UFLA - Teses
URI permanente para esta coleçãohttps://thoth.dti.ufv.br/handle/123456789/3333
Navegar
6 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Embriogênese somática e validação do sistema CRISPR/CAS9 em Coffea canephora(Universidade Federal de Lavras, 2020-05-11) Casarin, Tatiane; Diniz, Leandro Eugenio Cardamone; Paiva, Luciano VilelaCoffea canephora é a segunda espécie mais cultivada do gênero Coffea, representando cerca de 25% da produção brasileira e sendo especialmente utilizada na indústria do café solúvel e em blends com Coffea arabica. A espécie apresenta alta variabilidade genética, tendo os programas de melhoramento buscado a identificação, seleção e propagação de genótipos com características superiores. Entretanto o melhoramento convencional demanda muito tempo e a aplicação de ferramentas biotecnológicas pode ajudar a acelerar este processo. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram testar diferentes protocolos de indução de embriogênese somática (ES) direta para C. canephora visando a sua aplicação em trabalhos futuros de transformação genética, a validação da aplicação de uma estratégia multiplex do sistema CRISPR/Cas9 através do silenciamento do gene CcPDS, e a obtenção de plantas com redução do teor de cafeína através do silenciamento, via CRISPR/Cas9, dos genes das enzimas de biossíntese da cafeína: xantosina metiltransferase (XMT), 7-metilxantina metiltransferase (MXMT) e 3,7-dimetilxantina metiltransferase (DXMT). Para a avaliação da indução de ES direta foram utilizados explantes provenientes de folhas de plântulas in vitro e de folhas de plantas de casa de vegetação de C. canephora clone 22, submetidos a três diferentes tratamentos de indução. O mais eficiente para indução de ES direta foi o Meio 3, com 96,25% de eficiência de indução e média de 34 embriões por explante de folhas in vitro e 67% de eficiência de indução e média de 67 embriões por explante de casa de vegetação. Em ambos experimentos de edição genômica, foram utilizados calos embriogênicos de C. canephora clone 14 e diferentes construções gênicas multiplex, nas quais os sgRNAs estavam sob a regulação de promotores U6 de C. canephora ou Arabidopisis thaliana. Plântulas e embriões apresentando os fenótipos albino, variegado e verde foram obtidas na transformação com as construções contendo sgRNAs para o gene CcPDS, sendo que 71,4% das plantas avaliadas apresentaram algum tipo de mutação, a maioria em homozigose. Seis plantas possivelmente transformadas para o silenciamento dos genes de síntese de cafeína foram analisadas e cinco estavam efetivamente transformadas. Destas, apenas uma apresentou mutações nas regiões reconhecidas pelos sgRNAs, sendo uma mutação em heterozigose no segundo alvo do gene XMT, uma mutação também em heterozigose nos dois alvos do gene DXMT e nenhuma mutação observada no gene MXMT. Com os resultados obtidos, é possível concluir que a ES direta é uma estratégia muito mais rápida de regeneração de embriões de cafeeiro e o genótipo parece ter forte influência no sucesso de estratégias de silenciamento gênico em C. canephora, assim como os genes a serem silenciados, que podem afetar o desenvolvimento das plantas editadas.Item Área foliar remanescente, boro, zinco e sacarose na produção de mudas de Coffea arabica L. por miniestaquia(Universidade Federal de Lavras, 2022-11-30) Honda Filho, Cássio Pereira; Guimarães, Rubens JoséA mini estaquia pode ser considerada uma especialização da estaquia convencional. Basicamente consiste na utilização de brotações de plantas propagadas pelo processo de estaquia, ou mudas produzidas por sementes. Além disso, pode representar uma alternativa potencialmente viável para espécies lenhosas cujo processo de estaquia convencional resulta em percentual de enraizamento variável e baixa qualidade na formação de raízes, como é o caso da espécie Coffea arabica L. Objetivou-se avaliar a influência de boro, zinco, sacarose e a área foliar remanescente no enraizamento de miniestacas de Coffea arabica L. Foram então realizados dois experimentos em delineamento inteiramente ao acaso, dispostos em fatorial triplo 2x3x3, sendo: presença ou não de boro (experimento 1) ou zinco (experimento 2) na solução de enraizamento com AIB; sacarose a 0, 10 e 20% de concentração aplicada a cada 20 dias; níveis de área foliar remanescente nas miniestacas (25, 50 e 75%). Em ambos os experimentos se notou que a presença de B e Zn foram eficientes para um bom crescimento radicular; o aumento na concentração de sacarose na calda de pulverização foi benéfica para o crescimento radicular em ambos os experimentos; tratamentos com 75% de área foliar remanescente foram superiores aos demais tratamentos. Conclui-se que o atual protocolo de enraizamento de miniestacas de café arábica deve ser ampliado com: adição de B ou Zn na solução com AIB; utilização de doses de sacarose exógena a 20% de concentração em um intervalo de 20 dias; opção da manutenção de um maior percentual da área foliar remanescente para um enraizamento de miniestacas mais eficiente e homogêneo.Item Gene regulatory networks: co-expression modules of protein coding genes and small RNAS governing essential biological processes in Coffea arabica L.