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Item Embriogênese somática indireta e poliploidia no gênero Coffea: base e aplicação(Universidade Federal do Espírito Santo, 2017-07-14) Sanglard, Natália Arruda; Clarindo, Wellington RonildoA embriogênese somática indireta (ESI) é uma das aplicações da cultura de tecidos que permite a manutenção, a propagação e a geração de novos germoplasmas. Assim, a partir do estabelecimento da ESI em quatro Coffea com diferentes níveis de ploidia (diploides Coffea canephora Pierre ex Froehner, Coffea eugenioides Moore, alotriploide “Híbrido de Timor” – HT, alotetraploide Coffea arabica L.), os objetivos do presente estudo foram: (a) verificar a influência das características cariotípicas (número de cromossomos, nível de ploidia e conteúdo de DNA nuclear) na ESI; e (b) duplicar o número de cromossomos do Coffea alotriploide HT ‘CIFC 4106’. Sob as mesmas condições in vitro, os quatro Coffea diferiram entre si durante todas as etapas da ESI. Os alopoliploides apresentaram maior número médio de calos embriogênicos friáveis (CEF), em tempo relativamente curto, e exibiram visualmente proliferação celular mais pronunciada. CEF de C. arabica resultaram em maior número médio de embriões somáticos cotiledonares maduros, seguido de HT e C. eugenioides com mesmo número médio, e C. canephora com o menor. A partir dos dados de ESI, análise do cariótipo e mensuramento do valor 2C nuclear dos diferentes germoplasmas, as respostas de ESI em Coffea foram relacionadas com o nível de ploidia. Com a ESI estabelecida, a duplicação cromossômica do alotriploide HT ‘CIFC 4106’, o anortoploide com 2n = 3x = 33 cromossomos, foi conduzida associando esse sistema in vitro com o tratamento envolvendo a colchicina. Um total de 65 plântulas foram regeneradas a partir dos CEF tratados com colchicina (0,5; 1,5 ou 2,5 mM) por 96 horas. Independentemente da concentração de colchicina empregada, 49,3% de hexaploides (2n = 6x = 66 cromossomos, 2C = 4,20 pg) foram obtidos. Além disso, a estratégia estabelecida (ESI/colchicina) resolveu os principais gargalos da duplicação cromossômica in vitro: baixa taxa de poliploides, alto número de mixoploides e alta taxa de mortalidade. Esse estudo gerou novos dados acerca das bases do entendimento da ESI e contribuiu com uma nova estratégia de duplicação cromossômica. Além disso, um novo germoplasma de Coffea, os hexaploides do HT ‘CIFC 4106’, foi gerado.Item Origin of the allotriploid “Híbrido de Timor” through a karyotype comparison with its Coffea ancestors(Universidade Federal do Espírito Santo, 2017-12-21) Oliveira, Stéfanie Cristina de; Clarindo, Wellington RonildoEntre as espécies Coffea, existe um híbrido natural denominado "Híbrido de Timor" (HT), encontrado na Ilha de Timor em 1927. HT 'CIFC 4106', o qual representa a primeira planta, possui 2n = 3x = 33 cromossomos e valor 1C DNA igual a 1C = 2.10 pg. O número cromossômico, o conteúdo de DNA e evidências geográficas, suportam uma possível origem alotriploide a partir da fusão de uma célula reprodutiva reduzida de Coffea arábica (2n = 4x = 44) com outra célula, também reduzida, de Coffea canephora (2n = 2x = 22). C. arábica, outro alopoliploide pertencente ao gênero, acumula estudos que buscam desvendar seus progenitores. Dados moleculares e cariotípicos sugerem que este alotetraploide verdadeiro seja formado a partir de uma célula reprodutiva reduzida de C. canephora (CC) e C. eugenioides (EE), seguido por um evento de poliploidização. Neste sentido, acredita-se que o genoma de C. arábica seja representado como C a C a E a E a .Com base nas evidências mencionadas, formulamos a seguinte hipótese: o genoma de HT 'CIFC 4106' é CC a E a ? O presente estudo caracterizou citogenicamente C. eugenioides, C. canephora, C. arábica e HT 'CIFC 4106'. A combinação de dados morfométricos, conteúdo de DNA nuclear e cromossômico e hibridização in situ fluorescente (FISH) com rDNA 5S, expandiu o conhecimento sobre a origem evolutiva e a estrutura do genoma de HT 'CIFC 4106'. O cariograma de HT 'CIFC 4106' evidenciou pares e grupos cromossômicos