UFLA - Teses
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Item Microbial communities and biochemical compounds involved in coffee fermentation from different altitudes of the Caparaó region(Universidade Federal de Lavras, 2021-06-15) Martinez Gelvez, Silvia Juliana; Schwan, Rosane Freitas; Simão, João Batista Pavesi; Pylro, Victor SatlerMinas Gerais is the most coffee producing state of Brazil, mainly of Catuaí variety. After this state comes Espirito Santo, containing the Caparaó region known for its specialty coffees harvested in mountains located at altitudes from 700 to 1,400 m. The differences perceived in coffee during tasting derived from pre-and post-harvest factors. Among those factors are the producing regions, coffee variety, temperature, altitude, processing methods, and type of fermentation. As a result, those factors change either the fruits or beans chemical characteristics together with their microbiota. In this sense, the first article aimed to characterize microbiologically (target NGS) and chemically fermented coffees from different altitudes processed via natural. Altitude was an important variable that caused shifts in the microbial community and biochemical compounds content. Also, coffees from a lower altitude contained a high bacterial richness and volatile alcohols contents. While high altitude coffees contained high esters, aldehydes, and phenolics contents. The second article aimed to study the dominant communities and evaluate the effect of altitude in those communities and on the biochemical profile from fermented coffees processed via pulped natural. Low altitude coffees favored the richness of bacteria and fungi. The pulped natural process presented dominance of citric acid, volatile alcohols, and caffeine.Item Desenvolvimento de cafeeiros consorciados com espécies madeireiras(Universidade Federal de Lavras, 2020-02-19) Freitas, Ana Flávia de; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Silva, Vânia AparecidaA cafeicultura no Brasil gerou um crescimento econômico de notória relevância ao longo de sua história e possibilitou ao país destacar-se como maior produtor de café do mundo. No entanto, verifica-se que muitos impactos sócio-ambientais foram desencadeados a partir do cultivo a pleno sol, colocando as atividades agrícolas vulneráveis as consequências advindas das mudanças climáticas. Portanto,objetiva-se avaliar a influência temporal do cafeeiro sob a interferência de diferentes espécies arbóreas em função do espaçamento quanto: i) aos impactos do consórcio sobre a ecofisiologia ii) a influencia no desenvolvimento vegetativo e produtivo; iii) a qualidade sensorial e produtividadedo cultivo do cafeeiro. O ensaio foi instalado no município de Santo Antônio do Amparo-MG em 2012. Conduzido em delineamento em blocos casualizados (DBC) com quatro repetições. Os sete tratamentos foram: cultivar Catuai IAC 99 em monocultivo (3.40m x 0.65m) e consorciada com o mogno-africano, teca e acrocarpo, em dois espaços (9 x 13.6m e 18 x 13.6m), na linha dos cafeeiros. Nas entrelinhas foram implantadas três linhas de café, no total de 13.6 m. As análises fisiológicas foram realizadas no ano de 2015 à 2018 nas épocas chuvosa e seca: A (Fotossíntese), gs (Condutância estomática), E (Transpiração), EUA (Eficiência do uso da água), DPV (Déficit de pressão de vapor), T (Temperatura), U (Umidade), R (Radiação), NDVI (Índice de Vegetação por Diferenciação Normalizada), WBI (Índice de Banda de água), ARI1 (Índice de Reflectância de Antocianinas), SIPI (Índice de Pigmentos Independentes de Componentes Principais), FRI (Índice de Reflectância de Flavonoides), MPa (Potencial hídrico). Em cada ano foi avaliada a produtividade (sacas ha-1 ). Quanto ao desenvolvimento vegetativo foram avaliados a altura (m), diâmetro de caule (cm), diâmetro de copa (m), para o cafeeiro. Foram avaliados também a maturação dos frutos (%), análise sensorial (prova de xícara) de grãos, análise de conteúdo dos atributos sensoriais e rendimento (l/sc). A partir dos resultados o cafeeiro em sistema agroflorestal apresentou os menores valores de DPV e T em relação ao monocultivo, principalmente na época chuvosa. A altura do cafeeiro foi influenciada pelas espécies arbóreas. O sistema consorciado com as espécies arbóreas não influenciou a produtividade do cafeeiro até a 3º safra, porém para a 5º safra onde o consórcio com o mogno foi positivo, embora, a produtividade