UFLA - Teses
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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 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 Fermentação de frutos de café com inoculação sequencial de Lactobacillusplantarum e Saccharomyces cerevisiae(Universidade Federal de Lavras, 2020-12-04) Rabelo, Mariane Helena Sances; Borém, Flávio MeiraCulturas iniciadoras mistas formadas por bactérias do ácido lático e leveduras utilizadas na produção alimentos fermentados, inclusive de café, são uma alternativa favorável a qualidade sensorial e segurança alimentar do produto final. Desta forma, dois artigos foram desenvolvidos com objetivo geral de avaliar o efeito da fermentação de frutos de café com inoculação sequencial de Lactobacillus plantarum seguido de Saccharomyces cerevisiae nas características sensoriais da bebida e na composição química dos grãos. Além disso, o efeito do tempo total de fermentação dos frutos também foi avaliado. O primeiro artigo teve como objetivo avaliar o efeito da fermentação de frutos de café com inoculação sequencial de Lactobacillus plantarum seguido de Saccharomyces cerevisiae em dois tempos de fermentação nas características sensoriais de aroma e sabor da bebida e na composição volátil dos grãos torrados; o segundo artigo objetivou avaliar o efeito da fermentação de frutos de café com inoculação sequencial de Lactobacillus plantarum seguido de Saccharomyces cerevisiae em dois tempos de fermentação nos atributos sensoriais doçura, acidez, amargor, corpo, adstringência, finalização e nota final da bebida e no perfil de ácidos orgânicos, composto bioativos e perfil de ácidos graxos dos grãos. O aroma e o sabor da bebida do café fermentado com inoculação sequencial apresentaram complexidade, com predominância de notas sensoriais frutadas e fermentadas, também foi observado que essa técnica contribuiu para maior acidez na bebida e maior nota final do café. O tempo total de fermentação de 48h foi ideal para obtenção de maior pontuação para os cafés produzidos com inoculação sequencial. Além disso, foram identificados 47 compostos voláteis, sendo que, os principais compostos presentes nos grãos torrados foram furfuryl acetate, thiophene, pyridine e 1- methylpyrrole. Foi observado um maior conteúdo dos ácidos lático, málico, cítrico e succinico nos grãos. Portanto, essa pesquisa mostrou que a técnica de inoculação sequencial de culturas iniciadoras mistas é promissora na produção de cafés naturais especiais.Item Influência da interação genótipos por ambientes no melhoramento do cafeeiro(Universidade Federal de Lavras, 2018-12-13) Velasquez, Gustavo Alvares; Gonçalves, Flávia Maria Avelar; Botelho, César EliasO cafeeiro é uma planta perene de ciclo produtivo longo, com acentuada bienalidade. Portanto, são necessários vários anos consecutivos de avaliação da produção, para se estimar o potencial produtivo dos genótipos, o que demanda rigor e precisão nos métodos estatísticos de seleção. A abordagem de modelos mistos permite a seleção de genótipos com um número menor de colheitas, por meio da estimação de parâmetros genéticos e predição de valores genéticos mais acurados. O presente trabalho teve como objetivos avaliar a influência da interação genótipos por ambientes na seleção de genótipos, em diferentes grupos de cultivares de cafeeiro em ambientes-teste e verificar se é possível reduzir o número de colheitas para a seleção de progênies de Coffea arabica, quando se utiliza a abordagem de modelos mistos. Foram avaliados três grupos de experimentos de cafeeiro, conduzidos pela Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG): 1°) 11 genótipos de Icatu e quatro testemunhas; 2°) 15 genótipos de Catuaí e cinco testemunhas; 3°) 34 genótipos de Mundo Novo e uma testemunha. Os experimentos foram implantados nas fazendas particulares Ouro Verde em Campos Altos-MG e Resplendor em Capelinha-MG. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados, com quatro repetições e seis plantas por parcela. Foram analisados dados de seis colheitas consecutivas, 2001/2002 a 2006/2007. Foram realizadas análises individuais por colheita, no esquema de parcelas subdivididas no tempo de colheitas, em cada local e conjunta de locais de produtividade (sc/ha) pela abordagem de modelos mistos, por meio do software R, utilizando-se do pacote Asreml. Estimou-se a correlação classificatória de Spearman entre os valores genéticos preditos (BLUP), considerando as colheitas combinadas e o número total de colheitas. Além disso, estimaram-se o ganho genético e o índice de coincidência com intensidades de seleção de 10, 20 e 30%, para todas as análises. A presença de interação genótipos x ambientes evidencia baixa ou não coincidência dos genótipos nos diferentes ambientes, dificultando a recomendação e lançamento de novas cultivares para as regiões cafeeiras em Minas Gerais. Não é possível realizar a seleção antecipada, antes da quarta colheita, para os genótipos dos grupos de Icatu, de Catuaí e de Mundo Novo.Item Fungos endofíticos de cafeeiro produtores de compostos orgânicos voláteis e enzimas extracelulares(Universidade Federal de Lavras, 2016-09-23) Monteiro, Mônica Cristina Pereira; Cardoso, Patrícia GomesMicro-organismos endofíticos habitam o interior das plantas, tanto na parte aérea, como caules e folhas, quanto em raízes, sem ocasionar prejuízo aos seus hospedeiros. As interações dos endófitos com suas plantas hospedeiras são benéficas e podem estar relacionadas à sanidade das plantas, controlando nematoides, insetos e outros organismos. Este trabalho foi realizado com os objetivos de identificar fungos endofíticos isolados de Coffea arabica produtores de compostos orgânicos voláteis (COVs); avaliar o efeito dos COVs produzidos por fungos endofíticos sobre o crescimento de Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Phoma sp., Botrytis cinerea, Fusarium solani, Fusarium verticillioides, Cercospora coffeicola, Aspergillus ochraceus e Pestalotia longisetula; selecionar fungos endofíticos com potencial para o controle biológico de A. ochraceus inoculados em grãos de café e F. verticillioides inoculados em sementes de milho; identificar COVs produzidos pelo fungo endofítico Acremonium sp. (C19) utilizando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS) e avaliar a produção de enzimas extracelulares. Doze fungos endofíticos foram identificados como Muscodor spp. (9), Simplicillium sp. (2) e Acremonium sp. (1). Os compostos voláteis produzidos por estes fungos inibiram o crescimento de diferentes fungos fitopatogênicos com diferentes eficácias. Muscodor coffeanum (COAD 1842) apresentou efeito fungicida contra A. ochraceus em grãos de café. O crescimento de F. verticillioides foi inibido por seis fungos endofíticos, Muscodor coffeanum (1842,1899,1900), M. vitigenus (C20) e Simplicillium sp. (C18). Em relação aos COVs produzidos por Acremonium sp., verificou-se redução significativa no crescimento de fungos fitopatogênicos, entretanto, os fungos A. ochraceus e F.oxysporum foram menos susceptíveis aos COVs. O perfil de COVs de Acremonium foi investigado utilizando-se a técnica headspace SPME/GC-MS e os compostos encontrados pertencem a diferentes classes químicas. Em relação à produção de enzimas, todos os fungos foram produtores das enzimas celulases e pectinases, 11 produziram lipase, 9 produziram fitase e protease, e 4 produziram amilase. A atividade específica de endo β-1,4 glucanase e exo β-1,4 glucanase foi detectada para 12 e 10 fungos endofíticos, respectivamente. Este estudo demonstra que os fungos endofíticos isolados de Coffea arabica são fontes promissoras de metabólitos bioativos.Item Tecnologias de fertilizantes nitrogenados na cafeicultura(Universidade Federal de Lavras, 2017-12-02) Chagas, Wantuir Filipe Teixeira; Silva, Douglas Ramos GuelfiA aplicação de fertilizantes nitrogenados estabilizados, de liberação lenta, controlada e blends pode reduzir as perdas de N-NH3 em comparação à ureia convencional. Essa redução nas perdas de N pode aumentar o aproveitamento e a recuperação do N pela planta. No capítulo 1, objetivou-se avaliar as características de crescimento, nutricionais, fisiológicas e a eficiência agronômica da adubação nitrogenada com fertilizantes estabilizados, de liberação lenta, controlada e blends no crescimento de mudas do cafeeiro. O experimento foi realizado em casa de vegetação em vasos com volume de 14 L. Os seguintes fertilizantes nitrogenados foram aplicados na dose de 10 g vaso -1 de N, parceladas em três aplicações com intervalo de 50 dias entre cada aplicação: Ureia convencional; Nitrato de Amônio; Ureia + formaldeído; Polyblen Extend® ; Polyblen Montanha® ; Ureia + Poliuretano; Ureia + resina plástica; Sulfato de