SPCB - Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil
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Resultados da Pesquisa
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 IDENTIFICAÇÃO DE CLONES BAC COM MARCADORES MOLECULARES VISANDO A INTEGRAÇÃO DE MAPAS FÍSICOS E GENÉTICOS(2011) Cação, Sandra Maria Bellodi; Silva, Nathalia Volpi e; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Embrapa - CaféBibliotecas BAC (Cromossomo Artificial de Bactéria) têm sido muito utilizadas para suporte de trabalhos de mapeamento físico, clonagem posicional, mapeamento comparativo e estudos de evolução de genomas. Visando realizar o mapeamento físico em Coffea arabica, iniciamos a identificação e caracterização de clones BAC de uma biblioteca de C. arabica hibrido timor 832/2. A biblioteca contém 56.832 clones BACs com tamanho médio de 120 Kb, representando uma cobertura de 5,5 vezes o tamanho do genoma do C. arabica. Os clones da biblioteca BAC foram inicialmente agrupados em pools de placa com 384 clones, e superpools contendo 15 pools de placa o que representa 5.760 clones. A identificação do BAC de interesse foi realizada através da seleção por PCR nos superpools e pools, seguida por hibridização em filtros de colônia contendo 384 clones. Para a seleção dos superpools e pools de placas foram utilizados os primers baseados em AFLPs relacionados com lócus de resistência à ferrugem (M-8, SAT-244 e BA-124). Também foram utilizados os marcadores SSR-18 (GL1), SSR-16 (GL2), ACGG-1 (GL3), CCG-3 (GL6), de quatro grupos de ligação do mapa genético parcial de C. arabica (Oliveira et al, 2007) visando identificar e posicionar BAC para cada grupo de ligação. Os BAC selecionados nas hibridizações foram confirmados através de extração individual do clones, seguida por PCR para checar a marca de interesse. Até o momento foram identificados 32 clones BAC para as marcas de resistência a ferrugem e 98 para os 4 grupos de ligação. Os BAC selecionados serão sequenciados para o mapeamento físico da região contendo lócus de resistência à ferrugem.Item EXPRESSÃO DO GENE RBCS1 EM CAFÉ: COFFEA ORTÓLOGOS, COFFEA ARABICA HOMEÓLOGOS E VARIABILIDADE DE EXPRESSÃO ENTRE GENOTIPOS E SOB ESTRESSE HIDRICO(2011) Vieira, Natália Gomes; Freire, Luciana Gomes; Alves, Gabriel Sérgio Costa; Vinecky, Felipe; Elbelt, Sonia; Ramos, Humberto Josué de Oliveira; Montagnon, Christophe; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Leroy, Thierry; Pot, David; Silva, Vânia Aparecida; Rodrigues, Gustavo Costa; Marraccini, Pierre; Andrade, Alan Carvalho; Embrapa - CaféA expressão do gene RBCS1 foi analisada no contexto da alopoliploidia de C. arabica. O nosso estudo revelou a existência de dois genes RBCS1 homeólogos em C. arabica: um oriundo do sub-genoma de C. canephora (chamado CaCc) e o outro oriundo do sub-genoma de C. eugenioides (chamado CaCe). Usando primers específicos de cada homeólogos, os estudos da expressão revelaram que CaCe se expressava em C. eugenioides e C. arabica mas nao em C. canephora. Por outro lado, CaCc se expressava em C. canephora mas estava quase silenciado em genótipos não- introgredidos (“puros”) de C. arabica. Entretanto, uma expressão de CaCc foi observada na maioria dos cultivares de C. arabica introgredidos com genoma de C. canephora. Para ambas as espécies, o estresse hídrico levou a uma diminuição importante na abundância dos transcritos RBCS1. Isto foi observado para as plantas cultivadas na casa de vegetação ou no campo sob um estresse severo ou moderado.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.Item IDENTIFICAÇÃO DE GENES COM EXPRESSÃO DIFERENCIAL EM FOLHAS DE CAFEEIRO Coffea canephora E Coffea arabica SUBMETIDAS À DIFERENTES CONDIÇÕES DE ESTRESSE HÍDRICO(2009) Marraccini, Pierre; Alves, Gabriel Sergio Costa; Vinecky, Felipe; Freire, Luciana Pereira; Vieira, Natalia Gomes; Ramos, Humberto J. O.; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Elbelt, Sonia; Marques, Thomas; Rodrigues, Gustavo Costa; Andrade, Alan Carvalho; Embrapa - CaféCom a perspectiva de se estabelecer um programa de melhoramento genético por seleção assistida para a tolerância à seca em cafeeiro, o presente trabalho objetivou a identificação de genes candidatos para esta característica, por meio de análises integradas dos perfis de expressão gênica e protéico. Os resultados foram obtidos a partir de análises comparativas da expressão