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Adaptations to the drought season and impacts on the yield of ‘Híbrido de Timor’ coffee tree in the Minas Gerais State Cerrado (Brazilian Savanna)
(Escola de Agronomia - UFG, 2022-09-02) Santos, Cyntia Stephânia dos; Freitas, Ana Flávia de; Silva, Glauber Henrique Barbosa da; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Santos, Meline de Oliveira; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Silva, Vânia Aparecida
Climate change threatens the survival of commercial crops due to their narrow genetic base. One of the alternatives is the identification of plants with potential for abiotic stress tolerance. This study aimed to verify the physiological and anatomical adaptations to the drought period and the impacts on the yield of ‘Híbrido de Timor’ coffee tree accessions. The experimental design was randomized blocks, in a 7 x 2 factorial arrangement, being seven genotypes (UFV 377-21, UFV 377-21, UFV 442-42, BE 5 Wush-Wush x UFV 366-08, UFV 428-02, UFV 376-31 and UFV 427-55) and two seasonal periods (dry and rainy), with two replications. The stomatal conductance; predawn water potential; levels of hydrogen peroxide and malondialdehyde; activity of the enzymes catalase, superoxide dismutase and ascorbate oxidase; ascorbate content; cuticle thickness of the adaxial surface and leaf lamina; stomatal density; ratio between polar and equatorial diameter; phloem area; area, diameter and frequency of xylem vessels; relative hydraulic conductivity; vulnerability index; and yield were evaluated. The results showed acclimatization of the accessions to the dry period, with some of them maintaining higher water potential values in the predawn; induction of the antioxidant system with the increase in the activity of the superoxide dismutase enzyme and ascorbate levels; increase in the cuticle and leaf lamina thickness; and a higher ratio between polar and equatorial diameters. Most of the evaluated accessions showed a good productive performance, especially the ‘UFV 377-21’, ‘UFV 442-42’ and ‘UFV 376-31’, with adaptations to the dry period and yield potential.
Agronomic techniques for mitigating the effects of water restriction on coffee crops
(Editora UFLA, 2019-01) Castanheira, Dalyse Toledo; Barcelos, Thales Resende; Guimarães, Rubens José; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Rezende, Tiago Teruel; Bastos, Isadora dos Santos; Cruvinel, Arthur Henrique
Water restriction significantly affects coffee (Coffea arabica L.) production. The study of a few agronomic techniques that optimizes water use can generate technologies for mitigating the effects of climatic variations on coffee crops. The aim in this study was to indicate agronomic techniques that mitigate the effects of water restriction on coffee crops. For this end, we analyzed the morphophysiological changes in coffee plants cultivated in a greenhouse with different types of fertilizers and soil conditioners and under two levels of irrigation. The evaluations were performed 130 days after planting, assessing the morphological and physiological characteristics of the plants. We also quantified soil moisture in the different treatments. The water restriction expressively hindered plant growth. The use of controlled release fertilizers and soil conditioners, especially coffee husk, is indicated for mitigating water restriction in coffee crops.
Agronomic, anatomic and physiological characterization of Coffea arabica L. genotypes on irrigated system in the Central Cerrado
(Universidade Federal de Lavras, 2022-12-29) Santos, Cyntia Stephânia dos; Matos, Nagla Maria Sampaio de; Rezende, Tiago Teruel; Mauri, Janaína; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Bartholo, Gabriel Ferreira; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo
Due to climatic conditions and the possibility of using machineries, coffee has a potential to achieve high yields with reduced costs, in the biome of Cerrado. Leaf anatomy and physiology can help in the identification of more adapted cultivars to a given environmental condition. The objective is to verify the behavior of Coffea arabica L. genotypes in the Cerrado of the Brazilian Central Plateau through anatomical and physiological characterization and yield. Ten coffee genotypes from the Active Germplasm Bank located in the municipality of Planaltina, Distrito Federal, were evaluated. The genotypes evaluated were: Araponga MG1, Catiguá MG2, Catiguá MG3 P23, Catiguá MG3 P7, Catiguá MG3 P51, Catiguá MG3 P, Catuaí Amarelo IAC 62, Catuaí Vermelho IAC 15, Paraíso MG1 and Topázio MG 1190. The phenotypic characteristics evaluated were the thickness of: adaxial cuticle surface, adaxial and abaxial epidermis surfaces, the palisade and spongy parenchyma, the mesophyll layer, the phloem, number and diameter of the xylem vessels, stomatal density, relationship between the polar and equatorial diameter of the stoma, specific leaf area, stomatal conductance, transpiration rate, net photosynthetic rate, water use efficiency, intercellular carbon concentration and yield. Genotypes of Coffea arabica L. presented a distinction between the characteristics evaluated when grown under climatic conditions of the Brazilian Central Plateau Cerrado, highlighting the variations in the behavior and distinguished adaptation in this environment. The Araponga MG1 genotype stood out for anatomical and physiological characteristics of higher values, such as net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular carbon concentration, abaxial and adaxial epidermis thickness, stomatal density and number of xylem vessels. The genotype Paraíso MG1 stands out for higher grain productivity. The genotype Catuaí Vermelho IAC 15 stands out for anatomical and physiological characteristics such as higher stomatal density, greater number of xylem vessels and greater efficiency in water use, resulting in improved productivity.
