimim, Emilly Ruas; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Pereira, Antonio Alves; Zambolim, Eunize Maciel; Zambolim, Laércio; Sakiyama, Ney Sussumu
Os ganhos alcançados com o melhoramento genético do cafeeiro no Brasil resultaram na obtenção de cultivares com potencial produtivo muito superior ao das cultivares tradicionais. Atualmente, 123 cultivares de C. arabica estão registradas, destas oito são protegidas. Para que uma cultivar possa ser registrada e ou protegida é obrigatório que ela seja distinta, homogênea e estável (DHE). Na comprovação de DHE de uma cultivar são usados descritores mínimos, sendo que os marcadores morfológicos tem sido os mais utilizados. No entanto, as cultivares comerciais são cada vez mais próximas fenotipicamente, o que dificulta a discriminação precisa desses materiais por meio desses descritores. Assim sendo, uma alternativa que venha auxiliar nos testes de DHE é de extrema necessidade e proporcionará grandes benefícios. Nesse sentido, o uso de marcadores moleculares pode discriminar com maior precisão e segurança as cultivares as quais se deseja registrar e ou a proteger. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou estabelecer um conjunto de marcadores microssatélite para a caracterização molecular (fingerprinting) de cultivares de café portadores de resistência à ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. et Br.). Foram analisadas 34 cultivares/progênies de C. arabica portadoras de resistência à ferrugem. Trinta e um primers microssatélites foram testados, 27 amplificaram, sendo 20 polimórficos. Foi construído um dendrogroma e estabelecido o perfil molecular das cultivares. Com os resultados obtidos, demonstrou-se que os marcadores microssatélites são capazes de diferenciar genótipos aparentados e próximos fenotipicamente, podendo ser utilizados como ferramenta auxiliar nos testes de DHE das cultivares. Além disso, foi estabelecido um conjunto de marcadores microssatélites sendo discriminadas 29 das 34 cultivares de C. arabica.
Caracterização molecular de cultivares de café resistentes à ferrugem
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-29) Sousa, Tiago Vieira; Caixeta, Eveline Teixeira
Os ganhos alcançados com o melhoramento genético do cafeeiro no Brasil resultaram na obtenção de cultivares com potencial produtivo muito superior ao das cultivares tradicionais. Atualmente, 123 cultivares de Coffea arabica estão registradas no Registro Nacional de Cultivares RNC/MAPA; destas, oito são protegidas. Para que uma cultivar possa ser registrada e ou protegida é obrigatório que ela seja distinta, homogênea e estável (DHE). Na comprovação de DHE de uma cultivar os descritores morfológicos tem sido os mais utilizados. No entanto, as cultivares comerciais são cada vez mais próximas fenotipicamente. Isso dificulta a discriminação precisa desses materiais por meio desses descritores. Assim sendo, uma alternativa que venha auxiliar nos testes de DHE é de extrema necessidade e proporcionará grandes benefícios. Nesse sentido, o uso de marcadores moleculares pode discriminar com maior precisão e segurança as cultivares as quais se deseja o registro e ou a proteção. Dentre os vários tipos de marcadores moleculares, os microssatélites tem sido os mais utilizados por serem codominantes, multialélicos, altamente polimórfico e loco específico. O presente trabalho objetivou estabelecer um conjunto de marcadores microssatélite para a caracterização molecular (fingerprinting) de cultivares de café portadoras de resistência à ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. et Br.). Foram analisadas 34 cultivares/progênies de C. arabica. Para cada cultivar/progênie foram analisadas seis plantas, constituindo um total de 204 indivíduos. Dessa forma, pôde-se verificar a possível ocorrência de variabilidade genética entre e dentro dos materiais genéticos avaliados. Trinta e um primers microssatélites foram testados, 27 amplificaram, sendo 20 polimórficos. A partir dos dados de 16 marcadores polimórficos selecionados foi construído um dendrograma e de duas maneiras distintas, foi estabelecido o perfil molecular das cultivares. Pela análise do dendrograma foi possível distinguir 29 das 34 cultivares/progênies avaliadas. Pela análise de fingerprinting foi definido 31 perfis moleculares únicos.
