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Assessment of genetic variability within and among coffee progenies and cultivars using RAPD markers
(Sociedade Brasileira de Genética, 2003) Silveira, Sheila Recepute; Ruas, Paulo Maurício; Ruas, Claudete de Fátima; Sera, Tumoru; Carvalho, Valdemar de Paula; Coelho, Alexandre Siqueira Guedes
The RAPD technique associated with restriction digestion of genomic DNA was used to assess the genetic variability within and among nine populations of Coffea arabica, including six progenies belonging to the Sarchimor germplasm, the progeny PR 77054-40-10 (Catuaí Vermelho IAC 81 x Icatu), and two commercial cultivars (IAPAR 59 and Catuaí Vermelho IAC-81). These populations were evaluated using analysis of molecular variance (AMOVA), genetic similarity among progenies, and percentage of polymorphic loci. A total of 99 RAPD markers were evaluated of which 67 (67.67%) were polymorphic. AMOVA showed that 38.5% and 61.5% of the genetic variation was distributed among and within populations, respectively. The fixation index (FST) of the genotypes was 0.385. The mean genetic variability estimated within populations ranged from 15.58 (IAPAR 59) to 8.27 (Catuaí Vermelho IAC 81). A distinct level of genetic variability was revealed for each of the coffee progenies and varieties studied. The methodology used in this investigation was useful to determine the genetic variability within and among C. arabica L. populations providing significant information for coffee breeding.
Determinação de marcador molecular associado à resistência a Meloidogyne paranaensis em Coffea arabica L.
(Embrapa Café, 2015) Macedo, Camila Ronchi; Ruas, Claudete de Fátima; Fernandes, Thiago; Gaino, Ana Paulo Silva Campos; Ruas, Eduardo Augusto; Machado, Andressa Cristina Zambolim; Sera, Tumoru; Sera, Gustavo Hiroshi; Ruas, Paulo Maurício
Meloidogyne paranaensis é um agente patogênico que desestabiliza a cultura de Coffea arabica L. A resistência genética é uma das principais alternativas de controle, porém é rara em plantas de C. arabica, mas alta em C. canephora e C. liberica. Recentemente foi lançada no mercado a cultivar IPR100, que apresenta resistência a M. paranaensis. Este trabalho teve por objetivo identificar e isolar marcadores moleculares associados à resistência a M. paranaensis. Foram utilizadas plantas F2 resultantes do cruzamento entre IAPAR 59 x G37 (resistente). Utilizou-se bulks de plantas resistentes e suscetíveis da geração F2, os quais foram submetidos a 299 combinações de primers AFLP. Sete locos AFLP sugeriram associação com a resistência ao nematoide, porém destes, somente o loco 4 (EcoRI AGG/MseI CTT) mostrou estar associado a resistência a M. paranaensis. Este loco foi transformado no marcador SCAR Ca_Nem1, o qual foi validado em IPR 100 e IAPAR 59, sendo que o mesmo amplificou em 95% das plantas resistentes. Através de análises in silico demonstrou-se que a sequência do SCAR Ca_Nem1 tem alta similaridade com o fator de transcrição MYB46 e o gene de resistência RGA1. Os dados deste trabalho mostram que o marcador SCAR Ca_Nem1 tem potencial para a seleção assistida de novos cultivares de C. arabica resistentes a M. paranaensis.