Assessment of leaf anatomic and physiological characteristics and genetic divergence among Coffea arabica L. cultivars in the Brazilian Savanna
(Escola de Agronomia - UFG, 2022-01-16) Santos, Cyntia Stephânia dos; Pereira, Fernanda Aparecida Castro; Mauri, Janaína; Viana, Mariana Thereza Rodrigues; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Bartholo, Gabriel Ferreira; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo
The knowledge on cultivars is essential for parental choosing on breeding programs. This research aimed to study the genetic divergence of Coffea arabica L. cultivars from a germoplasm bank of the Embrapa Cerrados, Brazil, for leaf anatomic and physiological characteristics. A total of 23 cultivars were evaluated: Acaiá Cerrado MG1474, Araponga MG1, Catiguá MG1, Catiguá MG2, Catiguá MG3, Catiguá MG3 P4, Catiguá MG3 P5, Catiguá MG3 P7, Catiguá MG3 P9, Catiguá MG3 P23, Catiguá MG3 P51, Catuaí Amarelo IAC 62, Catuaí Vermelho IAC 15, Catuaí Vermelho IAC 81, Catuaí Vermelho IAC 99, Caturra Vermelho MG0187, Guatenano Colis MG0207, Mundo Novo IAC 379-19, Paraíso MG1, Pau Brasil MG1, Sacramento MG1, San Ramon MG0198 and Topázio MG1190. In addition to the genetic divergence, the broad sense heritability and coefficient of genetic and environmental variation were also evaluated. All characteristics showed high coefficients of genetic variation and heritability values greater than 70 %, indicating a predominance of genetic over environmental factors, and that these are characteristics likely to obtain genetic gain. Catiguá MG1, Catiguá MG3 P51 and Topázio MG1190 stood out, with superior gas exchange characteristics. Attributes related to gas exchange were important for cultivar differentiation, demonstrating that they can be used in the early selection of Coffea arabica L. genotypes.
Avaliação de parâmetros de desenvolvimento de mudas de Coffea arabica L. originadas de sementes criopreservadas
(Embrapa Café, 2019-10) Ricaldoni, Marcela Andreotti; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Figueiredo, Madeleine Alves de; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Fantazzini, Tatiana Botelho
O uso da criopreservação (armazenamento em nitrogênio líquido) é uma alternativa promissora para a conservação de espécies recalcitrantes e intermediárias como o café. Assim, objetivou-se com esse trabalho estudar o desenvolvimento de mudas de café com o uso de sementes de Coffea arabica L. armazenadas em câmara fria e criopreservadas. As sementes foram submetidas a quatro tratamentos de secagem: em secador estacionário até atingirem 12% e 32% de umidade, em solução salina saturada até atingirem 17% de umidade e em sílica gel até atingirem 17% de umidade. As sementes com 12% e 32% de umidade foram armazenadas em câmara fria e seca, e as sementes com 17% em criotanques, por período de seis meses. As sementes foram semeadas em saquinhos plásticos para a produção de mudas em viveiro. Observou-se que as mudas provenientes de sementes secadas em sílica gel obtiveram resultados de desenvolvimento vegetativo significativamente iguais aos das mudas provenientes de sementes úmidas, com 32%, armazenadas por seis meses. A utilização de sementes de Coffea arabica L. secadas em sílica gel e criopreservadas é uma alternativa viável para a produção de mudas vigorosas.
Avaliação fenotípica de uma população de Coffea canephora var. conilon cultivada em altitude elevada, visando um programa de Seleção Genômica Ampla (SGA) em cafeeiro
(Embrapa Café, 2013) Carneiro, Fernanda de Araújo; Rêgo, Érica Cristina da Silva; Costa, Tatiana Santos; Oliveira, Sinara de Aquino; Duarte, Karoline Estefani; Rocha, Omar Cruz; Rodrigues, Gustavo Costa; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Marraccini, Pierre; Grattapaglia, Dario; Bartholo, Gabriel Ferreira; Guerra, Antônio Fernando; Andrade, Alan Carvalho
Considerada a bebida não alcoólica mais popular e regularmente consumida por 40% da população, o café ocupa uma posição de destaque na economia sendo um dos mais importantes produtos de exportação mundial. Sua produção está sujeita a oscilações regulares devido ao ciclo bienal da planta, e também a fatores abióticos, como o estresse hídrico e altas temperaturas. Visando-se o estabelecimento de ferramentas de auxílio para se acelerar o melhoramento genético desta espécie, avanços significativos em genômica do cafeeiro têm ocorrido nos últimos anos. Como exemplo, pode-se citar a recente conclusão do sequenciamento do genoma completo de Coffea canephora, que servirá de referência para utilização em trabalhos avançados de genética molecular, aplicados diretamente ao melhoramento genético desta espécie, tais como o estabelecimento de programas de seleção genômica ampla (SGA) em cafeeiro. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi a caracterização fenotípica de uma população de C. canephora, com cerca de 1300 indivíduos, cultivada em Planaltina-DF (1175m de altitude) no campo experimental da Embrapa Cerrados. As avaliações iniciaram em 2012, observando-se características como vigor, seca de ponteiro, ramificação secundária, presença de ferrugem, precocidade do fruto e carga. Além disso, a produção (em litros – L) de cada planta foi medida ( 2012 e 2013). No ano de 2012, uma amostra 3L de frutos de cada planta selecionada após a colheita, foi despolpada, para realização da classificação, peneira e peso de 100 grãos. O potencial hídrico foliar de antemanhã (am) de uma amostra de plantas também foi avaliado no período de seca dos anos de 2012 e 2013. Os resultados obtidos até o momento, nos permite concluir que existe potencial para o cultivo em condições irrigadas, de C. canephora em altitudes elevadas e que, a população em estudo apresenta diversidade fenotípica adequada para a implementação de um programa de seleção genômica ampla em cafeeiro.