(Universidade Federal de Lavras, 2023-01-30) Ribeiro, Thales Henrique Cherubino; Chalfun Junior, Antonio; Meyers, Blake C.; Oliveira, Raphael Ricon deCoffee plants are the source of one of the most world-wide traded commodities. From harvesting, though processing to commercializing the coffee bean moves an international market that supports the livelihood of millions. The progressing understanding of how plants function at a cellular, molecular, and physiological level has enabled successive technological breakthroughs, this, in turn, has allowed a positive balance between the supply and demand for food. These successive breakthroughs of frontiers in agricultural knowledge are taking place along centuries of civilization. At this point, one of the most relevant frontiers of biology is at the molecular level. The understanding of how plants organize their physiological processes at the molecular level may be the way to finally balance agriculture with sustainable development. Advances in molecular biology are making this understanding possible by investigating how complex networks of regulatory elements coordinate the functioning of plants and other organisms. This thesis has the objective of contributing to the effort of revealing the functional dynamics of Coffea arabica metabolism using integrated biological data. From genome and transcriptome sequencing data of coffee samples, I was able to identify evolutionary phenomena such as gene balance, to predict and ascertain for the presence of metabolites, and to reveal multiple types of RNAs involved in control and/or developmental processes of flowering in Coffea arabica. Our discoveries regarding the organization and possible evolutionary trends of this genome can guide future works with the objective of maintaining the continuity of coffee.Item Respostas anatomofisiológicas de clone de Coffea canephora submetidos ao manejo de irrigação do Cerrado do Planalto Central(Universidade Federal de Lavras, 2020-12-22) Matos, Nagla Maria Sampaio de; Botelho, César Elias; Carvalho, Milene Alves de FigueiredoA região do Cerrado brasileiro apresenta grande potencial produtivo para a cultura do café, participando de aproximadamente 40% do âmbito nacional, devido ao fato de apresentar um clima favorável ao cultivo, topografia, uso de cultivares e mudas clonais mais adaptados, sistema de irrigação, dentre outros. Além disso, aproveitando o sistema irrigado e o clima bem definido, pode ser realizada a suspensão da irrigação no período de inverno, visando a sincronização de florada, resultando em maior produção de frutos cerejas. Objetivou-se com o presente estudo avaliar o comportamento de clones de Coffea canephora submetidos ao manejo de irrigação do Cerrado do Planalto Central, através de avaliações de características anatômicas, fisiológicas e bioquímicas, para a seleção de plantas que sejam mais adaptadas ao ambiente de cultivo. As avaliações foram realizadas em seis clones da espécie Coffea canephora, sendo quatro da variedade Robusta e duas da variedade Conilon, dos quais um é tolerante a seca (clone 14) e o outro sensível (clone 22). Foram realizadas avaliações em quatro períodos, nos anos de 2016 e 2017, compreendendo antes (APSI) e no final (FPSI) do período de suspensão da irrigação, dois dias (2dARI) e três meses após o retorno da irrigação (3mARI). Foram avaliadas características anatômicas foliares como densidade e relação diâmetro polar e equatorial dos estômatos, diâmetro, número e frequência dos vasos do xilema, área total do xilema, área total do floema, índice de vulnerabilidade e condutância hidráulica relativa. As características fisiológicas analisadas foram taxa fotossintética líquida, condutância estomática, taxa transpiratória, eficiência do uso da água, eficiência de carboxilação, potencial hídrico foliar, eficiência quântica potencial do fotossistema II, índices de clorofila A, B e total e conteúdo relativo de água. Foi avaliado ainda o sistema antioxidante enzimático através da dismutase do superóxido, catalase e peroxidase do ascorbato e não enzimático com a quantificação do ascorbato. Para avaliação do estresse ocasionado foram quantificados peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica e extravasamento de eletrólitos. Os clones 14, 8 e 125 apresentaram comportamentos semelhantes e maior desenvolvimento de características para sobreviver ao ambiente de