Diferenças genéticas entre seleções de café (Coffea arabica L.) da mesma origem avaliadas por RAPD com digestão prévia com enzima de restrição
(2001) Ruas, Paulo Maurício; Sera, Tumoru; Ruas, Claudete de Fátima; Diniz, L. C.; Torres, F. M.; Carvalho, Valdemar de Paula; Rampim, Leandro; Ruas, Eduardo Augusto; Silveira, S. R.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Marcadores moleculares RAPD, obtidos após digestão do DNA genômico com enzimas de restrição, foram utilizados para análise da distância genética em 14 variedades de Coffea arabica. Vinte e quatro primers RAPD amplificaram um total de 330 fragmentos dos quais 224 (68%) foram polimórficos. Os produtos de amplificação foram analisados pelo método de agrupamentos UPGMA, construído a partir de uma matriz de distância genética. A cultivar Mundo Novo foi a que apresentou maior distância genética (variando de 0,27 to 0,43) e pode portanto ser utilizada em cruzamentos que devem resultar em híbridos com maior performance. Os resultados sugerem a possível origem da cultivar Kattimor. Algumas das associações observadas na análise dos grupos mostram que as cultivares Caturra Vermelho e Caturra Amarelo mostraram uma distância genética de 0,18 e, dentre as linhagens irmãs do IAPAR-59, a cultivar ‘IAPAR-75163-12’ é a mais distinta. Além disso, os marcadores RAPD mostram que o F-2 derivado do cruzamento ‘IAPAR-59’ X ‘Mundo Novo’ apresenta uma distância genética de 0,16 e 0,41 em relação aos dois cultivares, respectivamente. Os resultados mostram que marcadores RAPD, obtidos após a digestão do DNA genômico com enzimas de restrição, são eficientes para a caracterização genética de genótipos C. arabica além de fornecer informação importante sobre a provável origem do cultivar Kattimor.
Diferenciação genética interspecífica e análise de pedigree em Coffea identificada com marcadores ISSR (Inter simple sequence repeats)
(2001) Rampim, Leandro; Ruas, Paulo Maurício; Ruas, Claudete de Fátima; Carvalho, Valdemar de Paula; Sera, Tumoru; Silveira, S. R.; Torres, F. M.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Marcadores moleculares contidos entre seqüências curtas de DNA repetitivo (ISSRs) foram utilizados para análise da distância genética entre espécies e para determinação da origem de sete híbridos interespecíficos de Coffea. Um total de 14 primers, contendo diferentes seqüências simples repetidas (SSR) de DNA, foram combinados dois a dois e usados para amplificação em reações de PCR. As combinações contendo o primer (GA)9+T produziram maior número de marcadores e maior polimorfismo, sugerindo maior freqüência desta classe de dinucleotídio nos genomas de Coffea. Cento e setenta marcadores foram obtidos. Os produtos de amplificação foram analisados pelo método de agrupamentos UPGMA, construído a partir de uma matriz de distância genética. A variação genética interespecífica foi alta, com os valores de distância genética variando de 0,15 entre C. eugenioides e C. kapakata e 0,66 entre C. congensis e C. liberica var. dewevrei. A espécie C. arabica apresentou vários marcadores considerados como diagnósticos, sugerindo que esta espécie é um dos progenitores de cinco dos seis híbridos analisados. Os resultados mostram que marcadores ISSR são úteis para diferenciar espécies e para determinar a paternidade de híbridos interespecíficos de Coffea.
Genetic diversity among forty coffee varieties assessed by rapd markers associated with restriction digestion
(Instituto de Tecnologia do Paraná - Tecpar, 2005-07) Diniz, Leandro Eugênio Cardamoni; Ruas, Claudete de Fátima; Carvalho, Valdemar de Paula; Torres, Fabrício Medeiros; Ruas, Eduardo Augusto; Santos, Melissa de Oliveira; Sera, Tumoru; Ruas, Paulo Maurício
The genetic variability of 40 accessions of C. arabica was evaluated using a combination of the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique and restriction digestion of genomic DNA. The genetic variability and the relatedness among all accessions were initially evaluated using 195 RAPD primers which revealed a very low level of genetic variation. To improve the efficiency in the detection of polymorphism, the genomic DNA of all accessions were submitted to digestion with restriction endonucleases prior to PCR amplification. A total of 24 primers combined with restriction digestion of DNA rendered 318 bands, of which 266 (83.65%) were polymorphic. The associations among genotypes were estimated using UPGMA-clustering analysis. The accessions were properly clustered according to pedigree and agronomic features. The ability to distinguish among coffee accessions was greater for RAPD plus restriction digestion than for RAPD alone, providing evidences that the combination of the techniques was very efficient for the estimation of genetic relationship among C. arabica genotypes.