Big Coffee VL.: Seed desiccation tolerance, sieve classification, and physiological quality
(Editora UFLA, 2018-10) Souza, Ana Cristina de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Vilela, Amanda Lima; Figueiredo, Madeleine Alves de; Vilela, Ana Luiza de Oliveira; Stéphano Filho, Ricardo; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo
A coffee plant producing large fruit, seeds, and leaves in relation to conventional coffee plants, possibly generated by genetic mutation, was named Big Coffee VL. Seeds of this coffee plant were classified by size and used to establish the crop, whose progenies were designated as Big Coffee VL. large, Big Coffee VL. medium, and Big Coffee VL. small. The aim in this study was to investigate desiccation tolerance, together with size classification, and evaluate the physiological quality of the seeds of this progeny. Seeds of each type of Big Coffee VL. and of the cultivar Topázio were collected. High moisture seeds and seeds dried to 11% moisture content were evaluated to assess desiccation tolerance. Dried seeds of each Big Coffee VL. progeny and of the Topázio cultivar were classified by size in sieve testing using oblong screens for separation of peaberry seeds, and circular sieves from 22 to 12 for separation of flat seeds. All seeds were subjected to physiological evaluation through the germination test and determination of seedling dry matter. A completely randomized experimental design (CRD) was used; results were subjected to analysis of variance and means compared by the Scott-Knott test. Big Coffee VL. seeds tolerate desiccation to moisture content of 11% wet basis. Seeds of the Topázio cultivar have better physiological performance than seeds of the Big Coffee VL progenies. The bigger the seeds of Big Coffee VL., the better their physiological performance, exhibiting greater seedling dry matter.
Characterization of coffee cultivars leaf rust-resistant subjected to framework pruning
(Editora UFLA, 2018-01) Reis, Estevam Antônio Chagas; Freitas, Tainah; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Mendes, Antônio Nazareno Guimarães; Rezende, Tiago Teruel; Carvalho, João Paulo Felicori
The goal of our work was to evaluate physiological and agronomic traits, as well as the relationship between these traits in coffee cultivars coming from a germplasm supposedly resistant to leaf rust, and their response to framework pruning. The experiment was conducted at the Federal University of Lavras in randomized blocks with three replicates, with spacing of 3.5 x 0.7 m and plots of 12 plants. An amount of 25 coffee cultivars was evaluated, from which 23 were considered resistant and two susceptible to leaf rust. Traits analyzed were the plagiotropic branch length and number of nodes, net photosynthetic rate, transpiration rate, water use efficiency, fluorescence and chlorophyll index, leaf area index, leaf rust incidence and yield. Catucaí Amarelo 20/15 cv 479, Araponga MG1 and Tupi IAC 1669-33 cultivars show highly responsive to framework pruning. These cultivars have high yield associated to high net photosynthetic rate, water use efficiency and low transpiration rate. Moreover, the last two cultivars show a low incidence of leaf rust. The Acauã cultivar has a good response to framework pruning, showing high yield associated to lower incidence of leaf rust. Catucaí Vermelho 785/15 cultivar is not responsive to framework pruning because show lower yield, high incidence of leaf rust, low vegetative growth and low water use efficiency.
Coffee genotypes morphophysiological adaptation under coffee leaf rust biotic stress
(Editora UFLA, 2021) Viana, Mariana Thereza Rodrigues; Azevedo, Harianna Paula Alves de; Pereira, Fernanda Aparecida Castro; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Guimarães, Rubens José
The identification of morphophysiological traits responsible for a better plant behavior when infected is useful for cultivar selection, and become crucial for breeding. We investigated the morphophysiological behavior of coffee genotypes before and after inoculation with the pathogen Hemileia vastatrix, causal agent of coffee rust. With multivariate techniques we identified the characteristics that most contribute to total genetic divergence of the geno types. Ten genotypes of Coffea arabica from the Germplasm Bank of Coffee from Minas Gerais were sown in a nursery and then take to a greenhouse with controlled temperature and humidity. After one month of acclimatization, the artificial inoculation with the fungus H. vastatrix was carried out. The anatomical and physiological evaluations were performed 1 day before inoculation and 160 days after inoculation. When the first symptom emerged, plants were evaluated according to a descriptive scale for coffee rust. We observed significant differences in rust severity and ostiole opening between genotypes. Different groups were formed by the K-means method, based on morphophysiological characteristics. This shows that genetic variability exists between the coffee genotypes evaluated before and after inoculation with the pathogen. The most important characteristics that contributed to the total genetic divergence were xylem vessel diameter and stomatal conductance. In conclusion, inoculation with H. vastatrix caused a change in coffee geno types based on morphophysiological characteristics.