acumumulada não tendo apresentado efeito de tratamentos. A análise sensorial foi alterada positivamente quando em consórcio, no ano de 2018. Os atributos sensoriais e as nuances são modificados pelos anos de colheita.Item Caracterização fisiológica da deficiência de magnésio em mudas de Coffea arabica L. submetidas ao calor(Universidade Federal de Lavras, 2017) Silva, Dayane Meireles da; Alves, José DonizetiO objetivo do presente estudo foi investigar a importância da nutrição adequada de magnésio em mudas de Coffea arabica L. cv. Catuaí submetidas a elevadas temperaturas. Para tanto, mudas de cafeeiro foram transferidas para recipientes plásticos contendo solução nutritiva com diferentes concentrações de magnésio (com e sem magnésio) e submetidas a duas temperaturas (25 e 35 °C). Folhas totalmente expandidas e raízes foram coletadas no início do período experimental e após 10, 20 e 30 dias. As análises realizadas foram: produção de massa seca, quantificação de magnésio, clorofila total, açúcar solúvel total, açúcar redutor, sacarose, amido, peróxido de hidrogênio, prolina, ascorbato, malondialdeído, proteína e aminoácido, além da atividade das invertases ácida do vacúolo, ácida da parede celular e neutra do citosol; dismutase do superóxido, catalase, peroxidase do ascorbato, redutase do monodehidroascorbato, redutase do dehidroascorbato e redutase da glutationa. As variáveis analisadas foram impactadas principalmente pela combinação dos estresses, deficiência de magnésio e calor. Tanto cada um deles isoladamente, como a combinação deles culminou em um aumento na relação de massa seca entre parte aérea e raiz, o que pode estar relacionada ao acúmulo de carboidratos nas folhas e a sua redução no tecido radicular. A atividade das invertases foi negativamente afetada por ambas os estresses, sendo a combinação deles responsável pelas menores atividades. Com uma menor atividade das invertase, o tecido radicular tem sua atividade reduzida e consequentemente sua força em atrair fotoassimilados fica comprometida. Além disso, a deficiência de magnésio e o calor desencadearam uma maior produção de peróxido de hidrogênio, o que foi acompanhado por uma maior atividade do metabolismo antioxidante e pela maior produção de prolina e ascorbato. No entanto, o metabolismo antioxidante foi ineficiente na remoção do excesso de espécies reativas de oxigênio produzidas, resultando em elevada peroxidação lipídica e degradação proteica. Quando submetidas ao calor, mudas de cafeeiro bem nutridas em magnésio apresentaram menores danos fisiológicos do que aquelas deficientes em magnésio. Dessa forma, atenção deve ser dada em relação à nutrição em magnésio em mudas de Coffea arabica L. cv. Catuaí a fim de mitigar as perdas em decorrência da elevação da temperatura.Item Aspectos fisiológicos e moleculares de sementes de Coffea arabica submetidas à secagem(Universidade Federal de Lavras, 2017-02-23) Carvalho, Mayara Holanda de; Pinho, Édila Vilela de Resende VonA baixa longevidade de sementes de café tem sido atribuída à sua sensibilidade à dessecação. Estudos relacionados à expressão gênica e atividade enzimática em sementes de café submetidas à secagem são importantes para o entendimento dos efeitos da secagem sobre a qualidade fisiológica destas sementes. Objetivou-se nessa pesquisa estudar os aspectos moleculares de sementes submetidas a diferentes métodos de secagem e associa-los à qualidade fisiológica. As sementes de café foram secadas de forma lenta e rápida com diferentes teores de água. Foram realizadas análises da atividade enzimática, bem como da expressão dos transcritos das enzimas superóxido dismutase, catalase, peroxirredoxinas, isocitrato liase e endo-beta-mananase. A velocidade de secagem e o teor final de água tiveram efeito significativo na qualidade fisiológica, na atividade enzimática, na expressão dos diferentes genes analisados e no perfil proteômico das sementes analisadas. Em sementes submetidas à secagem rápida houve maior expressão dos transcritos dos genes que codificam as enzimas catalase e endo-β-mananase. Maior expressão dos genes 1CYS PRX e SOD e atividades das isoenzimas ICL e ACX foram verificadas em sementes com qualidade fisiológica superior. Por outro lado a maior atividade das enzimas endo-β-mananase e CAT ocorreram em sementes com menor desempenho fisiológico. Em sementes de café secadas lentamente até 20 e 10% de teor de água houve maior