delimitados de acordo com o tamanho total, classes e conteúdos de DNA cromossômicos. Com base nessas características cariotípicas, foi possível inferir a presença de dois genomas idênticos em HT 'CIFC 4106', possivelmente de C. canephora (CC) e um genoma distinto (C. eugenioides, E). Os cromossomos de HT 'CIFC 4106' apresentaram classe, conteúdo de DNA idênticos aos cromossomos de C. eugenioides, C. canephora e C.arabica. Padrões de distribuição de sinais 5S em HT 'CIFC 4106' foram similares aos encontrados nos possíveis progenitores C. eugenioides e C. canephora. Os dados revelados neste estudo corroboram com a hipótese CC a E a do genoma de HT 'CIFC 4106'.Item Desenvolvimento, produtividade e genes de referência de genótipos de Coffea spp. sob temperaturas adversas(Universidade Federal do Espírito Santo, 2017-02-20) Martins, Madlles Queiroz; Partelli, Fábio LuizO aquecimento global pode promover mudanças no zoneamento agroclimatológico do cafeeiro, e consequêntimente no cenário mundial da cafeicultura. O objetivo geral deste trabalho foi de avaliar o desenvolvimento, produtividade e genes de referência de genótipos de Coffea spp. Sob temperaturas adversas. O trabalho foi dividido em 5 capítulos: Capítulos 1 e 2: O aumento do nível de CO 2 atmosférico e as elevadas temperaturas, podem promover alterações nas plantas. Neste caso os objetivos deste estudo foram: ocorrência de fotoinibição (PSII), seguida de uma caracterização dos mecanismos de proteção da planta, incluindo a dinâmica de pigmentos fotossintéticos, sistemas antioxidantes enzimáticos e não-enzimáticos, a quantificação da família rafinose Oligossacarídeos (RFOs), quantificação de proteína de choque térmico, o estudo detalhado de genes de referência para normalização em análise de expressão de genes selecionados com papéis potenciais na aclimatação por calor. O experimento foi realizado adotando-se o arranjo experimental do tipo fatorial simples, com delineamento inteiramente casualizado, sendo empregado dois fatores, compostos por dois níveis de CO 2 e outro com quatro níveis de temperatura. Foram utilizados dois genótipos de Coffea arabica (cv. Icatu e IPR 108) e um Coffea canephora (cv. Conilon clone 153), cultivadas em vasos de 80 L. O experimento foi realizado em duas câmaras de crescimento, com condições de clima controlado. A primeira câmara foi mantida a 380 ppm de CO 2 e a segunda câmara a 700 ppm de CO 2 . A temperatura foi então gradualmente aumentada de 25/20oC para 42/34oC em ambas as câmaras de crescimento a uma taxa de 0,5oC dia -1 , com 7 dias de estabilização a 31/25, 37/30 e 42/34oC para avaliações. As duas câmaras de crescimento foram mantidas com humidade relativa de 75%, radiação fotossinteticamente ativa de ca. 750-800 micromol m -2 s -1 e fotoperíodo de 12 h, de forma estável. Foi observada tolerância de calor relevante até 37/30oC para ambos [CO 2 ] (380 ppm e 700 ppm), em todos os genótipos. Essa tolerância foi alcançada com o suporte de várias moléculas protetoras (neoxantina, luteína, carotenos, TOC, HSP70, rafinose), alterações das atividades de enzimas antioxidantes (SOD, APX, QR, CAT) e pela expressão sobre-expressão de alguns genes (ELIP e Chape 20). À 42/34oC a fotoinibição foi manifestada, especialmente nas plantas cultivadas a 380 ppm e no genótipo Icatu. Observou- se sobre-expressão no genótipo cv. Conilon clone 153 à temperatura mais elevada, de acordo com a sua melhor tolerância a temperaturas elevadas. TOC e HSP70 foram particularmente relevantes em genótipos de C. arabica. No geral, os resultados obtidos mostraram que o alto [CO 2 ] atenuou o impacto do calor por meio de maior funcionamento fotossintético, sobre-regulação de moléculas protetoras, bem como pela maior atividade de algumas enzimas antioxidantes. Referente ao estudo de genes de referencia, o ranking final obtido com RefFinder classificou o MDH como o gene mais estável para utilização e normalização para análise de expressão de genes, independente do estresse avaliado neste estudo. Capítulos 3, 4 e 5: Levando em consideração o aumento de temperatura previsto pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), pode- se imaginar que algumas áreas agrícolas produtoras de C. arabica poderão se tornar inaptas. Neste sentido plantas de C. canephora possivelmente poderão ocupar essas áreas, por serem plantas que se adaptam melhor a condições estressantes promovidas pelo calor e temperaturas frias positivas. Neste contexto vê-se a necessidade de experimentar genótipos de C. canephora em regiões as quais possuem o risco de mudança de zoneamento agrícola do C. arabica para C. canephora, como é o caso deste estudo. Os objetivos destes estudos foram de: (a) avaliar a capacidade produtiva de 28 diferentes genótipos de Coffea canephora desenvolvidos no clima de altitude elevada. (b) Caracterizar a taxa de crescimento de genótipos de Coffea canephora cultivados em altitude elevada. (c) Identificar genótipos com potencial para ser cultivado na região sul do cerrado de Goiás. O experimento foi realizado no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano Campus Morrinhos, Goiás. Utilizando-se 28 genótipos de C. canephora, multiplicados por clones e sementes. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com quatro repetições, sendo cada repetição composta por cinco plantas. Foram avaliadas as características: Produtividade em sacas/ha em quatro safras, taxa de crescimento e quantificação de nutrientes acumulados nas folhas coletadas no inverno e verão. Os resultados obtidos para o cultivo de C. canephora em altitude revelam variabilidade genética entre os genótipos, condição que favorece a obtenção de ganhos com a seleção clonal, também foi observado elevada herdabilidade, resultado que indica a alta precisão quanto a seleção de genótipos superiores. Os genótipos de C. canephora que se destacaram em produtividade, estabilidade e adaptabilidade foram: os genótipo 3V da variedade “Vitória”; NV2; NV8; P1; VERDIM TA e A1, deve-se considerar que dentre esses seis genótipos considerados superiores existem diferentes graus de similaridade o que depende da característica em questão. As taxas de crescimento de ramos plagiotrópicos e ortotrópicos dos materiais genéticos de C. canephora foram afetados negativamente durante período em que as temperaturas mínimas foram abaixo de 17oC. Para a maioria dos nutrientes observa-se maiores valores médias em folhas coletadas no inverno. A análise de componentes principais indica que os grupos de genótipos de C. canephora alteram as relações entre objetos (genótipos) e descritores (teor de nutrientes) de acordo com e época de coletadas das folhas (inverno e Verão).Item Respostas morfofisiológicas e herança materna para tolerância à seca em progênies de café conilon(Universidade Federal do Espírito Santo, 2017-02-22) Sobreira, Franciele Barros de Souza; Soares, Taís Cristina BastosO café é atualmente uma das principais commodities no Brasil. Dentre muitos trabalhos realizados visando a melhoria desta cultura, a busca por materiais mais adaptados as variações climáticas, em especial à seca, tem se destacado. Este fato se deve, principalmente, às mudanças climáticas que estão ocorrendo em muitas regiões brasileiras. A análise morfológica e fisiológica nas plantas tem auxiliado na seleção de genótipos tolerantes à seca, para avaliação de superioridade em programas de melhoramento genético. O objetivo deste trabalho foi avaliar características morfofisiológicas em progênies de café conilon submetidas à seca, avaliando a morfologia das plantas, fotossíntese e quantificação química dos tecidos foliares, para verificar a variabilidade das progênies, avaliar a possibilidade de herança materna extracromossômica para tolerância à seca e identificar genótipos mais tolerantes à seca. O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental do Incaper de Marilândia – ES e utilizou-se duas populações de Coffea canephora, derivadas do cruzamento entre o clone 109, suscetível, e o clone 120, tolerante à seca (120x109 e 109x120). Para avaliação do experimento e conclusões dos resultados foi utilizado à estatística descritiva e análises de componentes principais (ACP). Observou- se, através