Comportamento estomático de Coffea canephora em condições de cerrado
(Embrapa Café, 2019-10) Matos, Nagla Maria Sampaio de; Pereira, Fernanda Aparecida Castro; Mendes, Antônio Nazareno Guimarães; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Marraccini, Pierre; Bartholo, Gabriel Ferreira
Objetivou-se com o presente estudo, analisar o comportamento estomático ao longo do dia de genótipos de Coffea canephora após o período de suspensão hídrica imposto no sistema de irrigação do Cerrado. Avaliou-se no ano de 2017 genótipos existentes no Banco Ativo de Germoplasma localizado na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Cerrados), Planaltina-DF. Foram utilizados seis genótipos da espécie Coffea canephora, sendo 4 indivíduos selecionados de uma população de melhoramento da Embrapa Cerrados (8, 114, 30 e 125) e dois clones com características contrastantes de tolerância à seca (14 – tolerante e 22 - sensível) (FERRÃO et al., 1999). O plantio foi realizado em linhas, por material, utilizando um espaçamento de 3,7 x 1,0 m em sistema irrigado por pivô central, com manejo de suspensão da irrigação durante a estação seca, para sincronizar o desenvolvimento dos botões florais garantindo alta produtividade e qualidade do café. A irrigação foi suspensa por um período de 64 dias (26 de junho a 28 de agosto). A avaliação da condutância estomática foliar (CE-μmol m -2 s -1 ) foi realizada utilizando-se o porômetro (SC- 1, Decagon Devises), na face abaxial das folhas, em diferentes horários de avaliação ao longo do dia (8:30, 10:30, 12:30, 14:30 e 16:30). O potencial hídrico Ψw (MPa) foliar, foi medido no período antemanhã, com uma bomba de pressão tipo Scholander (PMS Instruments Plant Moisture - Modelo 1000). As medições foram realizadas no final do período de suspensão hídrica. Os menores valores médios de potencial hídrico apresentado pelos genótipos 30 e 22, podem indicar que os mesmos, acionaram um mecanismo de defesa de fechamento estomático para reduzir a perda de água durante esse período de estresse, mantendo os menores valores de condutância estomática ao longo do dia quando comparado aos demais. Já os maiores valores de condutância estomática observados nos genótipos 8, 14, 114, e 125 estão possivelmente associados aos maiores valores médios de potencial hídrico foliar quando comparado ao 22 e 30. Conclui-se com o presente estudo que a condutância estomática do primeiro horário da manhã está associada ao potencial hídrico foliar dos genótipos avaliados. As oscilações de condutância estomática observadas ao longo do dia são possivelmente associadas ao efeito do potencial hídrico aliado às variáveis climáticas. Diferentes estratégias de adaptação ao déficit hídrico imposto são observadas devido à variabilidade genética dos materiais avaliados.
Divergência genética com base em características fisiológicas de genótipos de Coffea arabica L.
(Embrapa Café, 2019-10) Santos, Cyntia Stephânia dos; Pereira, Fernanda Aparecida Castro; Mauri, Janaína; Viana, Mariana Thereza; Mendes, Antônio Nazareno Guimarães; Veiga, Adriano Delly; Rodrigues, Gustavo Costa; Bartholo, Gabriel Ferreira; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo
Objetivou-se identificar as principais características fisiológicas na divergência de genótipos de Coffea arabica L. Foram avaliados 23 genótipos de cafeeiros do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Cerrados, em Planaltina-DF, sendo eles: Acaiá Cerrado MG1474, Araponga MG1, Catiguá MG1, Catiguá MG2, Catiguá MG3-S/M, Catiguá MG3-P4, Catiguá MG3-P5, Catiguá MG3-P7, Catiguá MG3-P9, Catiguá MG3-P23, Catiguá MG3-P51, Catuaí Amarelo IAC62, Catuaí Vermelho IAC15, Catuaí Vermelho IAC81, Catuaí Vermelho IAC99, Caturra Vermelho MG0187, Guatenano Colis MG0207, Mundo Novo IAC379-19, Paraíso MG1, Pau Brasil MG1, Sacramento MG1, San Ramon MG0198 e Topázio MG-1190. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, com os 23 genótipos e 6 repetições. As avaliações de trocas gasosas foram realizadas em folhas completamente expandidas, do terceiro ou quarto par, no terço médio dos ramos plagiotrópicos de três plantas de cada genótipo. Utilizou-se um sistema portátil de análise de gases por infravermelho (IRGA LICOR–6400XT) em que se obtiveram as seguintes características: taxa fotossintética líquida(A), condutância estomática (gs), carbono interno (Ci), transpiração (E), eficiência do uso da água (EUA – A/gs), concentração intercelular de CO 2 no mesofilo sobre a concentração de CO 2 externa atual (relação Ci/Ca - μmol CO 2 ) e eficiência de carboxilação (A/Ci). A análise multivariada de componentes principais foi realizada no software Genes. As características que mais se correlacionaram com o primeiro componente principal foram Ci/Ca, EUA, gs e Ci. Os genótipos Topázio MG1190, Catiguá MG1, Catiguá MG3 P5 e Catiguá MG3 P51 se diferenciaram dos demais pelas características Ci/Ca, gs e A. Já os genótipos Catuaí Amarelo IAC 62, Catuaí Vermelho IAC 81 e Mundo Novo IAC 379-19 se diferenciaram dos demais pelas características de índices de clorofila a, b e total. Conclui- se que há variabilidade para os genótipos de Coffea arabica L. avaliados, sendo que as características que mais contribuíram para a distinção dos genótipos foram CiCa, EUA, gs, Ci e A.
