UFV - Teses
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Item 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 TeixeiraA 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.Item Diversidade genética, ganhos com seleção e seleção genômica ampla na espécie Coffea arabica(Universidade Federal de Viçosa, 2017-08-28) Sousa, Tiago Vieira; Caixeta, Eveline TeixeiraA espécie Coffea arabica é a mais importante, economicamente, do gênero Coffea. Essa espécie é autógama e apresenta base genética estreita. Assim, o sucesso dos programas de melhoramento para essa cultura é desafiador. Nesse sentido, métodos seletivos robustos e precisos são necessários para maximizar os ganhos com seleção, mantendo a variabilidade genética presente nas populações. O uso de marcadores moleculares, por permitir o acesso à informação do DNA dos indivíduos, e da seleção baseada em dados fenotípicos por meio de procedimentos de modelos mistos (REML/BLUP), por permitirem a estimação de parâmetros genéticos de forma acurada mesmo em situação de experimentos desbalanceados, têm se mostrado vantajosos. Finalmente, os métodos de seleção genômica ampla (GWS), que buscam conhecer as associações entre os dados genotípicos e os fenotípicos, tem se mostrado acurado e promissor para diversas espécies vegetais, inclusive para espécies perenes. O objetivo do trabalho foi identificar marcadores SNP e validá-los em estudos de diversidade genética; estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP); aplicar o princípio da GWS e avaliar sua eficiência em população de C. arabica. A população em estudo, inicialmente, foi composta por 72 genótipos nos quais os marcadores SNP foram identificados e validados. A seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP, foi realizada em 228 genótipos de cafeeiros. A GWS foi realizada em população composta por 195 genótipos, genotipados com 21.211 e fenotipados para 18 características agronômicas. Um total de 40.000 sondas específicas foram construídas, sendo identificados 91.517 marcadores SNP em 72 indivíduos de C. arabica. Após análises de qualidade, 11.187 SNP foram selecionados e validados em análises de diversidade e estrutura genética dexv populações. Os marcadores foram eficientes na avaliação da diversidade e estrutura genética de C. arabica. Com base nos dados fenotípicos por meio de análises de modelos mistos foi possível estimar os parâmetros genéticos da população avaliada e obter ganhos expressivos com seleção. Os resultados da GWS demonstram o potencial dessa metodologia seletiva para o melhoramento de C. arabica, por predizer com acurácia os valores genéticos genômicos dos indivíduos e possibilitar a redução no tempo necessário para completar o ciclo de seleção, proporcionando ganhos significativos em eficiência seletiva.Item Estimation of genetic parameters and SNPs based molecular diversity of Coffea canephora(Universidade Federal de Viçosa, 2015-08-13) Bikila, Bayisa Asefa; Sakiyama, Ney SussumuThe objective of this work was to assess the genetic parameters in Coffea canephora (Robusta and Conilon groups) and to analyze the genetic diversity of C. canephora accessions, which were genotyped with SNPs molecular markers. The phenotypic data were analyzed using the mixed model methodology (REML/BLUP) through the Selegen software for estimation of genetic parameters. The results showed a low genetic variability (CVg%) among the clones of Robusta and Conilon for all the evaluated traits. On the other hand, relatively high residual coefficients of variation (CV%) for most of the traits were recorded implying that these traits seem to be highly influenced by the environmental variation. The estimated repeatability for most of the traits was lowest indicating the irregularity of the superiority of the individuals among the measurements for these characters in the case of both clones showing high irregularity of the performance across measurement, which demonstrate that genotype selection based on those traits is not reliable strategy. Generally, for both groups of clones, there was low interaction with year, as observed by the genotypic correlation across measurement (r gmed ) for most of the characters evaluated demonstrating that selection can be performed at any of the development stages used for measurement. Genetic diversity was investigated using 46074 polymorphic SNP markers covering the entire genome of 50 C. canephora clones (24 Conilon and 26 Robusta). The genetic similarity between each pair of clones was calculated by the Jaccard coefficient and information about diversity among clones was inferred by means of the dendrogram built using UPGMA method (Unweighted Pair-Group Method with Arithmetic Mean) with the program NTSYS pc2.1. Hence, the dendrogram divided the clones into six groups. Generally, the analysis showed that the C. canephora genotypes were clearly divided into diversity groups that can be used for breeding programs.Item Caracterização molecular de cafeeiros do germoplasma Bourbon(Universidade Federal de Viçosa, 2015-03-09) Pestana, Rosa Karla Nogueira; Sakiyama, Ney SussumuCom a crescente demanda do mercado mundial de cafés especiais, os produtores brasileiros têm demonstrado interesse em retomar o cultivo do Bourbon, principalmente devido a seu potencial para produzir cafés de qualidade superior de bebida. Dessa forma, os melhoristas têm buscado incorporar acessos de Bourbon nos programas de melhoramento, a fim de obter cultivares para a produção de cafés especiais. Visando dar suporte aos programas de melhoramento da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), foi instalado em Patrocínio, MG, um Banco Ativo de Germoplasma (BAG) com 1594 acessos, destes, 140 correspondem a Bourbon. Entretanto, a coleção de germoplasma de Bourbon ainda não foi devidamente caracterizada, fato que interfere no seu aproveitamento para fins comerciais e uso no melhoramento. Deste modo, a caracterização molecular desses genótipos é essencial para ampliar o conhecimento dos materiais genéticos disponíveis e, assim, incorporar os mais adequados nos programas de melhoramento genético do cafeeiro. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar, por meio de marcadores SSR e AFLP, a coleção de Bourbon da Epamig, como uma ferramenta auxiliar na identificação dos acessos, avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos genótipos. Na identificação dos acessos, apresentado no capítulo 1, os marcadores SSR foram utilizados para discriminar os genótipos de Bourbon juntamente com as técnicas de analise discriminante e redes neurais artificiais. Os locos SSR analisados foram adequados para diferenciar os acessos. Observou-se que as redes neurais artificiais apresentaram maior eficiência na classificação dos acessos de Bourbon do que a análise discriminante e foi possível identificar acessos que apresentaram misturas ou problemas na identificação inicial. Na avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos acessos, apresentados no capítulo 2, os marcadores SSR e AFLP utilizados permitiram separar a maioria dos indivíduos analisados. Esses dados moleculares sugerem que, apesar da reconhecida base genética estreita de C. arabica, o germoplasma de Bourbon pertencente a Epamig apresenta variabilidade genética que pode ser explorada nos programas de melhoramento. A análise de fingerprinting permitiu identificar os perfis moleculares de cada acesso de Bourbon avaliado, os quais podem ser utilizados na identificação dos cafeeiros no banco. Dessa forma, os resultados obtidos nesse estudo fornecem subsídios para a manutenção e conservação da coleção de germoplasma de Bourbon. Além disso, deve auxiliar os melhoristas na escolha de genitores para possíveis hibridações em programas de melhoramento que buscam o desenvolvimento de cultivares com potencial para qualidade de bebida.Item Análise da variabilidade genética da broca-do-café, Hypothenemus hampei no Brasil e avaliação da dispersão local com uso de marcador molecular(Universidade Federal de Viçosa, 2012-07-20) Palacio, Zulma Nancy Gil; Lima, Eraldo Rodrigues deO estudo do movimento dos insetos em seu hábitat natural é essencial para a compreensão de sua biologia básica, demografia e etologia, além disso, fornece informação importante sobre os mecanismos da dispersão das espécies e sua interação com fatores ambientais. Esse tipo de estudo também auxilia na otimização de programas de manejo integrado e no planejamento de experimentos no campo. Assim, o objetivo geral desta tese foi desenvolver uma metodologia de fácil aplicação para estudar o movimento da broca-do-café, Hypothenemus hampei (Ferrari), (Coleoptera: Curculionidae) nas suas condições naturais, para tanto determinamos (i) a variabilidade e estrutura genética das populações da broca-do-café no Brasil, com o objetivo de identificar marcadores moleculares, (ii) desenvolvemos um método para avaliar o movimento de H. hampei, com uso de marcador molecular e (iii) estimamos a distância de vôo de esse inseto. O estudo foi conduzido no Brasil e na Colômbia; no Brasil, avaliamos a variabilidade e estrutura genética das populações da broca-do-café usando a técnica AFLP (análise de polimorfismos de comprimento de fragmentos amplificados), os resultados mostraram uma baixa variabilidade genética e pouca diferenciação com as populações colombianas. Portanto, para os estudos do movimento de H. hampei, usamos um marcador molecular desenhado previamente em populações etíopes e avaliado nas populações da Colômbia. O desenvolvimento do método para estimar o movimento da broca-do-café, foi realizado em uma lavoura da região central cafeeira colombiana, nos meses de outubro de 2011 a fevereiro de 2012, em uma área experimental de 2353 plantas de (Coffea arabica var. Colômbia), distribuídas em 6644 m2 aproximadamente. As recapturas foram obtidas utilizando os grãos de café como armadilhas. Os resultados mostraram que o marcador molecular microssatélite HHK. 1.6 como método de marcação permitiu realizar avaliações confiáveis do movimento das populações da broca-do-café ao longo do tempo e por várias gerações do inseto. A maior recaptura ocorreu num raio inferior a 40 m de distância do ponto central da liberação, a distância máxima que se deslocou a broca-do-café foi de 65 m e a função que melhor descreve esta relação, número médio de brocas recapturadas por árvore em função da distância é Y X i onde Y é número médio de brocas recapturadas por árvore e é distância da recaptura em metros. A aplicação desta metodologia para estudar o movimento de H. hampei em diferentes condições ecológicas e agronômicas da cultura do café deve ser viável e contribuirá para predizer o comportamento deste inseto face as variações climáticas e ecológicas.