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    Seasonal variation, spatial distribution and decision–making system to control of the Leucoptera coffeella in coffee arabica fields
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-03-28) Walerius, Adriana Helena; Pallini, Angelo; Venzon, Madelaine; Picanço, Marcelo Coutinho
    Coffee is the world's second-largest commodity and represented a global market of US$ 102.02 billion dollars in 2020. The Neotropical region is the main coffee producer globally, accounting for more than 56% of the world's production of Arabica coffee. In this region, the coffee leaf miner Leucoptera coffeella is one of key coffee pests. This pest can decrease productivity by around 50 to 87% at high densities. Several factors can influence the L. coffeella population dynamics in the field. Therefore, prior knowledge of the areas and seasons of higher incidence of L. coffeella is essential to field management. The objective of this study was to evaluate the seasonality of the L. coffeella population and the factors that regulate its dynamics in coffee crops located in the Atlantic Forest and the Cerrado biomes. We aim to determine the spatial distribution of Leucoptera coffeella in coffee crops in the Cerrado through geostatistical analyses and propose a decision-making control system based on management zones. L. coffeella densities were higher in the Cerrado area compared to the Atlantic Forest. In the Cerrado, air temperature and potential evapotranspiration were higher, while rainfall was lower. These data are correlated with the high densities of L. coffeella in the fields. The highest population densities were observed between July and October, when the coffee plants were in the fruiting and flowering phases. The minimum, optimum and maximum temperatures for the development of the pest were 16.59, 26.81, and 34.8°C, respectively. Therefore, the climatic elements in each biome influenced the spatio-temporal dynamics of L. coffeella. Geostatistical analysis showed an aggregated distribution of L. coffeella in the Cerrado field. Colonization generally started at the edges of the crop, except in the last year of evaluation. Pest outbreaks appeared at different pivots and different locations within the pivots. Due to isotropy, sampling must be done equidistantly, as the pest is evenly distributed in all directions. The programs that use sampling and level of control (30% of active mined leaves) in decision making were the most efficient and assertive in controlling L. coffeella. Management zones reduce insecticide use by 70% compared to conventional controlover the whole area. The information provided in this study is essential for designing and implementing efficient control strategies, thus reducing production costs and the harmful effects of pesticide use. Keywords: Coffea arabica. Coffe Leaf miner. Population Fluctuation. Climatic Elements. Geostatistics. Integrated Pest Management. Precision Agriculture.
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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.
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    Computational intelligence and statistical learning applied to Coffea canephora
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-05-02) Sousa, Ithalo Coelho de; Nascimento, Moysés; Sant’anna, Isabela de Castro; Cruz, Cosme Damião; Azevedo, Camila Ferreira; Nascimento, Ana Carolina Campana
    Genomic prediction in Coffee breeding has shown good potential in predictive ability (PA), genetic gains and reduction of the selection cycle time. Many methodologies are used to predict the genetic merit, but some of them require priori assumptions that may increase the complexity of the model. Artificial neural network (ANN) has advantage to not require priori assumptions about the relationships between inputs and the output allowing great flexibility to handle different types of complex non-additive effects, such as dominance and epistasis. Despite this advantage, the biological interpretability of ANNs is still limited. In the elaboration of this research project, two basic questions were formulated. The first question, is it possible to estimate genetic parameters using ANNs? The second, is it possible to reduce the panel marker size with no penalty in predictive ability? For this, the analyzes were divided into two articles. In the first article, the aim was to estimate the heritability and markers effects for two traits in Coffea canephora using an additive-dominance architecture ANN and to compare it with genomic best linear unbiased prediction (GBLUP). In the second article, the aim was to evaluate the trade-off between density marker panels size and the PA for eight agronomic traits in Coffea canephora using machine learning (bagging and random forest) algorithms and comparing them with BLASSO (Bayesian Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) method. For both article, the data set consisted of 165 genotypes of Coffea canephora genotyped for 14,387 snp markers, after quality control analysis. For the first article the phenotypic data used was rust (Rus) and yield (Y). For the second article the phenotypic data is composed by vegetative vigor (Vig), rust (Rus) and cercosporiose incidence (Cer), fruit maturation time (Mat), fruit size (FS), plant height (PH), diameter of the canopy projection (DC) and yield (Y). In the first article we reduced the dimensionality of the data using bagging decision tree and then run 64,000 neural networks for each trait selecting the best architecture based on predictive ability for estimating the heritability, obtained results compatibles with those in literature. In the second article, 12 different density market panels were used to evaluate the effect of dimensionality reduction in PA. The common trend observed in the analysis shows an increase of the PA as the number of markers decreases, having a peak in most of the cases when used between 500 and 1,000 markers. In general, the worst results were obtained when used the full SNP panel density. The results of the second article indicate that the reduction of the number of markers can improve the selection of individuals at a lower cost. Computational Intelligence methods prove to be powerful tools for predicting genetic values, to estimate genetic parameters and to select markers. Keywords: GBLUP. BLASSO. BAGGING. Random forest. GEBV. Marker effect. Heritability.