Eficiência do uso da água e características anatômicas de clones de Coffea canephora cultivados no cerrado
(Embrapa Café, 2019-10) Silva, Elisângela Aparecida da; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Viana, Mariana Thereza Rodrigues; Guerra, Antonio Fernando; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Tavares, Maria Clara dos Santos
O cultivo do cafeeiro em regiões como o Cerrado é possível devido ao manejo de irrigação com suspensão hídrica no período de pré-florescimento, visando a uniformização da florada e consequentemente safras mais uniformes e com qualidade. Objetivou-se analisar a eficiência do uso da água e características anatômicas em clones de Coffea canephora em condições irrigadas no Cerrado. O experimento foi conduzido na região do Cerrado do Planalto Central para a avaliação de sete clones de C. canephora (1, 3, 7, 8, 11, 12 e 13), no ano de 2016. As plantas passaram por um período de suspensão da irrigação de 56 dias, para a uniformização da florada; e as avaliações foram realizadas antes do período de suspensão da irrigação (APSI), no final do período de suspensão da irrigação (FPSI), dois dias após o retorno da irrigação (2dARI) e três meses após o retorno da irrigação (3mARI). Foram avaliadas a eficiência do uso da água (EUA - μmol CO 2 mmol -1 H 2 O), potencial hídrico foliar (ᴪ w - MPa), espessura da cutícula (Cut - μm) e relação entre o diâmetro polar e equatorial de estômato (DP/DE). Dentre os clones avaliados, 3 e 8 mostraram-se como potenciais para se adaptar às mudanças impostas pela variação na disponibilidade hídrica, mantendo um bom potencial hídrico no período de estresse, com maior EUA após o retorno da irrigação, possivelmente pela maior relação entre o diâmetro polar e equatorial de estômato. O clone 1 apresentou a maior variação na EUA entre os períodos avaliados, menor potencial hídrico no final do período de suspensão da irrigação, porém maior espessura de cutícula, o que possivelmente permitiu que esse clone se destacasse no agrupamento de médias superior em EUA, em todos os períodos. Os clones 1, 3 e 8 apresentaram características que indicam adaptação ao sistema de manejo hídrico com suspensão da irrigação. Conclui-se que a eficiência do uso da água, bem como as características anatômicas espessura de cutícula e relação diâmetro polar e equatorial dos estômatos são potenciais variáveis de serem utilizadas para verificar como os clones de Coffea canephora se comportam em sistema de irrigação utilizado no Cerrado.
Estrutura e diversidade genética de uma população de Coffea canephora conilon utilizando marcadores SNPs identificados por nextRAD
(Embrapa Café, 2015) Carneiro, Fernanda de Araújo; Rêgo, Érica Cristina Silva; Aquino, Sinara Oliveira de; Costa, Tatiana Santos; Lima, Edriana Araújo de; Rocha, Omar Cruz; Rodrigues, Gustavo Costa; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Marraccini, Pierre; Bartholo, Gabriel Ferreira; Guerra, Antônio Fernando; Silva Jr, Orzenil Bonfim da; Grattapaglia, Dario; Andrade, Alan Carvalho
Dentre as diferentes atividades ligadas ao negócio agrícola em nível mundial, o agronegócio cafeeiro está entre as de maior importância econômica e social, sendo o principal meio de subsistência para mais de 125 milhões de pessoas e produzido em mais de 60 países. A produção cafeeira comercial baseia-se principalmente em duas espécies: Coffea arabica e Coffea canephora. A grande variabilidade genética do C. canephora devido sua alogamia, é um fator de grande importância para os programas de melhoramento do cafeeiro, pois fornece uma fonte de novos genes. O estudo molecular da diversidade genética vem se demonstrando cada vez mais eficiente, necessário e refinado, uma vez que as técnicas moleculares estão evoluindo e os descritores morfológicos estão se tornando insuficientes para a descrição de um indivíduo. Uma ferramenta muito importante no estudo da diversidade genética é o uso dos marcadores moleculares SNPs (Single Nucleotide Polymorphism), estes consistem na variação de sequência de DNA e podem ser identificados em praticamente todos os genes. No caso de C. canephora, estudos de diversidade podem facilitar a orientação dos programas de melhoramento na escolha de genitores para cruzamentos ou de genótipos para composição de variedades clonais. Este trabalho objetivou (i) avaliar e caracterizar, por meio da técnica de genotipagem nextRAD (Nextera-tagmented reductively-amplified DNA), a diversidade e a estrutura genética de indivíduos de C. canephora Conilon, pertencentes a uma população localizada em campo experimental da Embrapa Cerrados.
