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Análise proteômica de embriões zigóticos e endosperma em sementes de Coffea arabica
(2007) Koshino, Lívia L.; Andrade, Aretusa E.; Silva, Luciano P. da; Bloch, Carlos; Franco, Octávio L.; Eira, Mírian T. S.; Teixeira, Joao Batista; Mehta, Angela; Embrapa - Café
Durante o desenvolvimento da semente de café, proteínas vão sendo depositadas, predominantemente nos cotilédones e no endosperma. As proteínas de reserva 11S são as globulinas mais abundantes na semente de café agindo como fonte de nitrogênio nas reações de torra e garantindo o sabor e aroma característicos. Este estudo teve como objetivo analisar o perfil de proteínas expressas em endosperma e embrião zigótico de sementes de café. Proteínas foram extraídas da semente inteira, e também do endosperma e embrião de café, isoladamente. Em seguida, as proteínas foram analisadas por eletroforese bidimensional (2-DE) e posteriormente por espectrometria de massa. Os spots mais abundantes observados no gel de proteínas de semente inteira foram excisados, tripsinizados e identificados como subunidades da proteína 11S através de espectrometria de massa. Spots com o mesmo pI e massa molecular foram também observados no perfil de proteínas do endosperma e embrião, indicando que a proteína 11S é também muito expressa nesses tecidos. Foi possível identificar algumas destas proteínas, que mostraram identidade com a proteína de reserva 11S de café. Foi obtida uma cobertura de seqüência de peptídeos de aproximadamente 20% de toda a proteína 11S. Duas proteínas diferenciais presentes no endosperma foram também analisadas por espectrometria de massa e identificadas através de seqüenciamento de novo como uma glubulina da mesma família da 11S (Cupin superfamily) e uma proteína alergênica (Pru ar 1).
Banco de sementes de café em criopreservação: experiência inédita no Brasil
(2005) Eira, Mírian T. S.; Reis, Raimunda B.; Ribeiro, Francisca Neide S.; Embrapa - Café
A conservação de sementes de café por longos períodos é dificultada pelo comportamento intermediário no armazenamento. No entanto, estudos recentes relatam que a partir da combinação de um grau crítico de umidade das sementes para cada temperatura de armazenamento, pode-se prolongar o período de conservação. Com o objetivo de estabelecer um Banco de Germoplasma de Coffea spp, através de técnicas de criopreservação, estudos vêm sendo desenvolvidos na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, em Brasília, DF. O protocolo de conservação consta da desidratação parcial das sementes, até cerca de 20% de água, embalagem em sacos trifoliados de papel-alumínio-polietileno, selados hermeticamente e imersão direta no nitrogênio líquido. Após a criopreservação as sementes são descongeladas rapidamente em banho de água a 40°C, sob agitação constante. Os resultados obtidos até o momento, com cerca de 30 acessos de diferentes cultivares de Coffea arabica são bastante promissores, indicando a sobrevivência das sementes mesmo após períodos de dois anos de congelamento no nitrogênio líquido. A partir desses resultados será implantada uma core collection, ou uma pequena coleção com os principais acessos da espécie, constituindo-se o Banco de Germoplasma de café em criopreservação, experiência inédita no Brasil.
Bancos de germoplasma de café no Brasil: base do melhoramento para produtividade e qualidade
(2007) Eira, Mírian T. S.; Fazuoli, Luiz Carlos; Guerreiro, Oliveiro; Silvarolla, Maria Bernadete; Ferrão, Maria Amélia Gava; Fonseca, Aymbiré Francisco Almeida da; Ferrão, Romário Gava; Sera, Tumoru; Pereira, Antônio Alves; Sakiyama, Ney Sussumu; Zambolim, Laércio; Carvalho, Carlos Henrique Siqueira de; Padilha, Lilian; Souza, Flávio de França; Embrapa - Café
O melhoramento genético do café visa o desenvolvimento de cultivares que atendam as novas exigências do mercado consumidor. Isto é alcançado com a introdução de novas características mediante hibridações dentro ou entre espécies, aumentando, assim, a variabilidade genética do material a ser trabalhado. A utilização de materiais genéticos com características agronômicas desejáveis, tais como resistência a pragas e doenças, tolerância a seca, solos pobres em nutrientes, a baixos/altos teores de compostos químicos e melhor qualidade de bebida, entre outras, é de fundamental importância para o sucesso do agronegócio café. Este fato ressalta a grande importância da preservação dos acessos nos bancos de germoplasma, a fim de evitar a perda desses genes valiosos.