Genetic polymorphism among 14 elite Coffea arabica L. cultivars using RAPD markers associated with restriction digestion
(Sociedade Brasileira de Genética, 2003) Sera, Tumoru; Ruas, Paulo Maurício; Ruas, Claudete de Fátima; Diniz, Leandro Eugênio Cardamone; Carvalho, Valdemar de Paula; Rampim, Leandro; Ruas, Eduardo Augusto; Silveira, Sheila Recepute da
Knowledge of the genetic variability among genotypes is important for the transfer of useful genes and to maximize the use of available germplasm resources. This study was carried out to assess the genetic variability of 14 elite Coffea arabica cultivars using random amplified polymorphic DNA (RAPD) associated with a prior digestion of genomic DNA with restriction endonucleases. The accessions were obtained from the Coffea collection maintained at the Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR), located in Londrina, Paraná, Brazil. Twenty-four informative RAPD primers, used in association with restriction enzymes, yielded 330 reproducible and scorable DNA bands, of which 224 (68%) were polymorphic. The amplified products were used to estimate the genetic variability using Dice’s similarity coefficient. The data matrix was converted to a dendrogram and a three-dimensional plot using principal coordinate analysis. The accessions studied were separated into clusters in a manner that was consistent with the known pedigree. The associations obtained in the dendrogram and in the principal coordinate analysis plot suggest the probable origin of the Kattimor cultivar. The RAPD technique associated with restriction digestion was proved to be a useful tool for genetic characterization of C. arabica genotypes making an important contribution to the application of molecular markers to coffee breeding.
Identificação de marcador molecular ligado ao porte de planta em C. arabica
(2000) Ruas, Paulo Maurício; Ruas, Claudete de Fátima; Azevedo, Lucas B. de; Carvalho, Valdemar de Paula; Ruas, Eduardo Augusto; Sera, Tumoru; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A metodologia de RAPD foi utilizada para identificação de marcador molecular, relacionado com a característica porte da planta em C. arabica. DNA de dez plantas de porte alto e dez de porte baixo, obtidas de uma geração F2, foram extraídos e, após quantificação, reunidos em "bulk". Os bulks de DNA de plantas de porte baixo e porte alto foram utilizados para amplificação com 120 primers de RAPD. Três primers que sugeriram a presença de marcador específico para porte das plantas foram amplificados com DNA das dez plantas de porte baixo e dez plantas de porte alto, individualmente. Um dos marcadores com aproximadamente 1.2 kb, sugeridos nos bulks foi confirmado, ocorrendo em todas as plantas que apresentavam porte baixo. Nenhuma das plantas de porte alto apresentou este marcador, sugerindo fortemente uma associação com a característica em questão. Em continuidade ao projeto este marcador será clonado e sequenciado para verificar sua relação com a característica porte da planta. Após o sequenciamento, as 24 bases do início e do final do fragmento serão utilizadas para construção de dois primers de PCR específicos (SCAR) que serão utilizados para seleção assistida de plantas de porte baixo.
Progênies de Coffea arabica cv. IPR 100 com resistência ao nemátoide Meloidogyne incognita raça 1
(Editora UFLA, 2009-09) Kanayama, Fabio Seidi; Sera, Gustavo Hiroshi; Sera, Tumoru; Mata, João Siqueira da; Ruas, Paulo Maurício; Ito, Dhalton Shiguer
Objetivou-se, neste trabalho, identificar progênies de Coffea arabica cv. IPR 100 com resistência ao nematóide Meloidogyne incognita raça 1. O experimento foi conduzido em casa de vegetação (Londrina, PR, Brasil) no delineamento em blocos ao acaso com 3 repetições e parcelas com 15 plantas. Foram avaliadas seis progênies da cultivar IPR 100 e a cultivar Mundo Novo IAC 376-4 foi utilizada como padrão suscetível. Foram inoculados 500 ovos por planta, totalizando 7500 ovos por parcela de 150 cm 2 . Foi avaliado o número de galhas e massas de ovos presentes nas raízes. As seis progênies da cultivar IPR 100 foram mais resistentes ao M. incognita raça 1 do que o padrão suscetível.