Leaf anatomy, physiology and vegetative growth of fertigated Coffee arabica L. trees after exposure to pruning
(Editora UFLA, 2021) Soares, Daiane dos Santos; Silva, Elisângela Aparecida da; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Pereira, Fernanda Aparecida Castro; Guimarães, Rubens José
In coffee plants, fertigation can be an alternative way to minimize the negative effects exerted by drought and maximize fertilizer use efficiency. However, the fertilization recommendations for fertigated coffee trees are still not very specific, and the recommendations for rainfed crops are used. In addition, little is known about the nutritional requirements for fertigated coffee trees that have undergone the low recepa pruning treatment. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of different levels of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) fertilizers on leaf anatomy, physiology, and veg etative growth of fertigated coffee trees (Coffea arabica L.) that have been under the low recepa pruning treatment. During the first five years of growth, the cultivar Topázio MG-1190 of the coffee crop received 10, 40, 70, 100, 130, and 160% of the fertilization levels recommended for the rainfed coffee crop. After this period, the crop was exposed to low recepa pruning. It was concluded that different doses of N, P, and K fertilizers modified the internal structure of coffee plant leaves, as well as physiological responses and plant growth; there was stronger vegetative growth, sharper leaf blade, greater thickness of spongy parenchyma, larger phloem area, and higher xylem relative hydraulic conductivity as the N, P, and K fertilizer levels in fertigated coffee (Coffea arabica L.) plants, which received the low recepa pruning treatment, increased. This knowledge can be used as a solid basis for main fertilization recommendations for fertigated coffee trees after exposure to the low recepa pruning treatment.
Metabolismo antioxidante de pedúnculos e frutos de Coffea arabica L. com diferentes forças de desprendimento
(Embrapa Café, 2015) Brandão, Isabel Rodrigues; Silva, Dayane Meireles da; Souza, Kamila Rezende Dázio de; Boas, Lissa Vasconcellos Vilas; Silva, Fábio Moreira da; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Alves, Jose Donizeti
O objetivo deste trabalho foi investigar o metabolismo antioxidante de pedúnculos e frutos de Coffea arabica em diferentes estádios de maturação e forças de desprendimento. Frutos e pedúnculos de cafeeiro foram coletados com auxílio de um dinamômetro portátil em diferentes estádios de maturação e forças de desprendimento (10 – 13N e 8 – 9,9N, 6 – 6,9N e 5 – 5,9N, 4 – 4,9 e 2 – 3,9N). Após a coleta o material vegetal foi separado em cada intervalo de força pré-determinado e colocado em nitrogênio líquido até o armazenamento em ultrafreezer. Foram quantificados os níveis de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica e a atividade das enzimas dismutase do superóxido, catalase e peroxidase do ascorbato. Maiores níveis de peróxido de hidrogênio foram observados no estádio cereja independente da força de desprendimento e órgão. Ocorreu diferença entre as forças, bem como entre os órgãos, sendo os maiores níveis encontrados nos frutos. Isto culminou com uma maior peroxidação lipídica nos frutos do estádio cereja na maior força de desprendimento utilizada. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, a dismutase do superóxido apresentou-se constante entre os estádios de maturação, bem como entre as forças, porém com maior atividade nos pedúnculos. A atividade da catalase foi maior no estádio cereja, em detrimento da atividade da peroxidase do ascorbato. Pode-se concluir que durante o processo de maturação ocorre maior produção de espécies reativas de oxigênio, com um consequente aumento nos níveis de peroxidção lipídica. Entre as enzimas antioxidantes, a catalase e a peroxidase do ascorbato atuam na tentativa de minimizar os efeitos nocivos das EROs, porém o estresse oxidativo é necessário para o processo de maturação dos frutos de Coffea arabica cv Icatu amarelo.