Conservação de sementes de Coffea arabica L. em bancos de germoplasma
(2001) Eira, Mírian T. S.; Reis, Raimunda B.; Fazuoli, Luiz Carlos; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A conservação de sementes de café por longos períodos é dificultada pelo comportamento intermediário no armazenamento. No entanto, estudos recentes relatam que, a partir da combinação de um grau crítico de umidade das sementes para cada temperatura de armazenamento, pode-se prolongar o período de conservação. Neste estudo, sementes de Coffea arabica das cultivares Mundo Novo IAC 388-17, Catuaí Vermelho IAC 99 e IAPAR 59 foram armazenadas em câmaras a +5°C e –20°C e em nitrogênio líquido (-196°C) por 90 dias. A viabilidade das sementes das cultivares Mundo Novo e Catuaí Vermelho foi mantida durante o período de testes em todos os ambientes, enquanto para sementes de IAPAR 59 já foi observada perda significativa de viabilidade sob temperaturas de -20°C e -196°C. Os resultados são promissores para a definição do protocolo de conservação das sementes em Bancos de Germoplasma.
Conservação de sementes de Coffea spp. em coleções de germoplasma ex situ
(2000) Eira, Mírian T. S.; Walters, Christina; Caldas, Linda S.; Reis, Raimunda B.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O café é considerado um dos mais importantes produtos agrícolas no mercado internacional e muitos países estão envolvidos na sua produção, consumo e comercialização. O Brasil é o principal produtor de café a nível mundial desde os anos 1800 (Medina Filho et al., 1984; Fazuoli, 1986). Tradicionalmente, as espécies de café vem sendo conservadas ex situ como plantas vivas mantidas em coleções de germoplasma a campo, já que as sementes de Coffea não sobrevivem por longos períodos sob as condições convencionais recomendadas para Bancos de Germoplasma (grau de umidade de 5±2% e –18°C) (Ellis et al., 1990, 1991; Hong & Ellis, 1992, 1995; Dussert et al., 1997, 1998; Eira et al., 1999). Tais coleções apresentam problemas como erosão genética das espécies e variedades devido a pouca adaptação às condições ambientais desses locais, pragas e doenças, além de envolverem um grande custo financeiro e de mão de obra. Assim, o desenvolvimento de técnicas alternativas de conservação a longo prazo dos recursos genéticos de Coffea spp. vem a ser uma importante prioridade. Estudos recentes mostraram que as sementes de diversas espécies de Coffea apresentam diferenças de tolerância à desidratação e a baixa temperatura (Dussert et al., 1998; Eira et al., 1999) e devem ser estudadas separadamente para o estabelecimento do protocolo de conservação. Fatores como a procedência das espécies, grau de maturidade e fatores genéticos podem ainda estar relacionados com tal comportamento e devem ser melhor estudados. O efeito do grau de umidade e da temperatura na sobrevivência de sementes de Coffea spp. foi estudado visando caracterizar o comportamento das sementes no armazenamento. Não foram observadas diferenças de tolerância à desidratação e à baixa temperatura entre as cultivares de C. arabica. No entanto, o grau de tolerância à desidratação variou muito entre as espécies de Coffea. C. racemosa foi a espécie mais tolerante, contrastando com C. liberica, a mais sensível. As diferenças dentro do gênero Coffea podem ser atribuídas tanto a relações filogenéticas quanto ao habitat de origem da espécie e/ou duração do período de maturação. Observou-se, por exemplo, que espécies agrupadas em uma mesma subseção dentro do gênero Coffea apresentavam grau semelhante de tolerância à desidratação, embora a classificação das espécies não tenha sido baseada em características fisiológicas das sementes. Espécies provenientes de regiões mais secas, como C. racemosa, C. arabica, C. canephora e C. congensis apresentaram grau de tolerância à desidratação mais elevado que sementes de C. liberica ou C. dewevrei, naturais de regiões mais úmidas. Quanto ao período de maturação das sementes, em C. racemosa, a espécie mais tolerante à desidratação, é de apenas 90 dias, enquanto em C. liberica, a espécie menos tolerante, a maturidade só é atingida depois de 360 dias.
