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Aspectos fisiológicos, bioquímicos, biofísicos e ultraestruturais associados à criopreservação em sementes de Coffea arabica L.
(Universidade Federal de Lavras, 2019-04-26) Souza, Ana Cristina de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Silva, Luciano Coutinho
Tolerância à dessecação é a capacidade de recuperar as atividades metabólicas depois da remoção parcial da água celular em sementes, possibilitando sua sobrevivência. A conservação a longo prazo, temperatura em nitrogênio líquido, se mostra economicamente viável em comparação com a conservação de plantas a campo. Pesquisas sobre tolerância à dessecação e métodos de criopreservação contribuem para o entendimento do comportamento destas sementes em relação a sensibilidade, à dessecação e ao resfriamento. Neste contexto, estudos foram realizados objetivando-se investigar os aspectos fisiológicos, bioquímicos, biofísicos e ultraestruturais em sementes de Coffea arabica L. No primeiro estudo, o objetivo foi investigar metodologias de armazenamento em longo prazo, de sementes de café, realizando estudos fisiológicos, bioquímicos e ultraestruturais relacionados com os efeitos da desidratação, pré-resfriamento e reaquecimento após exposição ao nitrogênio líquido. No segundo estudo, foram investigadas as propriedades calorimétricas dos vidroscitoplasmáticos associados a criopreservação. A qualidade fisiológica de sementes de Coffea arabica L. é reduzida à medida que perdem água durante a secagem. O reaquecimento em temperatura de 25 °C ou em banho-maria a 40 °C de sementes de Coffea arabica L. após pré-resfriamento, em taxa de 1°C min-1 até -40 °C, não altera a qualidade fisiológica e o perfil eletroforético das enzimas catalase e superóxido dismutase. As enzimas polifenol oxidase e peroxidase apresentam menor expressão em gel de eletroforese em sementes de Coffea arabica L. reaquecidas em temperatura de 25 °C. do que em banho-maria a 40 °C, após pré-resfriamento, em taxa de 1°C min-1 até -40 °C. Identificou-se que danos nas membranas celulares são menos drásticos nas sementes que são crioarmazenadas após a secagem. Sementes de Coffea arabica L. secadas em sílica gel até 20 ou 17% (bu), pré-resfriadas em biocongelador ou diretamente imersas em nitrogênio líquido, apresentam alta sobrevivência. Em sementes de Coffea arabica L. com teores de água, de (43 e 35% bu) a entalpia de fusão e a porcentagem de água congelável são maiores do que em sementes com teores de água de 20, 17 ou 12% bu. O ponto de fusão da água congelada em sementes hidratadas ocorre em temperaturas inferiores à temperatura de fusão da água pura de 0 ºC. A formação de vidros intracelulares em sementes hidratadas foi detectada em temperaturas de -18 e -22 °C, sementes com 17 e 20% (bu) entre -20 e -23 °C e em sementes crioarmazenadas em -18 °C.
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.
Cultivo in vitro de embriões zigóticos de café utilizando solução de ácido bórico
(Embrapa Café, 2019-10) Pereira, Cristiane Carvalho; Souza, Ana Cristina de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Fantazzini, Tatiana Botelho; Stéphano Filho, Ricardo; Ricaldoni, Marcela Andreotti; Figueiredo, Madeleine Alves de
Sementes de café são armazenadas por um curto período de tempo, devido à sua rápida perda da qualidade, o que dificulta a obtenção de mudas com desejável padrão de qualidade, no momento ideal ao plantio. Em pesquisas recentes, tem sido confirmado que o endosperma das sementes de café é mais sensível ao processo de deterioração do que o embrião, sendo que este pode germinar e formar uma plântula normal quando isolado de uma semente deteriorada. O uso de antioxidantes pode melhorar o desempenho de sementes submetidas a estresses porque promove a remoção de radicais livres presentes nas células dos tecidos vegetais de sementes deterioradas. Neste contexto, objetivou-se investigar os efeitos do uso de solução de ácido bórico no preparo das sementes para a extração, sobre o crescimento in vitro de embriões zigóticos de café. Foram utilizados lotes de diferentes níveis de qualidade de sementes de Coffea arabica L., cultivar Catuaí amarelo IAC 62, obtidos de sementes recém colhidas ou submetidas ao envelhecimento acelerado por quatro ou seis dias. As sementes foram embebidas em água e em ácido bórico antes da extração dos embriões, que em seguida foram extraídos de forma asséptica e inoculados em meio MS. Foram avaliadas a presença de folhas e de raízes aos 15 dias, a germinação aos 30 dias e o tamanho de hipocótilo e de raízes aos 120 dias. A adição de ácido bórico na água de embebição das sementes proporciona plântulas mais vigorosas na cultura dos embriões.