cultivo, como alteração nas trocas gasosas, potencial hídrico relativamente alto sob deficiência hídrica, eficiência do uso da água, desenvolvimento e alteração nos vasos xilemáticos, responsáveis pelo transporte de água. Já o clone 30 apresentou maior sensibilidade, semelhante ao clone 22, com maior dano oxidativo quando expostos ao déficit hídrico. Já o clone 114 apresentou um mecanismo de sobrevivência intermediário. Conclui-se que os clones apresentaram diferentes estratégias de adaptação e sobrevivência frente ao déficit hídrico imposto.Item Técnicas inovadoras na produção de mudas de café por sementes e estacas(Universidade Federal de Lavras, 2021-02-12) Lima, Amador Eduardo de; Guimarães, Rubens JoséA produção de mudas com qualidade é importante para o desenvolvimento da cafeicultura, e a utilização de técnicas inovadoras de produção e clonagem podem auxiliar na melhoria genética e na qualidade das mudas. Sendo assim, objetivou-se com este trabalho, avaliar a produção de mudas de Coffea arabica e Coffea canephora em diferentes sistemas de produção e recipientes. Para o acompanhamento do crescimento das mudas foram avaliadas semanalmente a permanência de folhas, número de brotos e sobrevivência de estacas. Ao final dos processos de produção de mudas, foram realizadas análises de crescimento (altura da muda, diâmetro de caule, número total de pares de folhas, área foliar, área radicular, peso da matéria seca da parte aérea e raiz), fisiológicas (teores de clorofila a, b e total e condutância estomática) e anatômicas (microscopia eletrônica de varredura e microanálise de raios x). Mudas de Coffea arabica L. por estaquia, produzidas em sistema hidropônico modificado apresentam maior crescimento e melhores características anatômicas e fisiológicas que as produzidas em casa de vegetação com sistema de nebulização. Mudas obtidas por estaquia da espécie Coffea canephora, com utilização de tubetes de 50 ou 120 cm3 , apresentam em sistema hidropônico modificado, maior taxa de sobrevivência de estacas, além de maior crescimento e melhores características anatômicas e fisiológicas que as produzidas em viveiro. Mudas de Coffea arabica produzidas por sementes, apresentam melhor desenvolvimento em sistema inovador de produção de mudas de café em hidroponia modificada em combinação com o uso de sacos de polietileno como recipiente.Item Visão computacional aplicada a análise de frutos de C. Arabica(Universidade Federal de Lavras, 2023-03-16) Botega, Gustavo Pucci; Gonçalves, Flávia Maria AvelarAt coffee research centers, various traits are phenotyped by researchers. Some of these traits are directly determined by fruit phenotyping, such as ripening. Fruit ripening is an important trait to measure, because it allows for cultivars release with different ripening cycles, which is essential for farmers as it allows for the scaling of production and maximization of efficiency and profitability. However, measuring this trait in breeding programs presents several challenges. This study was divided into three chapters that present a comprehensive evaluation of coffee fruit and aspects associated with the selection and evaluation of ripening in Coffea arabica. In the first chapter, coffee fruits obtained from a phenotyping platform were thoroughly evaluated, by examining their morphological and color characteristics using computer vision. To achieve it, a classification model based on convolutional neural networks was created to classify the different stages of ripening. In the second chapter, images were synthesized from the generated image dataset to train a computer vision model based on the YOLO neural network architecture for direct classification and detection of coffee fruits in numerous scenarios and environments. In chapter 3, the objective was to establish the ideal sample size for ripening fruit evaluation and to verify the associated errors in adopting each sample size, as well as to demonstrate that the K-means clustering method can be an alternative to assist researchers in making decisions about the constituent genotypes of the breeding population. Detailed analysis was conducted on fruits from 21 cultivars, providing valuable information to researchers about their morphological and color characteristics. A total of 36.879 images of coffee fruits at different ripening stages were created. The use of the YOLO architecture allows for the direct evaluation of coffee fruits in different scenarios and environments, reducing and facilitating the process of phenotyping the trait. It was found that samples larger than 500 ml of fruits demonstrate an excellent sample size, and the use of the Kmeans technique to group data into different ripening cycles can be an excellent alternative for researchers, allowing for precise and efficient analysis.