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    Cafezais manejados sob os princípios da agricultura natural: aporte de nutrientes, formação e composição da matéria orgânica do solo
    (Universidade Federal de Viçosa, 2023-12-21) Figueiredo, Naiara Oliveira; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Teixeira, Rafael da Silva; Cardoso, Irene Maria
    A matéria orgânica do solo (MOS) desempenha relevante papel, em âmbito global por representar uma importante fonte armazenadora de C, e localmente em razão dos atributos do solo por ela influenciados. Sistemas conduzidos sob manejo agroecológico preconizam a conservação do solo, a manutenção da diversidade vegetal e biológica das áreas, contribuindo para estabilidade da MOS. Nesse contexto, a quantidade e composição bioquímica dos resíduos vegetais depositados na área desempenham um papel crucial nas transformações da MOS e suas frações. Desse modo, o objetivo geral deste estudo foi analisar o manejo da propriedade, a influência da aplicação de diferentes resíduos vegetais no aporte de nutrientes e na formação e composição da matéria orgânica do solo durante a transição agroecológica. Portanto, no capítulo 1 foi realizada a sistematização acerca do processo de transição agroecológica da propriedade. No capítulo 2, foi avaliado a composição bioquímica, dinâmica da decomposição e mineralização de nutrientes a partir de resíduos utilizados como fonte de adubação na propriedade. Para estudar a contribuição destes resíduos na composição molecular da MOS foi realizado a termoquimólise de amostras dos solos, de áreas de café em diferentes épocas de transição para o manejo sob os princípios da agricultura natural, apresentado no capítulo 3. Essas áreas de café estão localizadas no Sitio Pedra Redonda em Araponga-MG. O sítio possui 12 hectares distribuídos em nove talhões que são consorciados com árvores nativas, frutíferas e espécies anuais para consumo familiar e geração de renda. A sistematização foi realizada a partir de visitas e caminhadas transversais, além do uso da matriz de sistematização para compilar dados coletados e dados secundários. Para avaliar a dinâmica de decomposição dos resíduos vegetais, um experimento foi montado em condições controladas pelo período de seis meses. Análises foram realizados ao longo do tempo para verificar a quantidade liberada de nutrientes, a taxa de decomposição e contribuição para as frações da matéria orgânica do solo. A caraterização da MOS foi feita por fracionamento físico, determinando-se as fracções MOP e MOAM. A partir destas, foi feita a determinação dos teores de C, N, razão C/N e DSC. Para caracterizar bioquimicamente a MOS presente nessas frações e na vegetação, foi realizada análise de termoquimólise com identificação dos compostos por GC/MS com objetivo de analisar se há correlação entre a composição desses vegetais e a composição bioquímica da MOS. Em vinte anos de transição o agricultor alcançou um nível considerado de sucesso no processo de conservação de agroecossistemas, pois trabalha potencializando os processos ecológicos, não dependendo em nenhum momento de insumos externos e principalmente a partir da mão de obra familiar. A análise revelou uma maior liberação de nutrientes em solos de 0-20cm, influenciada pelo tempo de incubação e composição dos resíduos. Variações na saturação de carbono afetaram apenas a liberação de nitrogênio. Amendoim forrageiro e bananeira contribuíram significativamente para a mineralização de N, P, K e Ca, enquanto o tambu se destacou para Mg. A serapilheira mostrou menor mineralização, indicando possível imobilização de nutrientes. Solos sem resíduos apresentaram redução nos teores de C-MOP, C-MOAM e N-MOP. Nas áreas de Agricultura Natural com maior tempo de manejo (9 e 5 anos), os teores de C-MOP, C-MOAM, N-MOP e N-MOAM na entrelinha assemelham-se à vegetação natural. A entrelinha é comumente usada para manejo de resíduos, exceto no talhão Araras (1 ano), onde são aplicados diretamente na linha. Essa diferença reflete-se na composição molecular da matéria orgânica, indicando que os compostos nas áreas mais cultivadas se aproximam mais da vegetação natural. Palavras-chave: Agroecologia. Ciclagem de nutrientes. Decomposição. Manejo de resíduos. TMAH-GC-MS.