gênica e protéica de diferentes materiais genéticos (Tolerante vs. Sensível) assim como, diferentes regimes hídricos (Controle vs. Estresse hídrico). Os materiais genéticos estudados neste trabalho foram os clones de conillon 22 e 14 (Coffea canephora) e os cultivares Rubi e Iapar 59 (Coffea arabica). O estresse hídrico (Ψ PD =-3,0 MPa) aplicado às plantas de conillon foi obtido em casa de vegetação e no caso de Arabica, foram avaliadas plantas adultas em condições de campo, sendo as folhas colhidas nos períodos diurno e noturno, onde o maior estresse hídrico observado foi de Ψ PD =-1,7 MPa. Após a seleção dos genes candidatos por meio de diferentes estratégias, a expressão diferencial foi validada por qPCR. Os resultados mostram que muitos genes apresentaram uma queda de expressão com o estresse hídrico e esses genes, em geral, codificam proteínas implicadas na fotossíntese. Por outro lado, o estresse hídrico em cafeeiro, também induz a expressão de vários genes já descritos na literatura como essênciais à resposta das plantas à limitação de água, tais como RD29, DREBA e NAC, por exemplo. Já no caso de um gene que codifica para uma dehidrina, os resultados obtidos neste trabalho, permitiram confirmar as expressões diferenciais previamente observadas em C. canephora, também em C. arabica. Contudo, este estudo revelou a importância de outros fatores no controle da expressão desses genes, tais como os ritmos circadianos (ciclos noite/dia), a idade e o “histórico” das plantas, sendo que estas obervações, tornam ainda mais complexa, a interpretação dos dados de expressão diferencial, quando se utiliza material vegetal cultivado em condições de campo.Item ESTRESSE HÍDRICO ALTERA O PERFIL DE EXPRESSÃO DE ISOFORMAS DA SUBUNIDADE MENOR (RBCS) DA RUBISCO EM FOLHAS DE Coffea arabica E Coffea canephora(2009) Alves, Gabriel Sergio Costa; Ramos, Humberto; Rodrigues, Gustavo Costa; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Marraccini, Pierre; Andrade, Alan Carvalho; Embrapa - CaféA ampliação do conhecimento sobre os determinantes moleculares e genéticos da tolerância à seca no cafeeiro, com vistas a possibilitar a identificação de marcadores ligados à tolerância ao estresse hídrico é uma etapa essencial para o estabelecimento de um programa de melhoramento genético do cafeeiro, por seleção assistida. Aqui apresentamos resultados preliminares sobre os efeitos do estresse hídrico na expressão do gene RBCS codificando para a pequena subunidade (RBCS) da enzima Ribulose Di-fosfato Carboxilase (RUBISCO). Uma análise dos dados do projeto Genoma Café, possibilitou a identificação de diferentes contigs codificando para essa enzima. Primers específicos para esses contigs foram desenhados e os resultados das reações de qPCR realizadas, mostraram que a expressão do gene correspondente é altamente reduzida em folhas de C. canephora e C. arabica submetidas ao estresse hídrico. Por outro lado, uma comparação dos perfis protéicos (2DE) demonstraram que a expressão total da RBCS aumenta em resposta ao estresse hídrico e que novas isoformas dessa enzima foram observadas especificamente, em condições de déficit hídrico. Esses resultados indicam que o estresse hídrico afeta a expressão de genes importantes para a atividade fotossintética em plantas de café e que a expressão de formas alélicas diferentese/ou modificações pós- traducionais da RBCS, podem representar uma resposta adaptativa do cafeeiro à restrição hídrica.Item ANÁLISE IN SILICO DE GENES ENVOLVIDOS NO TRANSPORTE DE NITRATO, AMÔNIO E URÉIA EM CAFEEIRO(2009) Meda, Anderson Rotter; Pereira, Luiz Felipe Protasio; Santos, Tiago Benedito dos; Caramori, Paulo; Pavan, Marcos Antonio; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Embrapa - CaféO nitrogênio (N) é o nutriente mais requerido pelo cafeeiro, sendo adquirido principalmente pelas raízes. As formas de N mais abundantes em solos agrícolas são nitrato (NO 3 -) e amônio (NH 4 +), enquanto que a uréia [CO(NH) 2 ] é a principal forma de N utilizada na adubação do cafeeiro. Devido a participação significativa da adubação nitrogenada nos custos de produção do café, é de interesse a identificação de genes envolvidos na absorção radicular e translocação de nitrogênio no cafeeiro, visando uma otimização da eficiência do uso do nitrogênio pela cultura. Neste trabalho foram encontradas etiquetas de sequências expressas (ESTs) no