das medidas de posição e dispersão que, houve muitas modificações entre as variáveis ao longo do período das análises (Julho/2015, dezembro/2015 e abril/2016), ampla variabilidade entre os indivíduos dentro de cada época de avaliação e que abril de 2016 foi o período mais crítico de seca, dentre os períodos avaliados, ocorrendo, na maioria das vezes, diminuições das médias dos parâmetros analisados e maiores variações nas progênies. Em julho e dezembro de 2015 a população 109x120 apresentou as maiores médias, porém em abril de 2016 a população 120x109 exibiu maiores médias. Estas alterações foram aliadas a herança materna extracromossômica, principalmente cloroplastídica, devido às diferenças nas médias dos cruzamentos recíprocos, para maioria das variáveis. Houve uma maior manifestação das características do clone 109, como mãe receptora de pólen, em julho e dezembro de 2015, nas progênies 109x120, período de maior hidratação das plantas. Em abril de 2016, período crítico de seca, houve maior manifestação do clone 120, na população 120x109, por isso apresentou melhores médias. Em virtude das variabilidades observadas entre os indivíduos, foram utilizadas as ACP para identificar os parâmetros que melhor representassem a variação entre os indivíduos. Foram avaliados dez parâmetros em julho, nove em dezembro e abril, em todos os indivíduos, demonstrando que aproximadamente 80% da variação observada pode ser explicada por cinco e seis componentes principais (CP) na população 120x109, e quatro e cinco componentes na 109x120. Cada CP representou uma proporção da variação e foi correlacionado em diferentes graus aos parâmetros medidos. Atentou-se para as informações do CP1 e CP2, em abril de 2016, verificando uma melhor condição de crescimento na população 120x109, devido à alta correlação positiva com RAF (razão da área foliar), AFU (área foliar unitária), AFE (área foliar específica), FT (fenol total), prolina e ETR (taxa de transferência de elétrons), que são importantes correlações entre as variáveis, para o desenvolvimento das plantas em condições de estresse hídrico. Devido as diferentes correlações das ACP com os parâmetros, foi realizado um agrupamento hierárquico UPGMA, baseado na distância euclidiana média, para discriminar as diferenciações entre os indivíduos. Para a população 120x109, foram identificados oito grupos em julho/2015, dez em dezembro/2015 e sete em abril/2016. Para a população 109x120, quatro grupos em julho/2015, três em dezembro/2015 e três em abril/2016. Baseado na média dos grupos para cada parâmetro constatou-se que em abril de 2016, período crítico de seca, alguns indivíduos conseguiram manter melhores características morfofisiológica, como as apresentadas nos grupos 3, 5 e 7, representados pelos indivíduos 1, 2, 12, 13, 17, 26, 28, 50 e 58 da população 120x109, demonstrando destaque fenológico para tolerar mais à seca, sendo as variáveis AFE, RAF, A, ETR, gs e A/gs, mais relevantes na discriminação dos genótipos. Os genótipos 1, 26, 56 e 58, exibiram maior dissimilaridade, porém o indivíduo 56 foi mais caracterizado como susceptível à seca. Foi demonstrado também que existem outros indivíduos que possuem características semelhantes com os selecionados para tolerância e, que, merecem ser melhor explorados, como os indivíduos 8, 9, 14, 22, 25, 29 para tolerância e os genótipos 20, 21, 23, 31, 32, 33, 34, 35 para susceptibilidade à seca. Em síntese, grande parte dos mecanismos de resistência à seca, no café conilon, são governados por herança materna extracromossômica e foi possível identificar genótipos mais tolerantes à seca.Item Caracterização morfofisiológica e biométrica de genótipos de Coffea arabica em sistema adensado(Universidade Federal do Espírito Santo, 2014-12-04) Rodrigues, Wagner Nunes; Tomaz, Marcelo AntonioA quase totalidade das lavouras de café arábica no Espírito Santo é desenvolvida em regime familiar e em relevo de montanha, gerando um cenário com condições propícias para a recomendação do cultivo adensado aliado ao uso de cultivares melhoradas que se adaptem a esse sistema de