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    Desenvolvimento de uma recolhedora autopropelida para colheita de café em áreas de montanha terraceadas
    (Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-10) Souza, Felipe Gustavo de; Teixeira, Mauri Martins; Cecon, Paulo Roberto; Furtado Júnior, Marconi Ribeiro; Villibor, Geice Paula
    Nas inúmeras etapas de produção da cultura de café de montanha, a colheita dos frutos de café é a mais trabalhosa, uma vez que a mesma é realizada, muitas vezes, de forma manual ou semimecanizada. Esse fato gera alguns problemas, pois atualmente existe grande escassez de trabalhadores nas lavouras, isso pode levar a tempos de colheita mais longos, elevando o custo de produção, diminuindo a qualidade dos frutos, reduzindo o preço do produto, e consequentemente, diminuindo o lucro da atividade. Objetivou-se com este trabalho o desenvolvimento de uma recolhedora autopropelida para a etapa da colheita de café em áreas de montanha terraceada. Elaborou-se o projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado da recolhedora. Desenhou-se um modelo virtual do protótipo, com o objetivo de facilitar e guiar a construção do mesmo e, suas correções. Fabricou-se um protótipo da recolhedora autopropelida e avaliou-se suas dimensões e peso. Realizou-se ensaios de desempenho na barra de tração, sendo avaliados a patinagem, consumo horário de combustível, consumo específico de combustível e eficiência na barra de tração. Os ensaios referentes às perdas no recolhimento e capacidade operacional foram realizados em fazenda de café de montanha terraceada, localizada no município de Coimbra, MG. Além disso foi realizada uma avaliação das emissões de ruído da recolhedora autopropelida. Observou-se que, tanto as soluções encontradas para a recolhedora autopropelida, quanto os componentes projetados são passíveis de construção. O desenvolvimento de um modelo virtual possibilitou observar falhas no projeto e corrigi-las em tempo hábil. O protótipo da recolhedora autopropelida apresentou baixo centro de massa, fazendo com que a inclinação transversal dinâmica máxima fosse de 68,4%. O lastro não afetou os parâmetros de patinagem e consumo horário. Observou-se que não houve correlação entre a inclinação do terreno e as perdas no recolhimento, assim como não houve correlação entre a inclinação do terreno e a capacidade operacional da máquina. O valor médio das perdas no recolhimento foi de 8,4%, sendo que o maior percentual de perdas (11,2%) foi observado na declividade de 30°. A média da capacidade operacional do protótipo foi 0,096 ha h-1, cerca de 8 vezes maior que o valor de 0,012 ha h-1 que foi a capacidade operacional média do trabalho convencional realizado na fazenda. Verificou-se que o nível de ruído, 89 dB (A), exigia que o operador da máquina usasse proteção auditiva durante o trabalho. A recolhedora autopropelida para colheita de café em áreas de montanha terraceada apresentou maior capacidade operacional e um nível de perdas aceitável, fazendo com que, com algumas melhorias construtivas, a mesma seja uma alternativa viável para solucionar os problemas enfrentados no processo de colheita dos frutos de café em áreas de montanha terraceadas. Palavras-chave: Cafeicultura. Recolhimento. Máquinas. Terraceamento.