Criopreservação de eixos embrionários de café (Coffea arabica L.)
(2000) Santos, Izulmé R. I.; Eira, Mírian T. S.; Salomão, Antonieta N.; Mundim, Rosângela C.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Eixos embrionários de Coffea arabica L. foram isolados de sementes contendo diferentes teores de umidade, congeladas ou não em nitrogênio líquido. A viabilidade de eixos isolados de sementes que não foram congelados em NL foi de 100%, independente do seu teor de umidade inicial. Estes eixos apresentaram coloração vermelha intensa e uniforme após o teste de tetrazólio, indicando que os tecidos estavam viáveis e intactos. A viabilidade de eixos isolados de sementes congeladas em NL foi determinada pelo seu teor de umidade inicial. Um total de 86% dos eixos isolados de sementes com 12.6% de umidade permaneceram viáveis após a criopreservação, exibindo coloração vermelha intensa e uniforme após o teste de tetrazólio. Apenas 7% dos eixos isolados de sementes com 29.4% de umidade permaneceram viáveis depois de congelados em NL; a maioria apresentou extensas áreas de coloração branco-leitosa, indicativo de morte dos tecidos. Os resultados obtidos sugerem que a criopreservação de eixos embrionários de café é uma alternativa viável para a conservação do germoplasma desta valiosa cultura. O protocolo descrito no presente trabalho é simples, não requer uso de crioprotetores químicos ou congeladores programáveis e propicia alta porcentagem de sobrevivência.
Criopreservação de sementes de Coffea racemosa
(2003) Ribeiro, Francisca Neide S.; Eira, Mírian T. S.; Reis, Raimunda B.; Guerreiro, Oliveiro; Fazuoli, Luiz Carlos; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
O Banco de Germoplasma de Coffea do Instituto Agronômico de Campinas conta com vinte, das cerca de 80 espécies atualmente descritas, além de inúmeras introduções, formas botânicas e cultivares exóticas de Coffea arabica e C. canephora, as principais espécies cultivadas do gênero. Trata-se de uma grande reserva gênica constituída por genótipos resistentes a estresses bióticos e abióticos, com ciclo de maturação precoce dos frutos, atributos especiais relacionados à qualidade de bebida e inúmeras outras características de interesse para o melhoramento do cafeeiro. Coffea racemosa é uma das mais importantes espécies em coleção. Originária das Savanas de Moçambique e sul da Tanzânia, a espécie apresenta resistência à seca e temperaturas mais elevadas e é extremamente precoce em relação ao desenvolvimento e maturação dos frutos, que em Campinas é de cerca de 90 dias. Além disso, apresenta nível reduzido de cafeína e resistência ao bicho mineiro do cafeeiro, principal praga de C. arabica no Brasil. Tradicionalmente, a conservação ex situ desse valioso germoplasma é realizada mediante a manutenção de plantas vivas em coleções de campo, uma vez que as sementes de Coffea não sobrevivem por longos períodos sob as condições convencionais - grau de umidade de 5±2% e temperatura de -18°C - recomendadas para Bancos de Germoplasma. No campo, tais condições constituem riscos efetivos de erosão genética devido a baixa adaptação às condições ambientais, à incidência de pragas e doenças, além de envolverem um grande custo financeiro e de mão de obra. Assim, o desenvolvimento de técnicas alternativas de conservação a longo prazo dos recursos genéticos de Coffea spp. vem a ser uma importante prioridade. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo o estudo de protocolos de conservação de sementes de Coffea racemosa a médio e longo prazo. Foram avaliados dois acessos - H6593 e H6608 - procedentes do IAC, que foram armazenados sob temperaturas de 5ºC, -20ºC e -196ºC por até 12 meses. Resultados distintos foram observados: sementes do acesso H6608 perderam vigor, sendo a viabilidade inicial igual a 55%, enquanto o poder germinativo inicial de sementes do acesso H6593 foi de 98%. A viabilidade inicial das sementes de ambos os acessos foi mantida em criopreservação (-196°C). Já sob temperaturas de 5°C e -20°C, houve perda de viabilidade durante o período de armazenamento, que foi mais acentuada no acesso de menor vigor.
