SPCB - Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil
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Item Transcriptoma de C. arabica L. revela diferenças na expressão de genes envolvidos na biossíntese da rafinose(Embrapa Café, 2019-10) Ivamoto-Suzuki, Suzana Tiemi; Reis Junior, Osvaldo; Domingues, Douglas Silva; Santos, Tiago Benedito dos; Oliveira, Fernanda Freitas de; Girotto, Larissa; Ariyoshi, Caroline; Pot, David; Leroy, Thierry; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Carazzolle, Marcelo Falsarella; Pereira, Gonçalo Amarante Guimarães; Pereira, Luiz Filipe ProtasioCoffea arabica L. é uma cultura importante em vários países em desenvolvimento. Apesar de sua importância econômica, os dados do transcriptoma mínimo estão disponíveis para tecidos de frutas, especialmente o perisperma, onde vários compostos relacionados à qualidade do café são produzidos. Para compreender os aspectos moleculares relacionados ao desenvolvimento de frutos e grãos de café, relatamos uma análise transcriptoma em larga escala de folhas, flores e frutos. O sequenciamento da Illumina (RNA-seq) resultou em 41.881.572 sequências trimadas com alta qualidade. A montagem de novo gerou 65.364 unigenes com um comprimento médio de 1.264 pb. Um total de 24.548 unigenes foram anotados como genes codificadores de proteínas, dos quais 12.560 sequências eram completas para esta codificação (full lenghts). No processo de anotação, identificamos nove genes candidatos relacionados à biossíntese de oligossacarídeos da família da rafinose (RFOs). Estes açúcares conferem osmoproteção e são acumulados durante o desenvolvimento inicial dos frutos. Quatro genes dessa via tiveram o seu padrão transcricional validado pela reação em cadeia da polimerase via transcrição reversa quantitativa em tempo real (RT-qPCR). Este atlas transcriptômico de C. arabica fornece um importante passo para a identificação de genes candidatos relacionados a diversas vias metabólicas do café, especialmente aquelas relacionadas à composição química dos frutos e a qualidade da bebida. Nossos resultados são o ponto de partida para aumentar o conhecimento sobre as proteínas do café que são produzidas durante os estádios de floração e desenvolvimento inicial dos frutos.Item Expressão gênica em larga escala de raizes de Coffea arabica L.(Embrapa Café, 2015) Santos, Tiago Benedito dos; Silva, Juliana Costa; Soares, João Danillo Moura; Baba, Viviane Yumi; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Domingues, Douglas SilvaA utilização de novas tecnologias de sequenciamento em larga escala (454-mRNAseq) é uma frente inovadora de estudos para a biotecnologia do cafeeiro, promovendo a identificação e caracterização de novos componentes genômicos de interesse. Mudas de cafeeiro foram mantidas sob supressão de fontes nitrogenadas e suas raízes foram utilizadas para construção de bibliotecas de cDNA, que foram sequenciados utilizando a plataforma GS-FLX Titanium da Roche. Foram gerados um total 809.517 reads, os quais geraram 34.654 contigs. Por meio dos transcritos gerados pelo mRNAseq de raiz espera-se identificar e caracterizar molecularmente os genes envolvidos no transporte e metabolismo de nitrogênio no cafeeiro.Item Validação de marcadores microssatélites e diversidade genética de genótipos de Coffea arabica provenientes da Etiópia(Embrapa Café, 2015) Silva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Cação, Sandra Bellodi; Ferreira, Rafaelle Vecchia; Santos, Maria Aparecida; Ivamoto, Suzana Tiemi; Silva, Juliana Costa; Androcioli, Leonardo Godoy; Domingues, Douglas Silva; Leroy, Thierry; Charmetant, Pierre; Sera, Gustavo; Pereira, Luiz Filipe ProtasioO café é uma valiosa commodity agrícola, sendo sua bebida uma das mais populares do mundo. Apesar do sucesso dos programas de melhoramento em Coffea arabica, o desenvolvimento de novas cultivares é demorado, podendo levar mais de 20 anos. Além disso, a estreita base genética de C. arabica pode dificultar a obtenção de cultivares resistentes a pragas e a doenças ou tolerantes a estresses abióticos. Os acessos selvagens de C. arabica geneticamente distantes das variedades cultivadas proporcionam novos alelos para enriquecer sua variabilidade