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    Varronia curassavica Jacq. (Boraginaceae) as an agroecological tool for coffee pest management
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-04) Andrade, Fernanda Pereira; Venzon, Madelaine; Fonseca, Maira Christina Marques; Pallini Filho, Angelo
    Coffee (Coffea sp.) is a crop of great relevance in agriculture. However, its productivity can be severely affected by the attack of pests, such as Leucoptera coffeella and Hypothenemus hampei. The coffee leaf miner, L. coffeella, is a key coffee pest in the Neotropics. The larvae feed on the parenchyma of coffee leaves decreasing the photosynthesis capacity and leading to significant losses in yield. The coffee berry borer, H. hampei, is the most damaging insect pest of coffee worldwide. This pest lives inside the coffee berry consuming the seeds thus reducing the quantity and quality of the coffee grains. The most common method of control to both pests is the use of synthetic pesticides, which have a low effectiveness due to the selection of resistant populations. Additionally, the excessive use of these products could have a severe impact in the environment and non-target individuals. An alternative for the management of these pests could be the use of specific plants and their secondary metabolites, such as the essential oils. Varronia curassavica is a medicinal species that produces an essential oil with a range of biological activities besides attracting natural enemies, such as the Chrysopidae. The specie Chrysoperla externa is an important biological control agent of a variety of pests, including L. coffeella and H. hampei. In this study, I investigate whether V. curassavica can be used in the management of L. coffeella and H. hampei and benefit their natural enemy C. externa. I performed a greenhouse experiment to evaluate if the association of V. curassavica plants with coffee plants would affect the oviposition of L. coffeella and its predator C. externa (Chapter I). The association of the V. curassavica plants with coffee plants didn’t affect L. coffeella oviposition, however, it increased the C. externa oviposition. I also investigate the effects of the V. curassavica essential oil in the oviposition and the development of eggs and mines of L. coffeella (Chapter II). The V. curassavica essential oil inhibited the oviposition of L. coffeella but did not affect the development of its eggs and mines. I evaluated the lethal and sublethal effects of V. curassavica essential oil on H. hampei, assessing the mortality rates, the mobility of H. hampei, and the repellence of the essential oil to this pest (Chapter III). The essential oil of V. curassavica is toxic to H. hampei and affects its mobility, but it wasn’t repellent to the pest in the concentration tested. This study demonstrates that V. curassavica plant and its essential oil could be a safer alternative in the management of the key coffee pests. Keywords: Coffea sp. Leucoptera coffeella. Hypothenemus hampei. Chrysoperla externa.
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    Aplicação de pesticidas com veículos aéreos não tripulados nas culturas de café, citros e feijão
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-18) Moraes, Hugo Marcus Fialho e; Furtado Júnior, Marconi Ribeiro; Vitória, Edney Leandro da
    Veículos aéreos não tripulados (VANTs) referem-se a aeronaves que voam sem um operador humano a bordo e foram primeiramente desenvolvidos para aplicações militares. Atualmente, os VANTs são utilizados na fotogrametria e sensoriamento remoto, mapeamento e processamento de imagens, inventários florestais e monitoramento de incêndios, pesquisa meteorológica, manejo e utilização da água, rastreamento de animais e na agricultura de precisão. Especificamente na agricultura, têm sido amplamente utilizados para várias finalidades como na semeadura, identificação de pragas e plantas daninhas, manejo e monitoramento de culturas e na pulverização de pesticidas e fertilizantes foliares. VANTs têm sido utilizados para substituir aplicações realizadas manualmente ou até mesmo em grandes aéreas, principalmente em situações pontuais ou em casos onde as pulverizações requerem máxima segurança. No entanto, muitos parâmetros ainda não estão bem definidos e não existe uma referência técnica exata que os operadores possam consultar. Além disso, especialmente no Brasil, ainda são raras as pesquisas com a pulverização de VANTs. Nesse sentido, o objetivo geral da tese, estruturada na forma de artigos, consistiu em realizar: i) Uma análise bibliométrica e cientométrica da utilização de VANTs na agricultura, pecuária e silvicultura; ii) Analisar a capacidade operacional e efeito da altura de voo e de pontas na pulverização em citros usando VANT; iii) Avaliar a pulverização com VANT na cultura do café; e iv) Verificar a deposição e deriva da pulverização com VANT na cultura do feijão. No primeiro artigo foi realizada uma pesquisa na plataforma Scopus utilizando os termos UAV, UAS, drone e RPA, juntamente com “agricult*” ou “forest* ou livestock”. Foram selecionados apenas artigos publicados em inglês, de janeiro de 2000 a dezembro de 2020. Para