porcentagem de spots de proteínas nos géis bidimensionais.Item Coffee trees under rainfall exclusion: evidences for canopy acclimation to water shortage(Universidade Federal de Lavras, 2017-02-14) Naves, Vicente Luiz; Barbosa, João Paulo Rodrigues Alves DelfinoA intensificação e amplificação de períodos secos, conforme previsto por cenários climáticos para os anos 2015-2050, indicam que há probabilidade de que o sul de Minas Gerais possa se tornar inapropriado para a produção de café, da mesma forma que se realiza hoje em dia. O papel da água no crescimento, desenvolvimento e rendimento dos cafeeiros tem uma importância notável em diferentes fases fenológicas da cultura. Por exemplo, a água deve estar livremente disponível durante o período de expansão rápida do fruto para garantir que grãos de café de alta qualidade sejam produzidos. No entanto, devido à imprevisibilidade da ocorrência e magnitude dos períodos secos, bem como a falta de conhecimento dos limites da própria planta, os cafezais podem ser colocados em condições de vulnerabilidade para manter suas atividades vitais sem diminuir seu rendimento. O objetivo principal deste trabalho foi verificar se a redução de 1⁄4 da carga pluviométrica afetaria a dinâmica de crescimento da área foliar, assim como a relação fonte e dreno das árvores de café. Para tanto instalamos um experimento com um sistema de exclusão de chuva em um cafezal de seis anos, composto de um tratamento com exclusão de chuva, um tratamento com cobertura mas sem exclusão e um tratamento sem cobertura e sem exclusão. Os dados obtidos possibilitaram verificar que a redução de 1⁄4 da precipitação através do sistema de exclusão afetou as taxas de crescimento da área foliar, do caule e de ramos. A dinâmica da área foliar foi altamente correlacionada com o índice de vegetação normalizada, dados de produção, assim como com os dados microclimáticos de temperatura, déficit de pressão de vapor, evapotranspiração da cultura e da redução da carga pluviométrica. Os modelos de monitoramentos da seca não encontraram nenhuma tendência de aumento na duração dos períodos de seca para a região do sul de Minas Gerais. Além disso, nosso estudo rendeu um nova ferramenta para validar o uso de metodologias não-destrutivas de obtenção do índice de área foliar (IAF), visto que as folhas estão na interface entre plantas e atmosfera, a obtenção precisa do IAF é importante para dar uma ideia da aclimatação das árvores de café à redução da disponibilidade hídrica.Item Validação de modelo fenológico de produtividade de cafeeiro no sul do estado de Minas Gerais(Universidade Federal de Lavras, 2015-08-06) Miranda, Wezer Lismar; Carvalho, Luiz Gonsaga deA produção do cafeeiro é influenciada pelas variações dos elementos climáticos, pela ocorrência de condições adversas (geada, veranico etc.) e pela própria fisiologia da planta (bienalidade). A previsão de produtividade do cafeeiro é bastante complexa devido aos intrincados mecanismos fisiológicos, à diversidade de cultivares e às condições de manejo. Considerando a importância da previsão de produtividade para regulação do mercado, com o presente estudo objetivou-se validar um modelo de estimativa de produtividade do cafeeiro, com base no uso de índices fenológicos, submetidos às condições edafoclimáticas da região sul de Minas Gerais. Para tanto, utilizou-se 10 talhões amostrais, distribuídos nos municípios de Lavras, Varginha, Carmo de Minas, Ijaci e Santo Antônio do Amparo. O critério para escolha dos talhões baseou-se na existência de um histórico de produtividade superior a 40 sc ha -1 . As informações meteorológicas necessárias foram coletadas na Estação Climatológica Principal pertencente ao INMET e instalada no campus da Universidade Federal de Lavras (UFLA) e considerando-se como representativa da região. Foi realizado o balanço hídrico para o período que envolveu o estudo, compreendendo as safras 2012/2013 e 2013/2014. As coletas de dados fenológicos se deram nos meses de setembro/outubro, dezembro/janeiro e março/abril. Os dados fenológicos observados foram número de flores, frutos (chumbinho) e frutos verdes no 4o e 5o nó produtivo de ramos plagiotrópicos do terço médio das plantas escolhidas. A escolha de plantas foi feita de forma aleatória a partir de caminhamento em “zig-zag”, a cada dez metros de distância em quatro entre linhas de café, coletando as informações alternadamente entre ramos a direita e a