Potencial hídrico e condutância estomática de Coffea canephora em condições de cerrado
(Embrapa Café, 2019-10) Santos, Meline de Oliveira; Brandão, Isabel Rodrigues; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Marraccini, Pierre; Bartholo, Gabriel Ferreira
O objetivo do estudo foi avaliar a adaptação de diferentes genótipos de Coffea canephora ao sistema de cultivo irrigado do Cerrado do Planalto Central Brasileiro, após o período de suspensão da irrigação, por meio de análises do potencial hídrico e condutância estomática. Foram avaliados genótipos de Coffea canephora (8V, 8, 30, A1, 14 e 22) que estão alocados na Embrapa Cerrados em Planaltina, DF. O plantio foi realizado em linhas, por material, utilizando um espaçamento de 3,7 x 1,0 m em sistema irrigado por pivô central, com manejo de suspensão da irrigação durante a estação seca, por um período de 63dias (30 de junho a 31 de agosto). As avaliações foram realizadas no final desse período em dois horários do dia, em folhas completamente expandidas, do terceiro ou quarto par, no terço médio dos ramos plagiotrópicos. O potencial hídrico (MPa) foliar foi medido no período antemanhã (Ψam) (3:00h às 5:00h) e ao meio dia (Ψmd) (12:00h às 13:00h), com o auxílio de uma bomba de pressão tipo Scholander. A avaliação da condutância estomática foliar (gs-μmol m -2 s -1 ) foi realizada utilizando-se o porômetro, na face abaxial das folhas, no período da manhã (gs- manhã) (08:30h às 09:30h) e ao meio-dia (gs-meio-dia) (12:00h às 13:00h). O genótipo 8 apresentou um comportamento semelhante ao clone tolerante 14, com maiores valores de potencial hídrico e gs, enquanto que o genótipo 8V manteve um comportamento intermediário aos clones 14 e 22. Os genótipos A1 e 30 apresentaram um comportamento semelhante ou inferior ao clone sensível 22 com menores valores de potencial hídrico e condutância estomática. Considerando as variáveis potencial hídrico e condutância estomática conclui-se que diferentes estratégias de adaptação ao sistema de cultivo irrigado do Cerrado após o período de suspensão da irrigação são observadas nos genótipos avaliados. Os genótipos 8 e 14 se adaptam mantendo os maiores valores de potencial hídrico e condutância estomática em comparação aos demais genótipos. Já os genótipos A1, 30 e 22 se adaptam apresentando os menores valores de potencial hídrico e consequentemente, menor condutância estomática. O genótipo 8V, por sua vez, se adapta com comportamento intermediário quando comparado aos demais genótipos, em relação às variáveis estudadas.
Respostas anatomofisiológicas de clone de Coffea canephora submetidos ao manejo de irrigação do Cerrado do Planalto Central
(Universidade Federal de Lavras, 2020-12-22) Matos, Nagla Maria Sampaio de; Botelho, César Elias; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo
A região do Cerrado brasileiro apresenta grande potencial produtivo para a cultura do café, participando de aproximadamente 40% do âmbito nacional, devido ao fato de apresentar um clima favorável ao cultivo, topografia, uso de cultivares e mudas clonais mais adaptados, sistema de irrigação, dentre outros. Além disso, aproveitando o sistema irrigado e o clima bem definido, pode ser realizada a suspensão da irrigação no período de inverno, visando a sincronização de florada, resultando em maior produção de frutos cerejas. Objetivou-se com o presente estudo avaliar o comportamento de clones de Coffea canephora submetidos ao manejo de irrigação do Cerrado do Planalto Central, através de avaliações de características anatômicas, fisiológicas e bioquímicas, para a seleção de plantas que sejam mais adaptadas ao ambiente de cultivo. As avaliações foram realizadas em seis clones da espécie Coffea canephora, sendo quatro da variedade Robusta e duas da variedade Conilon, dos quais um é tolerante a seca (clone 14) e o outro sensível (clone 22). Foram realizadas avaliações em quatro períodos, nos anos de 2016 e 2017, compreendendo antes (APSI) e no final (FPSI) do período de suspensão da irrigação, dois dias (2dARI) e três meses após o retorno da irrigação (3mARI). Foram avaliadas características anatômicas foliares como densidade e relação diâmetro polar e equatorial dos estômatos, diâmetro, número e frequência dos vasos do xilema, área total do xilema, área total do floema, índice de vulnerabilidade e condutância hidráulica relativa. As características fisiológicas analisadas foram taxa fotossintética líquida, condutância estomática, taxa transpiratória, eficiência do uso da água, eficiência de carboxilação, potencial hídrico foliar, eficiência quântica potencial do fotossistema II, índices de clorofila A, B e total e conteúdo relativo de água. Foi avaliado ainda o sistema antioxidante enzimático através da dismutase do superóxido, catalase e peroxidase do ascorbato e não enzimático com a quantificação do ascorbato. Para avaliação do estresse ocasionado foram quantificados peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica e extravasamento de eletrólitos. Os clones 14, 8 e 125 apresentaram comportamentos semelhantes e maior desenvolvimento de características para sobreviver ao ambiente de cultivo, como alteração nas trocas gasosas, potencial hídrico relativamente alto sob deficiência hídrica, eficiência do uso da água, desenvolvimento e alteração nos vasos xilemáticos, responsáveis pelo transporte de água. Já o clone 30 apresentou maior sensibilidade, semelhante ao clone 22, com maior dano oxidativo quando expostos ao déficit hídrico. Já o clone 114 apresentou um mecanismo de sobrevivência intermediário. Conclui-se que os clones apresentaram diferentes estratégias de adaptação e sobrevivência frente ao déficit hídrico imposto.
