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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.
Caracterização molecular e fenotípica de populações de Coffea arabica em seleção recorrente
(Universidade Federal de Viçosa, 2020-03-24) Silva, Ana Carolina Andrade; Caixeta, Eveline Teixeira; Almeida, Dênia Pires de
Os principais problemas fitossanitários nas lavouras de café arábica são a ferrugem causada pelo fungo Hemileia vastatrix e Coffee Berry Disease (CBD) causada pelo fungo Colletotrichum kahawae, sendo uns dos principais responsáveis pela redução da produtividade do cafeeiro e qualidade de bebida. Uma forma socioambiental eficiente para o controle dessas doenças é o uso de cultivares resistentes obtidas por meio de melhoramento genético. No entanto, o melhoramento genético do cafeeiro é um processo demorado, que pode levar cerca de 25 anos para se obter uma nova cultivar. Nesse sentido, a utilização de métodos de melhoramento associados a marcadores moleculares é uma alternativa viável para acelerar o processo de desenvolvimento de novas cultivares de café. Uma das aplicações de extrema relevância dos marcadores moleculares no melhoramento genético de plantas consiste em sua utilização como ferramenta auxiliar nos procedimentos de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). A SAM no processo de piramidação de alelos de resistência a doenças é amplamente eficiente, uma vez que permite a seleção na ausência do patógeno, anula o efeito do ambiente, de pleiotropia e epistasia e permite a eliminação dos genótipos indesejáveis nas primeiras gerações de seleção. Desse modo, o objetivo do presente estudo foi implementar a seleção assistida no melhoramento de duas populações de C. arabica, C6T-10 e C6T-24, em geração F 2 de seleção recorrente. Estudo da diversidade genética e análises morfoagronômicas dessas populações também foram realizadas para auxiliar na seleção dos cafeeiros. Para tanto, DNA de 148 cafeeiros pertencente às duas populações foi extraído e amplificado com marcadores moleculares associados a genes de resistência a ferrugem e ao CBD, bem como marcadores microssatélites distribuídos aleatoriamente no genoma. Para resistência a ferrugem foram utilizados marcadores ligados a três locos, sendo dois QTL que correspondem a genes maiores de resistência as raças I, II e patótipo 001 de H. vastatrix e um gene RGA (Disease Resistance Gene Analogs). Para CBD foram utilizados dois marcadores que se encontram flanqueando o gene Ck-1. Os marcadores microssatélites foram usados para o estudo de diversidade genética. Os dados dos marcadores associados aos dois QTL sugerem que todos cafeeiro da população C6T-24 possuem resistência para as raças I, II e patótipo 001 de H. vastatrix, pois a presença de um alelo dominante em um dos dois locos é suficiente para que o indivíduo seja resistente. O gene RGA associado a resistência a esse patógeno foi identificado em 117 cafeeiros. Para resistência a C. kahawae, 46 cafeeiros da população C6T-10 e 59 da população C6T-24 apresentaram o gene Ck-1. Foram identificados 37 cafeeiros da população C6T-10 e 23 da população C6T-24 com a piramidação dos quatro locos de resistência a H. vastatrix e C. kahawae. Esses mesmos cafeeiros foram avaliados como resistentes à ferrugem em nível de campo no ano de 2019. Outras características morfoagronômicas foram analisadas, permitindo a seleção de genótipos contendo piramidação de genes de resistência e características de interesse agronômico. Para auxiliar na seleção de genótipos a serem cruzado para formar novo ciclo de retrocruzamento, foi realizado estudo da diversidade dos cafeeiros, usando a análise de agrupamento UPGMA. Observou-se a formação de quatro grupos principais, permitindo evidenciar a diversidade dentro da população C6T-10. Com base nesse trabalho, foi possível selecionar cafeeiros em geração F 2 contendo a piramidação de alelos de resistência a H. vastatrix e C kahawae, bem como genótipos contendo diversidade que podem ser usados para cruzamento e formação de nova população para seleção recorrente. Palavras-chave: Melhoramento do cafeeiro. SAM. Diversidade genética. Piramidação de genes. Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae.
Incidência de ferrugem e cercosporiose em populações de café arábica nos anos de 2018 e 2019
(Embrapa Café, 2019-10) Silva, Ana Carolina Andrade; Caixeta, Eveline Teixeira; Oliveira, Antônio Carlos Baião de; Mariz, Bruna Lopes; Feitosa, Francielle de Matos; Zambolim, Laércio
O Brasil se destaca como o maior produtor e exportador de café arábica (Coffea arabica L.) do mundo. Dentre as doenças que atacam a cultura, a ferrugem da folha do café causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix e a cercosporiose causada pelo fungo Cercospora coffeicola se destacam por causarem prejuízos na produtividade e na qualidade da bebida. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o comportamento da incidência de ferrugem e de cercosporiose em duas populações de cafeeiros Arábica durante os anos de 2018 e 2019, com o propósito de identificar genótipos resistentes. O experimento foi conduzido em Viçosa - MG, no campo experimental do Departamento de Fitopatologia da UFV (DFT-Fundão), nos anos 2018 e 2019. Foram fenotipadas duas populações na geração F 2 , provenientes de diferentes genitores. Uma população foi originada do cruzamento entre Catiguá MG2 x Acauã Novo e a outra população, do cruzamento entre Oeiras MG 6851 x Arara. A avaliação das doenças foi realizada por meio de notas de 1 a 5, de acordo com o grau de infestação. Nos dois anos de avaliação, as plantas se apresentaram resistentes à ferrugem, havendo predominância da nota 2. Esta nota também prevaleceu na avaliação da cercosporiose em todas populações e anos. Por meio dos resultados observa-se que há genótipos resistentes à ferrugem e com pouca incidência de cercosporiose nas populações avaliadas, os quais podem ser utilizados por programas de melhoramento do cafeeiro para desenvolver genótipos com resistência à H. vastatrix e C. coffeicola.