esquerda do caminhamento. Foram amostradas 40 plantas em cada talhão, cujas alturas também foram medidas para compor o Índice Fenológico de Produtividade 1 e 2 (IFP1 e IFP2). Para comparação e validação dos modelos foi obtida a informação referente a produção observada. Os resultados de previsão obtidos foram submetidos aos testes estatísticos do coeficiente de determinação, coeficiente de correlação, índice de concordância, índice “C”, erro médio, desvio médio absoluto, erro médio percentual absoluto e ao erro quadrático médio. Os resultados indicaram que os modelos analisados são aplicáveis às lavouras cafeeiras da região sul de Minas Gerais. Os índices IFP1 e IFP2 apresentaram boa correlação com a produtividade observada. As ocorrências meteorológicas adversas do período influenciaram o desempenho do modelo.Item Caracterizações ultraestruturais e fisiológicas de pedúnculos e frutos de café com diferentes forças de desprendimento(Universidade Federal de Lavras, 2015-02-19) Brandão, Isabel Rodrigues; Alves, Jose DonizetiObjetivou-se investigar os eventos fisiológicos envolvidos no desprendimento dos frutos, durante os diferentes estádios de amadurecimento, relacionando-os com as diferentes forças de desprendimento, bem como a existência de uma zona de abscisão nos frutos de cafe'. Pedúnculos e frutos de Coffea arabica cv. Icatu amarelo, foram coletados nos estádios de maturação verde, verde-cana e cereja nos intervalos de forças de 10 - 13N e 8 - 9,9N, 6 6,9N e 5 - 5,9N, 4 - 4,9 e 2 - 3,9N, respectivamente. Avaliações ultraestruturais e anatômicas foram realizadas na ligação entre pedúnculos e frutos, e as análises bioquímicas em pedúnculos e frutos separadamente. Não foi observada uma zona de abscisão entre os pedúnculos e frutos de cafeeiro, porém nota-se uma desestruturação das células, ao longo do período de maturação. Essa desestruturação está relacionada ao aumento da atividade das enzimas de degradação de parede celular, poligalacturonase e celulase nos estádios finais de maturação, bem como com uma maior peroxidação lipídica nesses estádios. Os níveis de poliaminas foram superiores no estádio inicial de maturação, indicando uma regulação antagônica com a síntese de etileno. Em geral, existe uma clara diferença fisiológica entre os estádios de maturação, o que explica as diferentes forças de desprendimento utilizadas em cada um. A partir desses resultados, pode-se concluir que Coffea arabica cultivar Icatu amarelo não apresenta uma zona de abscisão entre o pedúnculo e o fruto e que a diminuição da força de desprendimento está relacionada às alterações morfológicas e bioquímicas durante o processo de maturação.Item Características anatômicas e fisiológicas de cafeeiros irrigados em diferentes níveis de adubação(Universidade Federal de Lavras, 2015-08-07) Gama, Tamara Cubiaki Pires da; Guimarães, Rubens JoséA nutrição mineral contribui para a composição da organização estrutural, causando modificações em sua estrutura anatômica que podem alterar a espessura de tecidos e os conteúdos de pigmentos. Objetivou-se identificar possíveis alterações na anatomia e fisiologia de cafeeiros irrigados em diferentes níveis de adubação (40, 70, 100, 130 e 160%) no primeiro e segundo ano após implantação da lavoura. O primeiro experimento foi constituído por cafeeiros adubados em diferentes níveis no primeiro ano após implantação da lavoura, sendo avaliados as características anatômicas e fisiológicas em duas épocas do ano, além da produtividade. Os diferentes níveis de adubação e época de avaliação provocaram diferenças na estrutura interna, ou seja, na anatomia foliar e na fisiologia do cafeeiro irrigado. Em geral, os melhores resultados nos parâmetros avaliados foram encontrados no nível de 100% da adubação, corroborando assim para a importância da nutrição mineral equilibrada e a maior produtividade foi obtida no nível de 126% da adubação. O segundo experimento foi realizado em cafeeiros adubados em diferentes níveis no segundo ano após implantação da lavoura onde foram avaliadas as características de trocas gasosas e anatomia foliar em duas épocas do ano e a produtividade. Os diferentes níveis de adubação e época de avaliação provocaram diferenças na estrutura interna, ou seja, na anatomia foliar e na fisiologia do cafeeiro irrigado. A maior produtividade ocorreu no nível de 104% da adubação.Item Physiological and molecular characterization of twocoffea arabica