Estratégias para o aumento da variabilidade genética de Coffea no Brasil
(2001) Eira, Mírian T. S.; Fazuoli, Luiz Carlos; Guerreiro, Oliveiro; Silvarolla, Maria Bernadete; França-Dantas, Mário Sóter; Reis, Raimunda B.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Os recursos genéticos de Coffea são conservados em coleções a campo, devido ao comportamento intermediário das sementes no armazenamento. A maior coleção brasileira é o Banco Ativo de Germoplasma de café do Instituto Agronômico de Campinas - IAC, que possui cerca de 20 das 100 espécies do gênero Coffea já descritas, além de uma grande coleção de C. arabica. O Banco Ativo do Instituto Capixaba de Pesquisa e Extensão Rural - INCAPER tem cerca de 194 materiais genéticos do grupo Conilon ou Kouilou de C. canephora. Outras coleções de café encontram-se na Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - EPAMIG e no Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR. A conservação e ampliação dessas coleções representam um esforço contínuo, e a introdução de novos materiais, uma prioridade. Coletas de materiais silvestres nas regiões de origem e diversidade do gênero estão sendo planejadas sob a coordenação do Internacional Plant Genetic Resources Institute - IPGRI. A introdução de acessos de café conservados em coleções no exterior é, no momento, a forma mais viável de aumentar a variabilidade genética de Coffea no Brasil e vem sendo planejada a partir de estudos dos materiais conservados em cada uma das coleções.
Expressão de genes em ramos de café depauperado com a presença de Xylella fastidiosa
(2003) Mehta, Angela; Oliveira, Angélica C. de; Eira, Mírian T. S.; Leite, Rui Pereira; Andrade, Alan Carvalho; Silva, Felipe R. da; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A cultura do café possui grande importância econômica para o Brasil por constituir um dos principais produtos de exportação do país. Os principais problemas relacionados à cultura do café são a ocorrência de estresses bióticos causados por pragas e doenças e estresses ambientais (hídrico, nutricional, etc). Recentemente, foi reportado o depauperamento de plantas de café causado por Xylella fastidiosa. Essa doença vem atingindo todas as regiões produtoras de café no país, causando perdas econômicas apreciáveis, principalmente para o estado de Minas Gerais que é um dos principais produtores desta cultura. O mecanismo de patogenicidade de Xylella fastidiosa ainda não é bem compreendido. A bactéria coloniza os vasos do xilema formando agregados que bloqueiam a passagem de água e nutrientes. Acredita-se que polissacarídeos e enzimas extracelulares tenham um papel importante na colonização dos vasos do xilema. Entretanto, os mecanismos de interação planta-patógeno não são conhecidos. Em 2001 foi iniciado um projeto para o sequenciamento de 200.000 ESTs de café em diferentes situações biológicas. O objetivo principal deste projeto é identificar genes que possam ser utilizados em programas de melhoramento da qualidade e competitividade do café. O presente trabalho teve por objetivo identificar genes expressos em plantas de café depauperadas com a presença de Xylella fastidiosa. Ramos de plantas de café apresentando os sintomas típicos relacionados a Xylella fastidiosa, como internodios curtos, presença de folhas pequenas em tufos, foram coletados. Uma análise preliminar em microscópio foi realizada para verificar a presença da bactéria nos feixes do xilema. Posteriormente, a presença de X. fastidiosa foi confirmada através de PCR utilizando DNA dos ramos e primers específicos para a bactéria. Uma biblioteca de cDNA foi construída a partir deste material vegetal e os resultados preliminares obtidos serão apresentados. Tentativas foram também realizadas para infiltrar a bactéria em radículas de café, uma vez que esta bactéria também já foi isolada de raízes de plantas depauperadas. A presença da bactéria nas radículas foi confirmada através de PCR com primers específicos 10 e 20 dias após a infiltração. Pretende-se analisar a expressão diferencial de radículas infiltradas e sadias na tentativa de se isolar genes relacionados a resposta da planta à presença de X. fastidiosa. Espera-se, com este projeto, que genes relacionados à interação de plantas de café com Xylella fastidiosa sejam identificados de maneira a contribuir em programas de melhoramento.