banco de dados do Projeto Genoma Café relacionadas ao transporte das formas mais relevantes na aquisição do N. O número de contigs/singlets para as diferentes famílias de transportadores decresceu na ordem: nitrato (NRT) > amônio (AMT) > uréia (DUR3). A maior expressão e diversidade de transportadores de nitrato refletem a importância desta forma de N na nutrição e fisiologia do cafeeiro, assim como na maioria das outras espécies de plantas.Item IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CLONES BAC DE COFFEA ARABICA L. HT 832/2 COM MARCAS PARA RESISTÊNCIA À FERRUGEM(2009) Cação, Sandra Maria Bellodi; Silva, Nathalia Volpi e; Pereira, Lídia Francisca; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pereira, Luiz Felipe Protasio; Embrapa - CaféBibliotecas BAC (Cromossomo Artificial de Bactéria) têm sido muito utilizadas em mapeamento físico, clonagem posicional, mapeamento comparativo e estudos de evolução de genomas. Visando realizar o mapeamento físico em C. arabica, iniciamos a identificação e caracterização de clones BAC de uma biblioteca de C. arabica hibrido timor 832/2. O híbrido timor, derivado de um cruzamento interespecífico natural provavelmente entre Coffea arabica L. cultivar típica e Coffea canephora, apresenta características de importância agronômica como resistência a diversas raças do fungo biotrófico Hemileia vastatrix. A biblioteca contém 55.000 clones BACs com tamanho médio de 120 Kb. Os clones da biblioteca BAC foram inicialmente agrupados em pools de placa , com 384 clones, e superpools contendo 15 pools de placa o que representa 5760 clones. A identificação de BACs de interesse foi realizada através da seleção por PCR nos superpools e pools, seguida por hibridização em filtros de colônia de bactéria contendo 384 clones. Os superpools e pools de placas submetidos à seleção por PCR utilizaram os primers baseados em AFLPs relacionados com lócus de resistência à ferrugem (BA-48, BA-124). O superpool 07 foi positivo para o marcador BA-48 e os superpools 03, 04, 07 e 08 para o marcador BA-124. Estes superpools foram desmembrados em pools de placa e as placas positivas plotadas em membranas para hibridização com sondas específicas. Os BACs selecionados nas hibridizações foram confirmados através de extração individual do clones, seguida por PCR para verificação da marca de interesse. Até o momento foram identificados 68 clones BACs para o marcador BA-48 e 85 clones para o marcador BA-124. Os BACs selecionados estão sendo parcialmente sequenciados para o mapeamento físico da região contendo lócus de resistência à ferrugem.Item Identificação e caracterização molecular de genes envolvidos no metabolismo de diterpenos específicos do cafeeiro(2007) Ferreira, Lucia Pires; Plener, Laure; Marraccini, Pierre Roger Rene; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Vieira, Luiz Gonzaga Esteves; Pot, David; Embrapa - CaféApesar de pouco estudado, os lipídeos do café desempenham papel importante na qualidade da bebida e do aroma. Cerca de dez a vinte por cento da fração lipídica do café corresponde a diterpenos que além da provável relação com a qualidade também estão relacionados com a questão do café e a saúde. As espécies de Coffea são as únicas capazes de sintetizar os diterpenos cafestol, caveol e seus compostos derivados (16-O-metilcafestol, 16-O-metilcaveol). Visando um entendimento maior dos genes envolvidos na formação dos diterpenos de café, foi realizado um estudo in silico da expressão de três genes que codificam para as primeiras etapas da sua via de biossíntese - copalil difosfato sintase (CPS), caureno sintase (KS) e caureno oxidase (KO). Posteriormente foi feita uma análise da expressão destes genes durante o desenvolvimento de frutos de Coffea arabica cv. IAPAR 59 e Coffea canephora cv. Apoatã. Este estudo permitiu a identificação de um gene para a CPS e KS e dois para a KO. A análise in silico revelou níveis e perfis de expressão específicos para cada gene. Os resultados obtidos in vivo apresentaram algumas diferenças dos dados obtidos in silico, e a comparação de C. arabica e C. canephora também revelou perfis de expressão diferentes para os genes estudados. Esses dados serão confirmados por RT-PCR e um estudo geral do transcriptoma, usando macroarranjos desenvolvidos a partir do Projeto Genoma Café, será iniciado para identificar os outros genes envolvidos nessa via metabólica.