a geração de mapas temáticos, o software VOSviewer foi utilizado possibilitando a análise bibliométrica e cientométrica da utilização dos VANTs no setores estudados. No segundo artigo foram pesquisados os efeitos de quatro pontas de pulverização (Leque com pré-orifício, Duplo leque com pré-orifício, Leque com indução de ar e Duplo leque com indução de ar) e quatro alturas de voo (1,0; 1,7; 2,3 e 3,0 m) na densidade de gotas e cobertura gerada pela pulverização em citros. Foi verificado também a deposição e a penetração da pulverização nos três terços e em profundidades no dossel da planta. Além disso, comparou-se a capacidade operacional do VANT com os pulverizadores hidropneumático tratorizado e o pneumático costal. No terceiro artigo foi estudada a deposição e penetração das gotas nos diferentes terços da planta de café utilizando-se um VANT e três volumes de calda (5; 10 e 15 L ha -1 ). No quarto artigo foi mensurada a quantidade de deriva gerada sob quatro velocidades de voo (5; 10; 15 e 20 km h -1 ) e três volumes de calda (10; 15 e 20 L ha -1 ) bem como a deposição da aplicação com VANT na cultura do feijão. Utilizando a análise bibliométrica e cientométrica foi possível verificar que a evolução da aplicabilidade dos VANTs ao longo dos anos está diretamente relacionada ao avanço da tecnologia inserida nestes equipamentos. Além disso, os estudos são mais comuns na agricultura e na silvicultura do que na pecuária, indicando que este último setor ainda tende a evoluir bastante nos próximos anos. Na pulverização com VANT em citros, foi possível observar maior capacidade operacional do VANT pulverizador em relação ao hidropneumático tratorizado e ao pneumático costal. Maior dificuldade de penetração da pulverização com VANT está relacionada a posição mais interna do dossel da planta de citros e não em relação aos terços da planta. As pontas de pulverização com indução de ar apresentaram melhores resultados de cobertura e densidade de gotas comparadas às pontas sem essa tecnologia. No artigo sobre a pulverização com VANT na cultura do café o volume de calda não influenciou significativamente a porcentagem de cobertura, a amplitude relativa e nem a densidade de gotas depositadas no alvo, no entanto, melhor penetração das gotas foi observada quando foi utilizado maior volume de calda. O estudo da pulverização com VANT na cultura do feijão indicou efeito significativo da velocidade de voo e do volume de calda na cobertura do alvo, mas sem influência para a densidade de gotas e deposição da aplicação. Maiores velocidades de voo resultaram em maior deriva. Palavras-chave: Drone. Deposição. Aplicação aérea. Deriva.
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    Caracterização molecular e resistência a doenças de genótipos de cafeeiros originários da América Central
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-04-01) Granados Brenes, Eduardo; Zambolim, Laércio; Caixeta, Eveline Teixeira
    A cultura do café tem apresentado uma série de doenças que provocam severos danos na cafeicultura de diversos países. Visando minimizar esses problemas, programas de melhoramento genético têm desenvolvido cultivares com resistência à fatores bióticos e abióticos. No entanto, o uso dessa cultivares associado a autogamia e origem do cafeeiro arábica tem resultado em estreita relação genética entre os genótipos e, consequentemente, maior vulnerabilidade a doenças e pragas. Técnicas tradicionais de inoculação do patógeno complementadas com a biologia molecular permitem verificar a presença de genes que conferem resistência a ferrugem (Hemileia vastatrix), principal doença da cultura, e ao Colletotrichum kahawae causador da antracnose verde dos grãos, além de auxiliar o estudo de diversidade das cultivares. Marcadores ligados a genes que conferem resistência a doenças, complementam os trabalhos clássicos de fenotipagem das plantas de café na determinação da resistência ou a susceptibilidade a patógenos. Diante desse panorama, esse trabalho teve como objetivo a verificação da diversidade genética das cultivares de café da América Central, utilizando 16 marcadores microssatélites distribuídos aleatoriamente no genoma de C. arabica. Além disso, a resistência dessas cultivares foi verificada por meio da fenotipagem com as raças II e XXXIII de H. vastatrix e genotipagem com marcadores moleculares ligados a genes de resistência a H. vastatrix e a C. kahawae. As análises moleculares com marcadores aleatórios revelaram diversidade entre e dentro das cultivares analisadas, sendo possível obter o padrão molecular da maioria delas. Essas análises permitiram também observar erros de identificação de cultivar, misturas ou hibridações nas cultivares. Das 36 cultivares fenotipadas para resistência, 30 foram resistentes a raça II e 26 a raça XXXIII de H. vastatrix. Na genotipagem, os cafeeiros apresentaram variabilidade e alelos que conferem resistência a H. vastatrix, complementado os resultados fenotípicos, sugerindo uma piramidação de genes de resistência nos cafeeiros da América Central. Palavras-chave: Coffea arabica. Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Seleção assistida por marcadores moleculares. Diversidade genética.