genética. O objetivo deste trabalho foi validar marcadores moleculares do tipo SSR em um painel de 24 acessos de C. arabica da coleção da Etiópia, realizar um estudo da diversidade, estrutura e seleção de genótipos para futuros trabalhos de introgressão no melhoramento. Neste trabalho foram utilizados 58 marcadores microssatélites (SSR) obtidos de análises in silico a partir de dados de RNA-seq da cultivar Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2, e 77 SSR obtidos de uma extensa revisão bibliográfica em C. arabica e/ou C. canephora. Dos 135 SSR utilizados, 122 resultaram em produtos de amplificação e 31 foram polimórficos no painel. Desses, 20 SSR foram altamente informativos com valores de PIC acima de 0,7, e sete são descritos pela primeira vez. Um total de 165 alelos foram obtidos com média de 5,3 alelos por loco. O estudo de diversidade e estrutura genética dos acessos separou os genótipos em três principais grupos. A utilização de marcadores SSR informativos assim como o estudo de diversidade e estrutura genética destes e dos demais acessos permitirá a criação de uma coleção nuclear, facilitando a conservação, acessibilidade e uso de recursos genéticos de cafeeiros da Etiópia.Item Identificação de novos acessos de Coffea arabica introduzidos na coleção da Etiópia do IAPAR(Embrapa Café, 2015) Ferreira, Rafaelle Vecchia; Andrade, Giselly Aparecida; Charmetant, Pierre; Leroy, Thierry; Domingues, Douglas Silva; Pereira, Luiz Filipe ProtasioMarcadores microssatélites foram utilizados na discriminação de novos acessos de Coffea arabica que foram introduzidos na coleção da Etiópia do IAPAR, provenientes de uma coleção similar na República de Camarões. Inicialmente 46 acessos de Camarões foram repassados para a Embrapa CPAC (Embrapa Cerrados – Planaltina-DF), onde ficaram em quarentena. Em seguida, estes acessos foram transferidos para o IAPAR, porém durante os processos de quarentena e transferência, alguns dos acessos foram misturados. Visando identificar corretamente os acessos e também validar os SSRs previamente identificados, todos os 46 acessos foram analisados em géis de poliacrilamida. Os 8 locos microssatélites utilizados geraram um total de 19 alelos, com uma média de 2,3 alelos por loco. A variação alélica foi de 2 a 3 alelos por loco. Para realizar as análises de divergência genética uma matriz de distância foi computada e utilizada para obter uma árvore (dendograma) de diversidade global. Observou-se 3 diferentes agrupamentos entre os acessos ET34, Java e ET19. A análise genotípica dos diferentes locos microssatélites indicou quais acessos corresponderiam corretamente a ET34, Java ou ET19, já que este último teve o papel de controle positivo. Os marcadores microssatélites foram eficientes para discriminar os acessos de C. arabica provenientes de Camarões e o número de locos utilizado (8) também foi suficiente para a separação entre os acessos com seus respectivos genótipos.Item Identificação e caracterização de microssatélites de Coffea arabica a partir de dados de sequenciamento de RNA e de BACs(Embrapa Café, 2013) Silva, Bruna Silvestre Rodrigues da; Cação, Sandra Bellodi; Ivamoto, Suzana Tiemi; Silva, Juliana Costa; Domingues, Douglas Silva; Pereira, Luiz Filipe ProtasioO café é uma das principais commodities agrícolas mundiais, sendo consumido regularmente por 40% de toda população. As espécies, Coffea arabica L. e Coffea canephora P. são as de maior importância respondendo por 65% e 35% da produção mundial, respectivamente. Em C. arabica, o desenvolvimento de novas cultivares é demorado, podendo levar mais de 20 anos para finalização dos trabalhos. Além disso, estreita base genética de C. arabica dificulta a obtenção de cultivares resistentes a várias pragas e doenças, assim como uma maior tolerância a estresses abióticos. A utilização de marcadores moleculares para análise da diversidade e seleção de genótipos representa uma importante ferramenta para auxiliar o melhoramento e tentar diminuir esses problemas. Neste trabalho foi realizada identificação e análise in silico de SSR’s a partir de dados de RNA-seq de Iapar 59 e de sequências de BACs de Hibrido de Timor 832/2 (CaHT). Para Iapar 59 foram analisados 77 contigs, encontrados 