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Item Clonagem e caracterização de um novo gene putativo de resistência do cafeeiro a Hemileia vastatrix e aplicação na seleção assistida(Universidade Federal de Viçosa, 2019-03-11) Almeida, Dênia Pires de; Caixeta, Eveline Teixeira; Zambolim, LaércioA ferrugem do cafeeiro, causada pelo fungo Hemileia vastatrix, é uma das doenças mais preocupantes para a cafeicultura mundial. A alta variabilidade genética desse fungo e, consequentemente, o surgimento de novas raças do patógeno, tem resultado na suplantação da resistência de cultivares lançadas pelos programas de melhoramento genético. Para desenvolver cultivares com resistência durável, é essencial o entendimento dos genes de resistência envolvidos e seus mecanismos moleculares de atuação na resistência. Dessa forma, nesse estudo, foi realizada a clonagem e caracterização molecular de um novo gene (Receptor Like Kinase) presente no Híbrido de Timor (HdT) CIFC 832/2, uma das principais fontes de resistência dos programas de melhoramento. A clonagem foi realizada a partir de screening de uma biblioteca de clones BAC (Bacterial Artificial Chromosomes), usando um gene que foi selecionado de biblioteca subtrativa entre interação compatível e incompatível de Cafeeiro-H. vastatrix. A sequência da BAC selecionada foi analisada, sendo identificado dois genes putativo para resistência do cafeeiro. Por meio de RT-qPCR, um dos genes, denominado de HdT_LRR_RLK2 (Leucine-rich repeat rececptor like kinase), apresentou pico de expressão apenas na interação incompatível, sendo esse considerado um novo gene putativo de resistência do cafeeiro a H. vastatrix. A partir desse gene caracterizado, foi desenvolvido um marcador molecular funcional, o qual foi analisado e validado em um conjunto de clones de cafeeiros diferenciadores de raças de H. vastatrix e, então, usados na seleção assistida (SAM). Na SAM, cafeeiros em diferentes gerações de melhoramento foram analisados com o marcador funcional desenvolvido, além de outros marcadores previamente obtidos e associados a diferentes genes de resistência a H. vastatrix. Foi utilizado marcadores SCAR, CAPS e SSR flanqueando dois locos (genes maiores) de resistência a raças I, II e patótipo 001 de H. vastatrix, previamente localizados em mapa genético, além de marcador funcional originado de outro gene clonado (CC-NBS-LRR) alocado em outra região do mapa genético. Nesse trabalho, também foram usados os marcadores CBD-Sat207 e CBD-Sat235 associados ao gene Ck1 de resistência a Coffee Berry Disease (CBD). Essa doença se encontra presente somente no continente africano, no entanto, o uso dos marcadores permite realizar melhoramento preventivo para essa importante doença. Nas gerações F 2 , F 3 e Retrocruzamento Suscetível (RCS 2 ) (Híbrido de Timor UFV 443-03 x Catuaí Amarelo IAC 64), as plantas foram genotipadas e fenotipadas com a raça II de H. vastatrix, para validação dos marcadores. As populações F 3:4 e RCS 3 foram genotipados com os marcadores validados. Foram identificados na F 3:4 cafeeiros com o genótipo AABBCCDDEe e no RCS 3 , genótipo AaBbCcD_E_, sendo que o loco A, B, C e D correspondem aos quatro locos de resistência a H. vastatrix e E ao loco de resistência a CBD. A SAM permitu a identificação e obtenção de piramidação de múltiplos genes de resistência a ferrugem e a CBD. Os genótipos identificados serão usados para avanço de geração e plantados para os testes de campo. O uso das estratégias de SAM e piramidação de genes têm potencial de obtenção de resistência duradoura à doenças, além de reduzir tempo, espaço e custo dos testes de campo, por permitirem o descarte de plantas contendo os alelos recessivos nos diferentes locos.Item Trichoderma spp. associated with coffee in Africa: taxonomy and potential uses for the biological control of coffee leaf rust and plant growth promotion(Universidade Federal de Viçosa, 2019-03-11) Herrera Rodriguez, María del Carmen; Barreto, Robert Weingart; Abreu, Lucas Magalhães de; Evans, Harold CharlesCoffee leaf rust (CLR) caused by the fungus Hemileia vastatrix is the most important disease in coffee. Difficulties in obtaining long lasting resistance, the failure of the strategy of escaping the disease by highland coffee cultivation and the increasing restrictions to the use of fungicides prompted the search for alternative forms of management. Biological control is an alternative of major strategical importance in such a scenario. Although there are publications dealing with biological control of H. vastatrix, none of these studies involved fungi of the genus Trichoderma or the classical approach of biological control involving antagonists to H. vastatrix from its native range in Africa. The present work concentrated in the study of endophytic and mycoparasite Trichoderma – collected in Africa and obtained from coffee plants in wild or semi-wild conditions. Taxonomy of 94 isolates which were obtained, screening for potential antagonists to H. vastatrix and a preliminary evaluation of beneficial physiological effects of one selected isolate were performed. Among the isolates of Trichoderma obtained from Ethiopia, Cameroon and Kenya 16 distinct species Trichoderma were recognized. Twelve were known to science, namely: Trichoderma agressivum, T. andinense, T. atroviride, T. guizhouense, T. hamatum, T. koningiopsis, T. lentiforme, T. parareesei T. petersenii, T. spirale, T. theobromicola and T. virens. Four were described as new taxa: Trichoderma sp. nov.1, Trichoderma sp. nov.2, Trichoderma sp. nov.3 and Trichoderma