Amônio + CaCO3 e o controle, sem aplicação de N. Os maiores valores de altura de plantas, massa seca total de plantas, área foliar e acúmulo de N na folha e na planta inteira foram encontrados com a aplicação do Polyben Extend® . A aplicação do Polyben Extend® também promoveu maior eficiência agronômica e aumentou a taxa fotossintética e o índice relativo de clorofila nas mudas do cafeeiro ao final do período de condução do experimento. No segundo capítulo, o objetivo foi quantificar as perdas de N por volatilização de amônia e suas alterações nos parâmetros nutricionais, na produtividade e na eficiência agronômica, após a aplicação de fertilizantes nitrogenados convencionais e blends em cobertura no cafeeiro em produção, no ano agrícola de 2014/2015 e 2015/2016. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados com seis tratamentos: T1 = Ureia granulada aplicada na dose de 450 kg de N ha-1 ano-1 (100% da dose recomendada) em três parcelamentos iguais com intervalo de 50 dias; T2 = Nitrato de amônio aplicado na dose de 450 kg de N ha-1 ano-1 (100% da dose recomendada) em três parcelamentos iguais com intervalo de 50 dias; T3 = Polyblen Extend® (100% da dose recomendada) aplicado em dois parcelamentos (70% da dose total de N no 1o e 30% no 2o parcelamento); T4 = Polyblen Extend® (70% da dose recomendada): aplicado na dose de 315 kg de N ha-1 ano-1 em dois parcelamentos (70% da dose total de N no 1o e 30% no 2o parcelamento); T5 = Polyblen Montanha® (100% da dose recomendada) sem parcelamento; T6 = Polyblen Montanha® (70% da dose recomendada) sem parcelamento, com três repetições. No total dos dois anos, a ureia promoveu as maiores perdas por volatilização de N-NH3 (165,6 kg ha-1 de N) quando comparado com os demais fertilizantes nitrogenados aplicados no cafeeiro. O nitrato de amônio promoveu menor perda de N por volatilização (3,8 kg ha-1 de N). O Polyblen Extend® e o Polyblen Montanha® reduziram as perdas por volatilização em comparação a ureia. Dentre os blends, o Polyblen Montanha® -70% proporcionou menor perda de N-NH3 (43,6 kg ha-1 de N). Na média dos dois anos, a aplicação de nitrato de amônio e dos blends (63,3 sacas ha-1) aumentaram a produtividade do cafeeiro em comparação à aplicação de ureia (52,8 sacas ha-1). O Polyblen Extend® e o Polyblen Montanha® promoveram a mesma produtividade aplicando 100 e 70% da dose recomendada. O Nitrato de amônio e o Polyblen Montanha® - 100% apresentaram maior Índice de Eficiência agronômica relativa. A ureia promoveu menor eficiência agronômica entre os fertilizantes nitrogenados. No terceiro capítulo, o objetivo foi avaliar a influencia da aplicação de fertilizantes convencionais e “blends” na granulometria e composição química do café. Na média dos dois anos, o nitrato de amônio, Polyblen Montanha® 100% e Polyblen Montanha® 70% promoveram maior percentual de grãos chato graúdo. Ao final dos dois anos, o nitrato de amônio, Polyblen Extend® 100%, Polyblen Montanha® 70% e Polyblen Montanha® 100% promoveram maior acúmulo de cafeína nos grãos de café. E o nitrato de amônio e o Polyblen Montanha® 100% promoveram o maior acúmulo de açúcares totais.Item Desempenho agronômico de progênies de Coffea arabica L. em sistema irrigado e sequeiro(Universidade Federal de Lavras, 2017-11-14) Pereira, Vinícius Alves; Mendes, Antônio Nazareno GuimarãesPrevisões climáticas sinalizam para o aumento do aquecimento global nas próximas décadas, o qual poderá ser acompanhado por um aumento dos períodos de seca. O déficit hídrico pode ser considerado um dos principais fatores limitantes do crescimento do cafeeiro, visto que, em qualquer região produtora de café, não apenas no Brasil, a seca é considerada o principal estresse ambiental capaz de afetar o desenvolvimento e a produção do cafeeiro. Diante desses fatos, objetivou-se com este trabalho a seleção de progênies de cafeeiros que apresentem maior tolerância ao déficit hídrico, provenientes do programa de melhoramento genético do cafeeiro da EPAMIG, por meio de análises fitotécnicas, a fim de encontrar um ou mais genótipos que apresentem elevada tolerância à seca, para posterior seleção e avanços no programa de melhoramento. O experimento foi implantado no Município de Diamantina - MG, em uma propriedade particular denominada Fazenda Sagarana, localizada na região do vale do Jequitinhonha. Foram plantados, na área, 10 genótipos de café arábica promissores, com características de tolerância à seca do Programa de Melhoramento Genético da EPAMIG, em condições de sequeiro e irrigado, com quatro repetições, totalizando 80 parcelas e o método de irrigação utilizado foi por gotejamento. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados em faixas com parcelas subdivididas no tempo. Foram avaliadas características de crescimento como altura, diâmetro de copa e caule, índice de área foliar, produção, rendimento, peneira, queda de frutos e volume e área das raízes. Os resultados mostraram que os genótipos 7 (H-419-5-2-4-18), 9 (H-419-5-4-5-6-1), 12 (H-419-6-2-7-1-1) e 19 (H-516-2- 1-1-7-1) foram os que apresentaram maior produtividade dentre os dez genótipos avaliados. Com relação à queda de frutos, todos os genótipos seguiram a mesma tendência, ocorrendo maior queda na fase de chumbão tanto para as condições de sequeiro ou irrigado.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 Expression of the CcDREB1D promoter in coffea arabica: functional genomics and transcriptome analysis(Universidade Federal de Lavras, 2017-04-20) Torres, Luana Ferreira; Diniz, Leandro Eugenio CardamoneA mudança climática está colocando um grande desafio para a produção mundial de café e uma das estratégias para superar esses problemas consiste na geração de culturas com maior tolerância à seca e outros estresses abióticos, através de abordagens biotecnológicas e avançadas técnicas de melhoramento molecular. Ao longo de sua evolução, as plantas desenvolveram uma série de mecanismos de tolerância ao estresse abiótico. No entanto, a ativação desses mecanismos varia dependendo da espécie da planta, que determina o seu nível de tolerância ao estresse. A elucidação da função dos genes de tolerância ao estresse e também do processo de defesa vegetal nestas condições é de fundamental importância para a obtenção de variedades agrícolas mais resistentes, o que consequentemente pode contribuir para a redução de perdas nas culturas em condições climáticas adversas. Estudos recentes resultaram na identificação de muitos genes candidatos em Coffea para tolerância à seca apresentando perfis de expressão diferencial contrastantes entre genótipos. Entre estes genes, os DREBs estão envolvidos na via de resposta ao estresse hídrico como os fatores de transcrição vegetais que regulam a expressão de muitos genes induzíveis por estresse e desempenham um papel crítico na melhoria da tolerância ao estresse abiótico das plantas através da interação com um cis –elemento (DRE/CRT) presente na região promotora de vários genes responsivos ao estresse abiótico. Entre outros DREBs, o gene CcDREB1D mostrou um aumento nos níveis de mRNA durante a aclimatação por estresse de seca. Isto indica uma regulação distinta para a expressão de genes homólogos nos dois genótipos e sugere que este gene pode contribuir para a diversidade observada entre genótipos. Atualmente, as estratégias de sequenciamento de alto desempenho do transcriptoma (RNA-Seq) permitem gerar um grande volume de dados, a baixo custo e em um curto período de tempo. Esta informação permite a realização de estudos de perfis transcripcionais e redes genéticas numa compreensão aprofundada de vários perfis de genes. Diante deste contexto, o capítulo 1 apresenta uma revisão de literatura englobando desde as características de origem e comerciais do café até o estudo de genes e seu transcriptoma. O Capítulo 2 compreendeu o estudo de três haplótipos do promotor CcDREB1D isolados de clones tolerantes e sensíveis à seca de C. canephora avaliando a capacidade do promotor para controlar a expressão do gene repórter uidA em resposta ao déficit hídrico. O Capítulo 3 compreendeu o estudo do haplótipo pHP16L isolado de C. canephora e sua participação na expressão do gene repórter uidA em resposta aos estresses de seca, altas e baixas temperaturas, alta intensidade luminosa e aplicação exógena de ABA, acompanhados de dados de RT-qPCR. O capítulo 4 compreendeu analisar as condições de expressão do haplótipo pHP16L do promotor DREB1D sob uma faixa representativa dos estresses abióticos mais comuns, utilizando a técnica de RNA-seq como ferramenta para entender o mecanismo de tolerância ao estresse das plantas e a expressão dos genes estresse induzido bem como dos genes DREBs, acompanhados de validação dos dados pela técnica RT-qPCR.