Indução de calos embriogênicos em Coffea arabica L. cv. Catuaí Amarelo
(Embrapa Café, 2015) Souza, Ana Cristina de; Paiva, Renato; Reis, Michele Valquíria dos; Carvalho, Milene de Figueiredo; Silva, Luciano Coutinho; Silva, Diogo Pedrosa Corrêa da; Nery, Fernanda Carlota; Sales, Thais Silva; Rosa, Stella Veiga Franco da
O cafeeiro (Coffea sp.) é um arbusto pertencente à família Rubiaceae e ao gênero Coffea. O grande valor comercial do Coffea arábica é devido ao fato de seus grãos apresentarem sabor mais pronunciado e refinado. A embriogênese somática é um importante método de multiplicação em larga escala de plantas in vitro e pode maximizar a propagação do cafeeiro. Além disso, apresenta aplicações práticas para estudos de desenvolvimento embriológico e como técnica conjunta aos trabalhos de transformação genética de plantas. Várias pesquisas de cultivo in vitro já foram desenvolvidas com a espécie, entretanto, existe uma grande variedade de cultivares carentes deste tipo de estudo. O objetivo deste trabalho foi de indução de calos embriogênicos em Coffea arábica L. cv Catuaí Amarelo. Plântulas de cafeeiro Catuaí Amarelo cultivadas in vitro foram utilizadas como fonte de explantes. As folhas foram excisadas (1 cm2), pequenos cortes foram feitos na nervura central para indução de calos e os explantes foram inoculados com o lado abaxial voltado para o meio de cultivo MS com metade da concentração dos sais, 10 μM de Cinetina e diferentes concentrações (0, 2,5, 5, 10 e 20μM) do ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D). Os explantes foram mantidos em sala de crescimento, no escuro e com temperatura de 25 ± 2 °C. Após 45 dias de cultivo, a porcentagem de formação de calos e formação de raízes foram avaliados e os dados submetidos à ANAVA. A formação de calos e de rizogênese foi significativa (p<0.001). O uso de 2,5 μM e 10 μM de 2,4-D promoveram maiores porcentagens de formação de calos em 51% dos explantes. Ocorreu a formação de rizogênese quando utilizado 2,5 μM ou ausência de 2,4 D. O tratamento com 10 μM de 2,4-D é o mais indicado para a indução de calos em explantes foliares da cultivar Catuaí Amarelo.
Steps of cryopreservation of coffee seeds: physiological responses and antioxidant systems
(Universidade Federal de Santa Maria, 2023-08-21) Souza, Ana Cristina de; Costa, Marina Chagas; Figueiredo, Madeleine Alves de; Pereira, Cristiane Carvalho; Coelho, Stefânia Vilas Boas; Vilela, Ana Luiza Oliveira; Pereira, Diego de Souza; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da
The cryopreservation of plant germplasm at ultralow temperatures is an alternative technique for the long-term storage of seeds of the genus Coffea sp. However, for this technique to be successful, cell integrity must be maintained at all stages of the process on the basis of scientific research. The present study investigated validated cryopreservation protocols for Coffea arabica L. seeds and evaluate the effects on the physiological and biochemical characteristics of the seeds at each stage of the process. Seeds were dried on silica gel or with saturated saline solution, precooled or not in a biofreezer, immersed in nitrogen, and reheated in a water bath. After each of these steps, the physiological and biochemical quality of the seeds was determined. Pre-cooling is a step that can be dispensed with in the cryopreservation of Coffea arabica seeds, direct immersion in liquid nitrogen being more indicated. Coffea arabica L. seeds tolerate cryopreservation after rapid drying in silica gel up to water contents of 17 or 20% (wb), with greater survival at 17%. The enzyme activities of catalase, polyphenol oxidase and peroxidase are indicators of the quality of C. arabica L. seeds subjected to cryopreservation.