sp. nov.4. All sporulating isolates were tested for their ability to reduce the germination of H. vastatrix urediniospores in vitro and of reducing CLR severity on leaf disc and plants. Additionally, to Trichoderma spp. some other taxa obtained as endophytes of coffee in Africa were also included in the screening. The ability of Trichoderma spp. to colonize coffee plants as endophytes after inoculation under controlled conditions was also investigated. Seventeen isolates of Trichoderma inhibited the germination of H. vastatrix urenidospores. Isolates COAD 2396 (T. atroviride), E48 (Cordyceps sp.) and E486 (Aspergillus sp.) reduced the severity of the disease to less than 50% of the levels observed in the controls when applied at 72h, 24h before or simultaneously with H. vastatrix on coffee leaf discs. Over 60% reduction of disease severity was obtained when E48 (Cordyceps sp.) was applied xiiion coffee plants 72h before inoculation with H. vastatrix. All species of Trichoderma were able to colonize coffee stems and leaves as endophytes except for COAD 2399 – Trichoderma sp. nov1. Additionally, to those studies one selected isolate (COAD 2482 - T. parareesei) was tested for growth stimulation in a model-plant species (tomato). This involved four tomato cultivars: Cereja, Italiano, Maça and Santa Cruz. The results showed that the application of the COAD 2482 isolate produced a beneficial effect which was only statistically significant for the cultivar "Santa Cruz". For that cultivar the significant effect was on the growth and development of the root system.Item Variabilidade patotípica de Hemileia vastatrix e resistência do cafeeiro a ferrugem(Universidade Federal de Viçosa, 2018-12-10) Perla, Manuel de Jesus Deras; Zambolim, LaércioA ferrugem do cafeeiro, causada pelo fungo Hemileia vastatrix Berk. & Br., é a principal doença em todos os países produtores de café no mundo. No Brasil, a doença causa perdas entre 35% e 50% e, na América Central e Colômbia, entre 20% e 80%. O Brasil possui o maior banco de germoplasma com acessos derivados do Híbrido de Timor (HDT), na Universidade Federal de Viçosa (UFV), o qual vem sendo utilizado e, ao longo dos anos, tem sido valioso para os programas de melhoramento, visando encontrar cultivares com resistência durável à ferrugem. Cultivares com resistência à ferrugem geradas por diferentes institutos de melhoramento genético de café no Brasil foram avaliadas em campo para conhecer seu comportamento em diferentes ambientes. As epidemias registradas na América Central de 2011 a 2013 foram decorrentes de diferentes fatores econômicos, ambientais e, possivelmente, do surgimento de novas raças de H. vastatrix; a suplantação da resistência de cultivares de café lançadas como resistentes à ferrugem no mundo todo também constitui um problema para os programas de melhoramento genético. Diante desses fatos, este estudo teve como objetivos: (i) avaliar fenotipicamente os acessos de HDT; (ii) estudar o comportamento de cultivares lançadas como resistentes pelos diferentes programas de melhoramento genético do Brasil; (III) avaliar a resistência de 12 cultivares às raças II (v 5 ) e XXXIII (v 5 , 7 , 9 ) de H. vastatrix; (IV) avaliar o teor de clorofila das cultivares resistentes à ferrugem; e (V) caracterizar as raças de H. vastatrix Berk. & Br. presentes em Honduras. A avaliação dos HDTs foi realizada no viveiro de café do Departamento de Fitopatologia da UFV. Para avaliação das cultivares com resistência à ferrugem, foram conduzidos experimentos em campo, em Varginha e Viçosa, no Estado de Minas Gerais. A caracterização de raças de H. vastatrix foi desenvolvida no Instituto Hondurenho do Café (IHCAFE), em Honduras. Vinte e oito cultivares lançadas como resistentes foram estudadas durante oito anos. Os testes visando avaliar a resistência de 12 cultivares às duas raças de H. vastatrix foram conduzidos em câmaras de incubação. O teor de clorofila a, b, total e carotenoides foi determinado nas 28 cultivares. Para caracterização de raças de H. vastatrix, isolados do patógeno foram coletados em lavouras de café em Honduras, nas cultivares Lempira e Catuaí vermelho, em diversas altitudes. A caracterização fisiológica de raças do patógeno foi baseada na ausência (resistente) ou presença (suscetível) de uredósporos nos discos foliares dos clones diferenciadores. Os resultados da avaliação dos acessos de HDT, utilizando a rede de correlações, mostrou que houve correlações significativas diferentes de zero nas características vigor, produção, diâmetro de copa e altura das plantas. Nos testes de cultivares resistentes à ferrugem, verificou-se predominância da resistência quantitativa, além de algumas cultivares terem apresentado tolerância à ferrugem. Cerca de 38,4% das cultivares avaliadas foram resistentes à raça II (v 5 ) e 100% suscetíveis à raça XXXIII (v 5 , 7 , 9 ) de H. vastatrix. Quanto aos teores de clorofilas e carotenoides, houve grande variação dos valores entre os genótipos, porém não foi observada correlação com a produtividade e a incidência da ferrugem. Diante da rápida suplantação da resistência qualitativa das cultivares de café lançadas, recomenda-se buscar nos genótipos de café características de tolerância à doença, pelo fato de ser duradoura. Em se tratando da caracterização de raças de H. vastatrix, não foi possível enquadrar nenhuma das combinações dos genes de virulências dos isolados em raças patogênicas. Comprovou-se, portanto, a suplantação da resistência da variedade Lempira pelo fungo e foi feita a identificação de 16 patótipos do patógeno.