39 SSR’s e desenhados 21 pares de oligonucleotídeos. Para CaHT foram analisados também 77 contigs, encontrados 35 SSR’s e desenhados 29 pares de oligonucleotídeos. Os motivos com maior frequência foram di, tri e tetranucleotídeos, sendo (AT)n o motivo mais frequente entre os dois genótipos. Esta busca de sequências repetitivas é de grande importância para futura validação e aumento desses marcadores para estudos de diversidade genética, mapeamento, e associação com características agronômicas de interesse.Item Identificação de polimorfismos em genótipos de Coffea arabica de uma coleção da Etiópia(Embrapa Café, 2013) Yuyama, Priscila Mary; Pot, David; Dereeper, Alexis; Pointet, Stéphanie; Silva, João Batista Gonçalves Dias da; Sera, Gustavo Hiroshi; Sera, Tumoru; Charmetant, Pierre; Domingues, Douglas Silva; Leroy, Thierry; Pereira, Luiz Filipe ProtasioOs marcadores moleculares são ferramentas importantes para acelerar os programas de melhoramento. Para o cafeeiro, uma espécie perene, o uso de marcadores é particularmente desejável devido ao tempo e recursos gastos para o lançamento de uma nova cultivar. Duas espécies do gênero Coffea são responsáveis por quase toda a produção de café: Coffea arabica e C. canephora. Contudo, para C. arabica, o número de marcadores polimórficos é relativamente baixo comparado a C. canephora e outras culturas, uma vez que a espécie apresenta baixa diversidade genética. Muitos estudos com marcadores genéticos foram feitos para analisar a diversidade da C. arabica, mas os resultados não foram eficientes para a discriminação genotípica detalhada e mapeamento genético. O Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) possui uma coleção de 132 acessos de C. arabica originários da Etiópia, que apresentam variabilidade fenotípica com potencial para serem utilizados para exploração da diversidade. Neste sentido, este estudo buscou analisar a diversidade nucleotídica pela identificação de polimorfismos, SNPs e INDELs, de uma população do centro de origem de C. arabica, associado com o sequenciamento de nova geração. O RNA-seq de dois tecidos, frutos e folhas, de quatro genótipos de C. arabica de uma população da Etiópia, C. arabica cv. Mundo Novo e de um dos seus ancestrais de C. arabica – C. eugenioides, foram sequenciados pela metodologia Illumina HiSeq2000. Os reads obtidos foram processados e posteriormente as sequências foram mapeadas em uma referência de C. canephora para identificação dos polimorfismos. Foram feitas duas estratégias: i) na primeira estratégia, foi utilizado uma ferramenta chamada SNiPloid com critérios de cobertura para o polimorfismo identificado e ii) uma segunda estratégia que considera os polimorfismos encontrados diretamente dos arquivos de detecção dos polimorfismos. Os resultados identificaram um número grande de polimorfismos. Na primeira estratégia, foram encontrados pelo menos 5.500 SNPs potenciais para a genotipagem e na segunda, 103.791 SNPs potenciais. Para essa última, ainda é necessário estabelecer critérios e filtros para escolher os polimorfismos que serão inicialmente genotipados. Os dados também mostraram a importância de utilizar um grupo mais diverso de genótipos associado com o sequenciamento de nova geração para detecção de SNPs. Este trabalho será importante para direcionar futuros trabalhos na caracterização da diversidade genética em C. arabica, além de estudos de mapeamento genético por associação.Item Transcriptoma de frutos de Coffea arabica L. ao longo do seu desenvolvimento inicial(Embrapa Café, 2013) Ivamoto, Suzana Tiemi; Reis Junior, Osvaldo; Carazzolle, Marcelo Falsarella; Domingues, Douglas Silva; Pereira, Luiz Filipe ProtasioNeste trabalho foi realizado o seqüenciamento de RNA em larga escala de 12 bibliotecas de Coffea arabica cv. IAPAR59: folha, flor, frutos ao longo do seu desenvolvimento e frutos tratados com o indutor de metabolismo secundário metiljasmonato. Foram gerados no total 84.798.835 sequências (Illumina, HiSeq2000), que foram montadas em 127.600 contigs com tamanho médio de 1264bp, dos quais 65480 foram considerados como variantes de splicing únicos (unigenes). Neste trabalho, reportamos a montagem de novo do transcriptoma realizada com as sequências destas bibliotecas e os dados preliminares de anotação funcional e categorização. Trata-se do primeiro trabalho de sequenciamento Illumina com frutos de cafeeiro, que pode trazer importantes informações sobre genes candidatos relacionados a produção de compostos-chave envolvidos na qualidade do café e maturação de frutos.Item Efeito da ferrugem e da supressão de nitrogênio no nível transcricional do gene nitrato redutase (CaNR) em Coffea arabica L.