cultivars under diferent heat stress conditions(Universidade Federal de Lavras, 2016-04-07) Ferrara-Barbosa, Barbara Castanheira; Chalfun-Junior, AntônioCoffee is one of the most valuable primary products in world trade. Its cultivation, processing, transport, and marketing employs over 120 million people and significantly affects the gross national product (GNP) of 40 countries. Worldwide, coffee is grown on over 10,000,000 hectares of land. Smallholder farmers cultivate over 70% of production, making coffee crucial to the economy of many developing countries. Currently, Brazil is the world's leading producer of coffee, a position the country has held for the last 150 years, producing roughly 40% of h wordl’s supply of A b b n across more than 2,000 farms in 16 states. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (2014), there is a high probability of temperature increases of 1 to 3°C in the tropics over the next 20 years. The losses to Arabica coffee production, as a result of increasing temperatures, are estimated to be as much as 10% of total production in 20 years. Therefore, in the face of imminent climate changes, the development of cultivars that are tolerant to adverse environmental conditions is essential. To that end, the identification of the key genes involved in plant responses to abiotic stress is critical for improving the crop by either traditional breeding or genetic transformation. Hence, we aimed to understand the impact of heat stress at the physiological and molecular levels on the growth and development of coffee. Moreover, we aimed to identify the genes that are differentially transcribed in response to high temperatures, which may lead to the future development of cultivars with improved quality and higher harvest security.Item Ethylene regulation under different watering conditions and its possible involvement in coffee (Coffea arabica L.) flowering : Ethylene is involved in coffee flowering regulation(Universidade Federal de Lavras, 2015-07-13) Lima, André Almeida; Chalfun Júnior, AntonioCoffee is one of the world's favourite beverage and the second most traded commodity after oil However, coffee quality can be greatly affected by fruit ripening stage at harvest time, which is often asynchronous due to the sequential flowering in this species. Coffee sequential flowering is a result of asynchronies in bud development and also environmental factors, since anthesis is triggered by precipitation after a period of water deficit. This series of events is commonly associated with an increase in ethylene production levels, suggesting that ethylene may be involved in the control of coffee anthesis promotion and its regulation might help to reduce the number of flowering events and thus promoting blossoming concentration. Thus, it was hypothesised that a drought- rewatering-induced ethylene burst might be the basis of the drought-rewatering- induced flowering in coffee trees. In order to test this hypothesis, this study aimed to access the effects of exogenous 1-MCP application on flowering of coffee trees under field conditions and, under greenhouse conditions, we aimed to study the ethylene regulation, through quantification of ethylene levels and expression levels of genes of the ethylene biosynthesis and signaling pathways, in coffee plants under well-watered and water-deficit conditions, as well as, after plant rehydration and 1-MCP treatment.1-MCP exogenous application, at the concentrations of 50 and 100 mg of a.i. per litre and with spray volume of one litre per plant, was able to promote coffee anthesis in trees of the cultivar ‘Acaiá Cerrado' under field conditions. Ethylene production rates in coffee seedlings from two cultivars, ‘Bourbon Amarelo' and ‘Obatã Vermelho’, growth under greenhouse conditions, were similar under well-watered and water-deficit conditions. Plant rehydration and 1-MCP treatment did not change ethylene release rates from both cultivars when compared to plants under well-watered and water-deficit conditions. However, the analysis of the ethylene regulation, through gene expression analysis, shortly after plant rehydration and 1-MCP treatment, suggest that increased levels may occur, helping to explain anthesis promotion upon 1-MCP application, and supporting the hypothesis that a drought-rewatering-induced ethylene burst might be the basis of the drought- rewatering-induced flowering in coffee trees.