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Item Assisted selection using molecular markers linked to rust resistance SH3 gene in Coffea arabica(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2023-10-25) Silva, Angelita Garbossi; Ariyoshi, Caroline; Shigueoka, Luciana Harumi; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Sera, Gustavo HiroshiThe aim of this work was to validate markers linked to the SH3 gene of coffee leaf rust (CLR) resistance and use them in assisted selection. Initially, we validated the markers in genotypes already known to carry SH3. Next, we performed phenotype and genotype evaluation for resistance to CLR in coffee plants growing under field conditions. We used Arabica coffee progenies derived from BA-10, which carries the SH3 gene due to introgression of C. liberica. Three SCAR markers (SP-M16-SH3, BA-48-21O-f, and BA-124-12K-f) and one SSR marker (Sat244) linked to SH3 gene were used to amplify the coffee plants’ DNA. Our assessments of markers validation in resistant genotypes, SP-M16-SH3 and BA-124-12K-f, were efficient to identify the SH3 gene. These two markers were used to evaluate the progenies derived from BA-10 and were significantly linked to the phenotype evaluations. The SP-M16-SH3 marker was more efficient, with the advantage of being codominant.Item A new set of quantitative trait loci linked to lipid content in Coffea arabica(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2024-04-10) Muniz, Herison Victor Lima; Ariyoshi, Caroline; Ferreira, Rafaelle Vecchia; Felicio, Mariane Silva; Pereira, Luiz Filipe ProtasioLipids are compounds that play an important role in coffee bean development, contributing to beverage quality. Genome-wide association studies (GWAS) were conducted to pinpoint quantitative trait nucleotides (QTNs) linked to lipid metabolism in Coffea arabica. Genotyping by sequencing (GBS) and phenotyping data from 104 wild C. arabica accessions, Mundo Novo cultivar, and C. arabica var. Typica were utilized. GBS data were aligned to C. arabica Et039 reference genome, and both single-locus and multi-locus GWAS methods were employed. Methods were adjusted for kinship matrix, population structure, and principal component analysis. Of the 19 QTNs identified, 5 showed consistency across different population structure adjustments. The multi-locus methods mrMLM and FarmCPU proved more effective in identifying QTNs associated with lipid content. Four QTNs were situated near seven genes potentially involved in lipid metabolism. Higher frequencies of identified QTNs in accessions with elevated lipid content suggest their utility as markers for coffee plant breeding.Item Variabilidade no domínio LRR de peptídeos codificados em “clusters” homólogos ao SH3 em diferentes genomas de coffea(Embrapa Café, 2019-10) Angelo, Paula Cristina da Silva; Ariyoshi, Caroline; Caixeta, Eveline Teixeira; Pereira, Luiz Filipe Protásio; Ribas, Alessandra F.; Sera, Gustavo H.O locus S H 3 é relacionado com as reações de defesa contra Hemileia vastatrix, o agente causador da ferrugem alaranjada. Há um “cluster” de genes CC-NBS-LRR no locus S H 3 da variedade IAPAR59 de Coffea arabica. Esse “cluster” reúne oito cópias de CC-NBS-LRRs, que variam na sua estrutura primária, especialmente na região carboxi-terminal onde são localizados motivos ricos em leucina. Esses motivos LRR são característicos de proteínas que participam do reconhecimento de patógenos pelas plantas. Os “clusters” homólogos na variedade Caturra e em um cafeeiro de origem etíope da espécie C. arabica, em C. canephora DH200-94 e em C. eugenioides CCC68 foram identificados. A variabilidade das regiões codificadoras incluídas no “cluster” S H 3 foi avaliada alinhando com o aplicativo CLUSTAW e agrupando pelo método de Fitsh-Margoliash as sequências da região carboxi-terminal dos peptídeos deduzidos de todas as cópias de NBS-LRRs codificadas em “clusters” homólogos naqueles quatro genótipos e também previamente analisadas em IAPAR59 e em C. canephora IF200. Concluiu-se que há divergência entre as sequências dos domínios LRR de diferentes membros dos “clusters” em diferentes genótipos, o que pode ser parcialmente resultante dos processos de sequenciamento e montagem, mas que também resulta de evolução e seleção. Também há diferença no número de cópias do gene em diferentes genótipos. Consideramos a hipótese de que o número, a organização, a integridade e a estrutura primária dos genes nos “clusters” S H 3 podem estar relacionados com o mecanismo de reconhecimento das raças fisiológicas de H. vastatrix por diferentes variedades de cafeeiros.