Sucrose in detoxification of coffee plants whit glyphosate drift
(Editora UFLA, 2019-01) Alecrim, Ademilson de Oliveira; Guimarães, Rubens José; Castanheira, Dalyse Toledo; Rezende, Tiago Teruel; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Voltolini, Giovani Belutti
The weed control in coffee plants has great importance, as they compete for light, water and nutrients. The chemical control is the most used, emphasizing the glyphosate, however, when applied, drift can occur and consequently cause injuries to coffee. Many farmers use the sucrose application with the objective to reverse the damage caused by the herbicide drift, even without scientific basis to justify such action. The objective of this study was to evaluate the effect of the sucrose application on the detoxification of coffee plants in the implantation phase with glyphosate drift. The experiment was carried out in a greenhouse, using a randomized block design, arranged in a 3 x 3 factorial scheme with 2 additional treatments, using 3 sucrose doses (2, 4 and 8%) with 3 application times (1, 24 and 168 hours after intoxication with 10% of the commercial glyphosate dose) with an additional one in which the plants were not intoxicated and not treated with sucrose and another only with plants intoxicated by glyphosate. After 75 days performing the experiment, growth, physiological and anatomical characteristics were evaluated. The application of sucrose in the reversal of intoxication of growth variables (height, leaf area number of leaves, shoot dry weight and dry weight of the root system) was not efficient. The objective of this study was to evaluate the effect of the sucrose application on the detoxification of coffee plants in the implantation phase with glyphosate drift. For the physiological variables the application of 2% sucrose, one hour after glyphosate intoxication was the most efficient treatment.
Trocas gasosas e relações hídricas de genótipos de Coffea arabica L. submetidos ao déficit hídrico
(Embrapa Café, 2019-10) Santos, Cyntia Stephânia dos; Silva, Glauber Henrique Barbosa da; Freitas, Ana Flávia de; Tavares, Maria Clara dos Santos; Sousa, Nicolas Bedô Teodoro de; Pires, Túlio de Paula; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Silva, Vânia Aparecida
Objetivou-se avaliar as trocas gasosas e as relações hídricas de genótipos de Coffea arabica L submetidos ao déficit hídrico a fim de auxiliar o programa de melhoramento genético do cafeeiro em relação à escolha de genótipos tolerantes à seca. O experimento foi instalado na casa de vegetação da Estação Experimental da EPAMIG em Lavras- MG. Foram utilizados 15 acessos de Coffea arabica do Banco Ativo de Germoplasma da EPAMIG em Patrocínio-MG, além de dois genótipos, um considerado tolerante (IPR 100) e o outro sensível (Rubi MG1192) à deficiência hídrica. Foram realizados dois tratamentos hídricos, o primeiro mantendo a umidade de solo na Capacidade de Campo e o segundo com suspensão total da irrigação. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados e o ensaio foi constituído por 34 tratamentos, em esquema fatorial 17x2 (genótipos x tratamento hídrico). Para cada tratamento foram consideradas quatro repetições e cada parcela experimental foi constituída por uma planta. Aos 26 dias após a suspensão da irrigação foram avaliados a taxa fotossintética líquida e o potencial hídrico antemanhã para avaliar as trocas gasosas e as relações hídricas, respectivamente. Os resultados demonstraram variabilidade nos genótipos avaliados quanto a tolerância ao déficit hídrico considerando as variáveis analisadas. Os genótipos 2, 3, 4, 5, 10 e 17 apresentaram valores inferiores de potencial hídrico em relação aos demais genótipos. Maiores valores médios de potencial hídrico associados a maior taxa fotossintética líquida foram observados nos genótipos 1, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 15 e 16. Concluiu-se que os genótipos de Coffea arabica L. apresentaram variabilidade nas trocas gasosas e relações hídricas, indicando diferentes estratégias de tolerância frente ao déficit hídrico.
Variáveis Morfofisiológicas e Produtividade na Pré-seleção de Cafeeiros Cultivados no Cerrado do Planalto Central
(Embrapa Café, 2022-08) Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Silva, Elisângela Aparecida da; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Guerra, Antonio Fernando
O cultivo do cafeeiro em áreas de Cerrado utiliza o manejo de irrigação com suspensão hídrica no período reprodutivo visando à uniformização da florada, obtendo-se frutos em estádios de maturação mais uniformes e cafés com qualidade. Verificou-se o potencial de algumas variáveis morfofisiológicas em se correlacionar com a produtividade para serem utilizadas na pré-seleção de genótipos de Coffea canephora que melhor se adaptem ao manejo de irrigação utilizado no Cerrado. O experimento foi conduzido na região do Cerrado do Planalto Central avaliando-se sete clones de C. canephora no ano de 2016. As plantas passaram por um período de suspensão da irrigação de 56 dias para a uniformização da florada; as avaliações morfofisiológicas foram realizadas antes e no final do período de suspensão da irrigação e 2 dias e 3 meses após o retorno da irrigação. As variáveis diâmetro dos vasos do xilema, espessura do floema, relação entre o diâmetro polar e equatorial dos estômatos, eficiência quântica potencial do fotossistema II, conteúdo relativo de água e índice de área foliar apresentam potencial de serem utilizadas na pré-seleção de genótipos de Coffea canephora que melhor se adaptem ao manejo de irrigação utilizado no Cerrado, por possuírem relação com a variável produtividade.