O uso de RAPD associado a enzimas de restrição para detectar variabilidade genética no banco de germoplasma de Coffea arabica L. do IAPAR
(2000) Diniz, Leandro Eugenio Cardamone; Ruas, Paulo Maurício; Ruas, Claudete de Fátima; Sera, Tumoru; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A variabilidade genética existente entre 40 acessos de Coffea arabica foi avaliada utilizando RAPD associado a uma pré-digestão do DNA genômico com endonucleases de restrição. Os acessos analisados fazem parte da coleção de Coffea mantida no Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR). A variabilidade genética e a relação entre os acessos foram analisadas utilizando 184 primers. Entretanto, nenhum polimorfismo ou baixo nível de bandas polimórficas foi observada em cada primer. Para melhorar a eficiência na detecção do polimorfismo, o DNA genômico de todos os acessos foi submetido à digestão com enzimas de restrição antes da amplificação. Treze primers utilizados associados ou não às enzimas de restrição, que sugeriram polimorfismo, foram selecionados. Um dendrograma foi construído utilizando o agrupamento UPGMA. Um total de 236 produtos de amplificação foi obtido, com 216 bandas polimórficas (91,5%). Os resultados mostraram a utilidade das enzimas de restrição para estimar a relação genética dos acessos de C. arabica.
Variabilidade genética em cultivares do ensaio nacional de Coffea arabica L.
(Embrapa Café, 2015) Macedo, Camila Ronchi; Chaves, Camila Lucas; Góes, Bruna Delgado; Ruas, Eduardo Augusto; Bejatto, Nataiane Cristina; Lopes, Patrícia Juliana; Matias, Otavio Pollo; Rodrigues, Kaique Marques; Souza, Natalia Luiz de; Ruas, Claudete de Fátima; Sera, Tumoru; Sera, Gustavo Hiroshi; Ruas, Paulo Maurício
Os programas de pesquisa e melhoramento de Coffea arabica L. resultaram na obtenção de cultivares com expressivas produtividades e adaptadas às diversas regiões produtoras, classificando o Brasil como maior produtor e exportador no cenário mundial. Um dos grandes desafios para os programas de melhoramento genético é superar a produtividade das melhores cultivares. A avaliação da variabilidade genética é crucial para futuros planejamentos nesses programas. O objetivo desse trabalho foi verificar a variabilidade genética entre e dentro de cultivares do Ensaio Nacional de Café pela técnica de AFLP. Foi detectada uma variação na porcentagem de locos polimórficos de 23,90% a 69,47%, e a diversidade gênica de Nei (Hs) variou de 0, 064 a 0, 199. A média da distância genética de Huff variou de 7,61 ±3,1 a 13,46 ±4,7. AMOVA revelou uma variância de 79,04% dentro e 20,96% entre cultivares. O FST par-a-par evidenciou distâncias genéticas de 0,007 a 0,491 entre cultivares. A AMOVA entre cultivares lançados em diferentes épocas mostrou um aumento da variabilidade genética na década de 1990, com uma pequena redução a partir de 2000. E AMOVA entre diferentes centros de pesquisa mostrou uma variabilidade genética maior (93,93%) para as cultivares do IAPAR. O dendograma mostrou a existência de três grupos, sendo o mesmo confirmado pela coordenada principal e análise bayesiana. Todas essas análises mostram que as 32 cultivares apresenta diferenças da variabilidade genética tanto dentro como entre, sendo que esses dados poderão ser utilizados em futuros programas de melhoramento genético.