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 Seleção assistida por marcadores associados ao gene SH3 de resistência à ferrugem alaranjada em genótipos de café arábica derivados da série BA(Embrapa Café, 2019-10) Silva, Angelita Garbossi da; Ariyoshi, Caroline; Shigueoka, Luciana Harumi; Carducci, Fernando C.; Pereira, Carlos Theodoro Motta; Bortolato, Kawana Silva; Sera, Gustavo HiroshiA ferrugem alaranjada (FA) é a principal doença do café e causadora de grandes perdas na produtividade e rentabilidade do cafeicultor. Uma das medidas de controle é o uso de cultivares resistentes, porém essas podem perder a resistência devido ao surgimento de novas raças fisiológicas, que até o momento somam mais de 50 raças identificadas no mundo. Cafeeiros arábicos da série BA possuem introgressão da espécie Coffea liberica e possuem características favoráveis como alta resistência à ferrugem devido à presença do gene S H 3, que possui grande potencial no desenvolvimento de cultivares com resistência durável. Alguns estudos já identificaram marcadores moleculares associados ao S H 3, porém é necessário validar esses marcadores nos programas de melhoramento. Assim, o objetivo desse estudo foi validar marcadores associados ao S H 3 e utilizar esses na seleção assistida em genótipos resultantes do cruzamento de C. arábica e cafeeiros derivados da série BA. Foram efetuadas duas validações, sendo a primeira sem avaliação da severidade da FA em campo e utilizando genótipos já conhecidos na literatura como sendo portadores do SH3, e a segunda com avaliação da FA em campo e utilizando genótipos derivados de cafeeiros da série BA. Na primeira validação foram utilizados genótipos portadores do S H 3 denominados CIFC H153/2 (SH1,3,5), CIFC H151/1 (SH3,4,5), CIFC H147/1 (SH2,3,4,5) e CIFC 33/1-S 288-23 (SH3,5). Também foram utilizadas as cultivares de café arábica IPR 100 (suscetível) e IPR 105 (resistente), ambas derivadas do cruzamento Catuaí x (Catuaí x BA-10). Como controles suscetíveis foram utilizados as cultivares Catuaí Vermelho IAC 99 e Mundo Novo IAC 376-4. O DNA dessas plantas foi amplificado usando quatro marcadores SCAR (SP-M8-SH3, SP-M16-SH3, BA-48-21O-f e BA-124-12K-f), que correspondem a marcadores ligados ao gene SH3. Nessa primeira validação foi possível validar os marcadores SP- M16-SH3 e BA-124-12K-f A segunda validação foi realizada com esses dois marcadores validados e em 26 plantas derivadas de cafeeiros da série BA, as quais estão em diferentes gerações de autofecundação. A avaliação da FA em campo foi em condições de infecção natural com as raças presentes no local, utilizando uma escala de notas de 1 a 5, sendo 1 as plantas mais resistentes e 5 as mais suscetíveis. O DNA genômico das 26 plantas, foi extraído a partir de folhas pelo método CTAB e, posteriormente o DNA foi amplificado. A análise de correlação mostrou associação positiva e significativa da avaliação fenotípica e os marcadores SP-M16-SH3 e BA-124-12K-f, e entre esses dois marcadores. Estes marcadores apresentam potencial para serem usados em programas de melhoramento visando identificar genótipos contendo genes de resistência à ferrugem.Item Validação de marcadores ligados a resistência à ferrugem do cafeeiro (Hemileiavastatrix)(Embrapa Café, 2015) Oliveira, Fernanda Freitas de; Ariyoshi, Caroline; Ramos, Luis Carlos; Pereira, Luiz Filipe ProtasioA ferrugem alaranjada causada pelo fungo biotróficoHimeleiavastatrix é uma das principais enfermidades do cafeeiro, causando queda precoce das folhas o que leva a diminuição e prejuízos na produção. O melhoramento genético de cafeeiros visando à obtenção de cultivares resistentes é lento e a utlização de marcadores moleculares relacionados a resistência pode acelerar esse processo. O objetivo do presente estudo foi detectar a presença de dois marcadores (M19 e M20)que flanqueiam o gene de resistência à ferrugem (raça II) em uma população originada de Hibrido de Timor, em 47 genótipos de cafeeiro advindos do cruzamento entre C. arabica cv. Bourbon Vermelho e C. canephora cv. Robusta enviadas pelo Instituto Agronômico de Campinas (IAC).Trinta das 47 amostras apresentaram amplificação do marcador M19.Para o marcador M20, das 47 amostras, 41 amplificaram a banda específica e todas as amostras apresentaram algum tipo de banda, não específicas para a região.De todas as amostras, apenas 3 amostras (25, 44 e 45) não apresentaram banda para ambos os marcadores. Asamostras 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 23, 24, 33, 34, 35, 43 não apresentaram o amplicon para o marcador M19 e as amostras 16, 19 e 26 não apresentaram amplicon para o marcador M20.Infelizmente, não foi possível correlacionar o resultado genotípico com a avaliação fenotípica de resistência à ferrugem. Os resultados demonstram a importância da caracterizaçãoe mapeamentode novos genes para resistência à ferrugem em cafeeiros em diferentes coleções e populações.