(Embrapa Café, 2013) Santos, Tiago Benedito dos; Baba, Viviane Yumi; Soares, João Danillo Moura; Carvalho, Kenia de; Braghini, Masako Toma; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Domingues, Douglas SilvaO objetivo do trabalho é avaliar se a ferrugem do cafeeiro (Hemileia vastatrix) pode modular a resposta transcricional de um gene-chave na assimilação de nitrogênio (N), a nitrato redutase, em função da restrição do nutriente e da resposta do cultivar ao patógeno. Sabe-se que o estado nutricional da planta pode influenciar a severidade do ataque por patógenos. A ferrugem no cafeeiro é um problema recorrente em todas as regiões de cultivo, afetando desde a produtividade até a qualidade final da bebida. A despeito da importância da nutrição mineral para a produtividade e seu impacto na resposta à ferrugem, existem poucos estudos relacionados ao estabelecimento da relação molecular entre o estado nutricional do cafeeiro e resposta de defesa a patógenos. Duas cultivares – uma resistente e uma suscetível à ferrugem do cafeeiro - foram submetidas a regimes diferenciais de N e inoculadas com H. vastatrix. A análise por qPCR do gene CaNR em três períodos pós-inoculação evidenciou padrões transcricionais distintos entre as duas cultivares - a cultivar suscetível apresentou um pico de expressão em período anterior a cultivar resistente. Este estudo preliminar evidencia que fatores genotípicos e nutricionais podem influenciar na atividade de genes relacionados ao metabolismo de N, dando suporte a futuras análises bioquímicas que auxiliem na compreensão de respostas fisiológicas e moleculares relacionadas com a interação da resposta de defesa e o estado nutricional.Item CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES MINERAIS EM ACESSOS DA ETIÓPIA DE Coffea arabica(2011) Santos, Tiago Benedito dos; Meda, Anderson Rotter; Sitta, Renata Barrufaldi; Vespero, Eduardo Brandalize; Pavan, Marcos Antonio; Charmetant, Pierre; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Domingues, Douglas Silva; Embrapa - CaféO sucesso do manejo nutricional em plantas depende de diversos fatores, como características químicas, biológicas e físicas do solo, além da influência do genótipo. Apesar do manejo agronômico visando à adequação do solo para a cultura do cafeeiro estar bem estabelecido, pouco se sabe sobre o efeito do genótipo na absorção e acúmulo de nutrientes minerais. Tradicionalmente, o melhoramento genético do cafeeiro foca-se em características morfológicas, resistência a doenças e na produtividade; dessa forma, a exigência nutricional foi deixada em plano secundário ao longo deste processo. Com a necessidade cada vez maior de variedades que apresentem boa produtividade com impactos menores ao meio ambiente, a introgressão de características de genótipos silvestres é uma relevante estratégia para incremento da eficiência nutricional. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo caracterizar a concentração de nutrientes em 12 acessos silvestres de Coffea arabica provenientes da Etiópia, identificando genótipos de cafeeiro que apresentam acumulação diferencial de nutrientes minerais (N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, B e Mn) com relação a três tecidos: folhas, caule e raiz. Entre os acessos da Etiópia, destacou-se a concentração diferencial de P em folhas do acesso CAF032, e o acúmulo em raiz de N (CAF009), Zn (CAF131) e Mn (CAF023). Bourbon teve acúmulo diferencialmente menor de P no caule e maior de Ca na raiz e Catuaí Vermelho apresentou concentração diferencial de Mg no caule. O presente trabalho é uma importante contribuição na definição de genótipos silvestres de Coffea arabica com potencial de introgressão de características relacionadas à eficiência nutricional.