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    Isolation and characterization of yeasts from brazilian coffee beans for brewing application
    (Universidade Federal de Viçosa, 2023-11-11) Siqueira, Tatiane de Paula; Tótola, Marcos Rogério
    The use of new non-Saccharomyces yeasts is a strategy for obtaining beers with new sensory profiles. This makes it possible to attend to the expectations of consumers who are increasingly looking for innovative beverages. In this study, we proposed the isolation of yeasts from coffee fruits, samples that have a wide range of microbial diversity. The study was conducted on samples obtained from the Alto da Mogiana region, a place in Minas Gerais known for its high-quality coffees. Twenty-seven isolates were obtained and of these, 52 % were able to use maltose as a carbon source and 87.5 % exhibited low hydrogen sulphide production. In addition, most of the isolates exhibited tolerance to factors such as alcohol content, low pH and temperature variation. Based on these results, two isolates (F702 and F605) were identified and selected for laboratory-scale fermentation characterization. Isolate F605 belongs to the Wickerhamomyces anomalus species, while F702 is a strain of Torulaspora delbrueckii. Laboratory fermentation trials have shown that these yeasts are unable to attenuate beer wort and, consequently, do not produce ethanol. In this context, the use of isolate F605 in co-fermentation with a conventional yeast was proposed. The F605 isolate was selected because of the better sensory profile observed throughout the experiments. The beer produced had an alcohol content of 5.6 %, indicating that the conventional yeast was able to grow and ferment in the presence of the isolate. An assay was also carried out to check consumer acceptance, which showed positive evaluations for criteria such as appearance and aroma. It can therefore be concluded that the coffee fruits evaluated were promising environments for isolating yeast with potential for application in the brewing industry. This reinforces the importance of sustainably exploiting Brazilian environments to obtain new national brewing strains, which can generate financial returns for the economy, as well as scientific and technological advances.
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    Síntese de materiais carbonáceos a partir de palha de café arábica para remoção de contaminantes em sistemas aquosos
    (Universidade Federal de Viçosa, 2022-05-23) Guimarães, Tiago; Moreira, Renata Pereira Lopes; Silva, Antonio Alberto da; Teixeira, Ana Paula de Carvalho
    A utilização do biochar na remediação de contaminantes em sistemas ambientais tem crescido nos últimos anos, devido às suas características de área superficial específica e superfície funcionalizada com grupos oxigenados. Portanto, esta tese teve como objetivo produzir biochars com diferentes características a partir da palha de café arábica (Coffea arabicca) e aplicá-los na remoção de contaminantes em sistemas aquosos. Essa tese foi dividida em cinco (5) capítulos. No primeiro capítulo é descrita uma breve revisão da literatura sobre as características, métodos de produção, caracterização e aplicações do biochar. No segundo capítulo são descritos os processos de síntese do biochar em diferentes temperaturas (350 e 600 o C) via pirólise, assim como a caracterização e aplicação na remoção de Fe(II). O biochar apresentou características amorfas antes da adsorção do Fe, bem como a formação de uma nova estrutura em forma de agulhas após a adsorção. O processo de remoção desse íon foi endotérmico, apresentando cinética de pseudo-segunda ordem. O modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. No terceiro capítulo o material contendo ferro, produzindo no primeiro capítulo, foi usado na produção do BIOFe, via redução química empregando borohidreto de sódio. Esse material foi usado na remoção dos corantes alaranjado de metila (ALM) e azul de metileno (AZM) em sistemas aquosos. Na remoção de ambos os corantes acontecem, simultaneamente, o processo de adsorção e degradação, sendo o primeiro mais favorável. Por isso, foi proposto um processo de degradação sequencial (adsorção com biochar seguida de redução com nanopartículas de Fe de valência zero), em que a principal vantagem seria a diminuição do volume de efluente a ser degradado. No quarto capítulo foram descritos os resultados de degradação do herbicida dicamba (produto comercial) em solução aquosa empregando BIOFe em um sistema Fenton-like. Pôde-se observar que o compósito apresentou potencial para ser utilizado na degradação do dicamba, uma vez que o ensaio biológico com planta indicadora (feijão - Phaseolus Vulgaris) apresentou resultados de intoxicação considerados aceitáveis (10%). No quinto capítulo, foram descritos os resultados da degradação do herbicida dicamba utilizando um compósito a base de biochar produzido via síntese hidrotérmica. Pôde-se observar que o compósito apresentou melhores resultados que o biochar produzido via pirólise, e o sistema desenvolvido foi relativamente simples e de fácil aplicação. Palavras-chave: Biomassa. Adsorção. Degradação. Alaranjado de metila. Azul de metileno. Dicamba.