Caracterização molecular de uma coleção de germoplasma de cafeeiros Bourbon
(Embrapa Café, 2015) Pestana, Rosa Karla Nogueira; Caixeta, Eveline Teixeira; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Pereira, Antonio Alves; Moreira, Karoliny Ferreira; Zambolim, Eunize Maciel; Zambolim, Laércio; Sakiyama, Ney Sussumu
A caracterização molecular tem sido realizada em Bancos de Germoplasma para conhecer a diversidade genética entre e dentro dos acessos, o que é crucial para o manejo eficiente e utilização dessas coleções. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi caracterizar os acessos de Bourbon do Banco de Germoplasma de café da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), por meio de marcadores moleculares AFLP e SSR. Foram utilizados 439 cafeeiros do grupo Bourbon, além de acessos de outros grupos como Típica, Sumatra, Mundo Novo, Catuaí Vermelho, Catuaí Amarelo, Caturra Vermelho, Caturra Amarelo e Amarelo de Botucatu, que apresentam características de interesse para os programas de melhoramento do cafeeiro. Para conhecer a diversidade genética e a relação dos acessos foram realizadas analises de agrupamento usando 64 marcas SSR e AFLP. Os marcadores moleculares utilizados discriminaram a maioria dos cafeeiros analisados. Uma ampla variabilidade foi observada, sendo encontrados acessos de Bourbon geneticamente relacionados com cafeeiros dos diferentes grupos, incluindo as cultivares mais plantadas no Brasil. Os dados moleculares sugerem que, apesar da reconhecida base genética estreita de C. arabica, o germoplasma de Bourbon pertencente a Epamig apresenta relativa diversidade genética que pode ser explorada nos programas de melhoramento do cafeeiro.
Caracterização molecular e estudo de autoincompatibilidade gametofítica em cafeeiros Amazônicos
(Universidade Federal de Viçosa, 2024-02-26) Silva, Ana Carolina Andrade; Caixeta, Eveline Teixeira; Rocha, Rodrigo Barros
A caracterização dos materiais genéticos de café desempenha um papel crucial no desenvolvimento de variedades mais resilientes e adaptadas às condições climáticas em mudança, contribuindo para a sustentabilidade e o futuro da produção de café. Dentre as centenas de espécies do gênero Coffea já descritas, a espécie Coffea canephora se destaca por apresentar características válidas na adaptação às condições climáticas (resistência a pragas e doenças, tolerância a seca, ampla distribuição geográfica). É uma espécie diploide, alógama e que possui autoincompatibilidade gametofítica. Ampliar os estudos para melhor conhecimento desta autoincompatibilidade também se torna essencial, uma vez que para se obter cruzamentos promissores, é necessário genitores de grupos de compatibilidade diferente, para que ocorra a fertilização. Sendo assim, os objetivos do presente trabalho foram: (i) avaliar a diversidade genética de cafeeiros provenientes do programa de melhoramento da Embrapa Rondônia juntamente com genótipos de produtores locais, via marcadores moleculares SNP; (ii) usar marcadores moleculares para identificação de cafeeiros contendo diferentes genes de resistência às principais doenças da cultura: ferrugem e CBD e (iii) sequenciar e avaliar diferenças em regiões de interesse do gene S, que podem estar relacionadas ao mecanismo de autoincompatibilidade gametofítica na espécie C. canephora. Os marcadores SNPs utilizados permitiram diferenciar e caracterizar com eficiência os cafeeiros em estudo. O dendrograma pela análise destes marcadores ficou dividido em cinco grupos. O grupo I e o grupo IV alocaram dois cafeeiros cada. O grupo II alocou 33, de sua grande maioria pertencentes a variedade botânica Robusta. O grupo III ficou constituído por 18 cafeeiros, pertencentes a variedade botânica Conilon. Por fim, o quinto e maior grupo alocou 85 cafeeiros, sendo a maioria correspondente a híbridos entre as duas variedades botânicas. Marcadores moleculares ligados a genes de resistência a doenças também possibilitaram a identificação de cafeeiros contendo piramidação de alelos de resistência a Hemileia vastatrix e Colletotrichum. kahawae. Quanto ao estudo de autoincompatibilidade, as sequências de DNA dos genótipos dos diferentes grupos de autoincompatibilidade foram alinhadas e não foi encontrado polimorfismo. Ao realizar o BLAST entre a sequência consenso obtida do sequenciamento realizado com o primer HVa3 e o genoma de referência de C. canephora, observou-se que há duas regiões de alinhamento no cromossomo 2, com grande quantidade de mismatch e Gap. Esta diferença observada pode ser decorrente da ampla diversidade genética presente na espécie. Além disso, o genoma de referência disponível foi obtido de um cafeeiro geneticamente distante dos Robustas Amazônicos e Conilons cultivados no Brasil. O alinhamento entre as duas sequencias amplificadas em regiões distintas no genoma de C. canephora com o primer Hva3 mostrou serem idênticas. Este resultado pode ser um indício dessas serem regiões repetitivas dispersas no genoma da espécie. Portanto, foi possível identificar cafeeiros divergentes geneticamente, contendo a piramidação de alelos de resistência a H. vastatrix e C. kahawae. E, este estudo de autoincompatibilidade abre portas para que novos estudos possam ser realizados a partir deste. Palavraschave: Coffea canephora. Hemileia vastatrix. CBD. SNP. Gene S. Grupos de compatibilidade.