cultivo. Objetivou-se, nesse estudo, caracterizar o desenvolvimento e o potencial produtivo de cultivares de cafeeiro arábica com potencial para o sistema de cultivo adensado, de modo a fornecer informações para embasar uma recomendação de cultivares mais criteriosa para esse cenário de produção. Foram avaliadas 16 cultivares de cafeeiro arábica, instaladas em campo de competição, em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Foi utilizado o espaçamento de 2,0 x 0,6 m, configurando um sistema de cultivo adensado, totalizando 8.333 plantas por hectare. As plantas foram avaliadas ao longo das fases fenológicas dos primeiros quatro ciclos reprodutivos, sendo realizadas avaliações de características relacionadas ao seu crescimento vegetativo, à capacidade produtiva, à fitossanidade, à alocação de biomassa e às trocas gasosas. Os resultados mostram existência de variabilidade para quase a totalidade das características avaliadas, com considerável influência do efeito genotípico. No estudo das características de ramos plagiotrópicos, IAPAR 59 e Catiguá MG2 apresentaram maior dissimilaridade. Adicionalmente, fortes correlações foram observadas entre as diversas características dos ramos plagiotrópicos, revelando a possibilidade de exploração simultânea das mesmas. Catiguá MG2, Araponga MG1, Tupi e Sacramento MG1 apresentaram crescimento vigoroso no sistema de cultivo adensado, com taxas de crescimento consideráveis ao longo das fases do ciclo fenológico. Catuaí IAC 81, Acauã e Sacramento MG1 se destacaram pela intensidade de suas trocas gasosas ao longo do ciclo fenológico, apresentando indícios de melhor aproveitamento das condições do cultivo adensado. Araponga MG1, Pau-Brasil MG1 e Tupi 81 se destacaram em termos de produção de frutos, sendo, dentre estes, Araponga MG1 o mais estável e com maior rendimento. Os genótipos também apresentaram variabilidade em relação ao seu nível de resistência a doenças de ocorrência natural na região do Caparaó-ES. Para o cultivo adensando, os genótipos Katipó, Paraíso MG H419-1, H419-3-3-7-16-4-1-1, Araponga MG1, Catucaí Amarelo 24/137, Catiguá MG2, Sacramento MG1, Pau-Brasil MG1, Catiguá MG3, Oeiras MG6851 e Tupi apresentaram maior resistência a ferrugem; e os genótipos Paraíso MG H419-1, Catiguá MG2, Pau-Brasil MG1, Catiguá MG3, OeirasA quase totalidade das lavouras de café arábica no Espírito Santo é desenvolvida em regime familiar e em relevo de montanha, gerando um cenário com condições propícias para a recomendação do cultivo adensado aliado ao uso de cultivares melhoradas que se adaptem a esse sistema de cultivo. Objetivou-se, nesse estudo, caracterizar o desenvolvimento e o potencial produtivo de cultivares de cafeeiro arábica com potencial para o sistema de cultivo adensado, de modo a fornecer informações para embasar uma recomendação de cultivares mais criteriosa para esse cenário de produção. Foram avaliadas 16 cultivares de cafeeiro arábica, instaladas em campo de competição, em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Foi utilizado o espaçamento de 2,0 x 0,6 m, configurando um sistema de cultivo adensado, totalizando 8.333 plantas por hectare. As plantas foram avaliadas ao longo das fases fenológicas dos primeiros quatro ciclos reprodutivos, sendo realizadas avaliações de características relacionadas ao seu crescimento vegetativo, à capacidade produtiva, à fitossanidade, à alocação de biomassa e às trocas gasosas. Os resultados mostram existência de variabilidade para quase a totalidade das características avaliadas, com considerável influência do efeito genotípico. No estudo das características de ramos plagiotrópicos, IAPAR 59 e Catiguá MG2 apresentaram maior dissimilaridade. Adicionalmente, fortes correlações foram observadas entre as diversas características dos ramos plagiotrópicos, revelando a possibilidade de exploração simultânea das mesmas. Catiguá MG2, Araponga MG1, Tupi e Sacramento MG1 apresentaram crescimento vigoroso no sistema de cultivo adensado, com MG 6851, Tupi, Catuaí IAC 44, Catuaí IAC 81 e Catuaí IAC 144 apresentaram maior resistência a cercosporiose.