Longevidade de sementes de cultivares de "Catuaí" (Coffea arabica) em banco de germoplasma
(2007) Eira, Mírian T. S.; Ribeiro, Viviane S.; Bartholo, Gabriel Ferreira; Embrapa - Café
A conservação de sementes de café por longos períodos é dificultada pelo comportamento intermediário no armazenamento. No entanto, estudos recentes relatam que a partir da combinação de um grau crítico de umidade das sementes para cada temperatura de armazenamento, pode-se prolongar o período de conservação. Neste estudo, sementes de Coffea arabica cultivares Catuaí Amarelo IAC 62, Catuaí Amarelo IAC 47, Catuaí Vermelho IAC 144 e Catuaí Vermelho IAC 15 foram armazenadas sob temperatura ambiente (+25°C), em câmaras a +5°C e –20°C e em nitrogênio líquido (-196°C) por 30 meses. Houve perda expressiva de viabilidade a partir do 8° mês de armazenamento sob temperatura ambiente (+25°C), em todas cultivares. As sementes criopreservadas em nitrogênio líquido apresentaram menor perda de viabilidade durante o período de armazenamento. Os resultados são promissores para a definição do protocolo de conservação das sementes em Bancos de Germoplasma.
Viabilidade de sementes de Coffea arabica e Coffea canephora
(2003) Soares, Fábio Quezado; Reis, Raimunda B.; Eira, Mírian T. S.; Fazuoli, Luiz Carlos; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
As sementes de café mantêm a viabilidade por um período de tempo relativamente curto em condições ambientes, o que dificulta o planejamento das atividades de quem as utiliza e o uso em épocas mais vantajosas. Fatores como procedência das espécies, grau de maturidade e atributos genéticos podem estar relacionados com o comportamento de cada espécie, carecendo de melhores estudos. O objetivo deste trabalho foi monitorar a longevidade das sementes de Coffea arabica e C. canephora, armazenadas sob temperaturas de +25º C, +5º C e -20º C por até um ano. Os resultados mostraram que após 6 meses de armazenamento a maior parte dos acessos de C. canephora já havia perdido totalmente a viabilidade, principalmente sementes das variedades Kouilou IAC 68-8 e Robusta IAC col. 5, enquanto que a viabilidade das sementes da variedade Apoatã IAC 2258, utilizada como porta enxerto resistente a nematóides, foi mantida a + 5ºC por um período de 12 meses. Apenas sementes da cultivar Apoatã IAC 2258 toleraram o armazenamento sob temperatura subzero, embora também tenha sido observada perda de cerca de 50% da viabilidade inicial. Em C. arabica as sementes das cultivares Mundo Novo IAC 388-17 e Catuaí Vermelho IAC 99 mantiveram a viabilidade inicial por maior período de tempo, particularmente quando armazenadas em +5º C e a -20°C, enquanto que as sementes da cultivar Iapar 59 não apresentaram tolerância à temperatura subzero. A manutenção da viabilidade das sementes de C. arabica por períodos de até um ano sob temperatura subzero é um resultado promissor para a definição do protocolo de conservação das sementes de café em Bancos de Germoplasma. O protocolo de conservação de sementes de C. canephora necessita ser melhor estudado.