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Item Steps of cryopreservation of coffee seeds: physiological responses and antioxidant systems(Universidade Federal de Santa Maria, 2023-08-21) Souza, Ana Cristina de; Costa, Marina Chagas; Figueiredo, Madeleine Alves de; Pereira, Cristiane Carvalho; Coelho, Stefânia Vilas Boas; Vilela, Ana Luiza Oliveira; Pereira, Diego de Souza; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco daThe cryopreservation of plant germplasm at ultralow temperatures is an alternative technique for the long-term storage of seeds of the genus Coffea sp. However, for this technique to be successful, cell integrity must be maintained at all stages of the process on the basis of scientific research. The present study investigated validated cryopreservation protocols for Coffea arabica L. seeds and evaluate the effects on the physiological and biochemical characteristics of the seeds at each stage of the process. Seeds were dried on silica gel or with saturated saline solution, precooled or not in a biofreezer, immersed in nitrogen, and reheated in a water bath. After each of these steps, the physiological and biochemical quality of the seeds was determined. Pre-cooling is a step that can be dispensed with in the cryopreservation of Coffea arabica seeds, direct immersion in liquid nitrogen being more indicated. Coffea arabica L. seeds tolerate cryopreservation after rapid drying in silica gel up to water contents of 17 or 20% (wb), with greater survival at 17%. The enzyme activities of catalase, polyphenol oxidase and peroxidase are indicators of the quality of C. arabica L. seeds subjected to cryopreservation.Item Association between the artificial aging test and the natural storage of coffee seeds(Associação Brasileira de Tecnologia de Sementes - ABRATES, 2018) Fantazzini, Tatiana Botelho; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Pereira, Cristiane Carvalho; Pereira, Diego de Sousa; Cirillo, Marcelo Ângelo; Ossani, Paulo CésarThe accelerated aging test is recognized as an efficient method for evaluating the vigor of seed lots and for estimating their storage potential. Thus, this work aimed to evaluate the association between artificial aging and natural storage of coffee seeds, through the correlation factor analysis. Seeds of four cultivars of Coffea arabica L. (Catuaí Amarelo, Arara, Catiguá, and Mundo Novo) and one of Coffea canephora Pierre (Apoatã) were used. Part of the newly-harvested seeds were aged in a growth chamber under controlled temperature and relative humidity conditions (42 ºC and 100% RH) for periods of 0, 4, 6, 8, and 10 days. The other part of the seeds was stored in tri-wall paper packaging for a period of 2, 4, and 6 months in a non-climate-controlled environment. Artificial aging allows predictions on the storage potential of coffee seeds, although the artificial aging periods depend on the cultivars.Item Effect of chemical treatment on the physiological and sanitary quality of stored coffee seeds(Associação Brasileira de Tecnologia de Sementes - ABRATES, 2021) Penido, Amanda Carvalho; Rodrigues, Vitor Oliveira; Carvalho, Marcos Vinícios de; Krepischi, Levi Suzigan; Pereira, Cristiane Carvalho; Oliveira, João AlmirMaintaining the health of coffee seeds is especially important during storage, as soil fungi and storage fungi can considerably reduce seed quality. Thus, chemical treatments for protection of seeds in storage becomes important in agricultural production. It is necessary to evaluate the effects of these treatments on seedling development and the protection they provide against storage fungi, aiming at seed longevity and preventing rapid deterioration. The aim of this study was to evaluate the effect of chemical treatment on the physiological and sanitary quality of stored coffee seeds. Seeds of five Coffea arabica cultivars were pre-dried, treated with Vitavax®- Thiram, and placed in cold storage at 10 °C for nine months. Seed physiological quality was evaluated every three months by the germination test and by determination of root emergence percentage, seedlings with expanded cotyledonary leaves, and seedling dry matter. Seed health quality was assessed by the health test. The chemical treatment with Vitavax-Thiram does not affect the physiological quality of stored Coffea arabica seeds. Seed treatment before storage is effective in reducing the inoculum potential of Fusarium spp. and Phoma spp. in coffee seeds.Item Physiological, biochemical, and ultrastructural aspects of Coffea arabica L. seeds under different cryopreservation protocols(Editora UFLA, 2021) Figueiredo, Madeleine Alves de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Ricaldoni, Marcela Andreotti; Pereira, Cristiane Carvalho; Coelho, Stefânia Vilas Boas; Silva, Luciano CoutinhoCryopreservation is a technique that may potentially conserve the germplasm of species of the Coffea genus for an indeterminate time. The aim of this study was to evaluate the physiological, biochemical and ultrastructural characteristics of cryopreserved seeds of Coffea arabica L., cultivar Catucaí amarelo IAC 62, which was subjected to different protocols regarding dehydration, precooling, cooling, rewarming and cathode water use. According to each protocol, the seeds were subjected to fast or slow drying to moisture contents of 17 or 20% (wet basis), cooled in different ways, and then immersed in liquid nitrogen for 24 hours. Different rewarming times in a water bath were also used. Physiological, biochemical and ultrastructural analyses were performed on the seeds after the cryopreservation steps. Moisture content at a 17% wb is the key factor for the cryopreservation of Coffea arabica L. seeds, which have better physiological quality and better preserved cell structures. Precooling of coffee seeds before immersion in liquid nitrogen does not provide advantages compared to direct immersion. The rewarming times tested (2, 4, and 6 minutes) and cathode water use did not cause changes in the physiological and biochemical quality or in the cell structures of Coffea arabica L. cryopreserved seeds. The pattern of cell structure observed in all seeds indicates that the damage from cryopreservation is less drastic in the cells of the embryos than in those of the endosperm, with the latter less tolerant to the stresses of dehydration, precooling, and rewarming.Item Identification of physiological analysis parameters associated with coffee beverage quality(Editora UFLA, 2020) Freitas, Marcella Nunes de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Pereira, Cristiane Carvalho; Malta, Marcelo Ribeiro; Dias, Carlos Tadeu dos SantosThe demand for high-quality coffee among consumers has generated a great deal of interest among producers in serving this market. Parameters for physiological analyses that can be associated with aspects of sensory analyses of coffee can ensure more reliable results for coffee quality assessments. The aim of this study was to investigate the potential of physiological analyses in determining coffee quality through multivariate analysis. Several samples from coffee bean/seed lots were placed in cold storage at 10 °C, after which the sensory quality, physiological quality, and chemical characteristics of the beans were evaluated before storage and after three and six months of storage. The variables of physiological quality in the coffee beans were correlated with sensory analysis parameters. The viability of coffee embryos revealed by the tetrazolium test results were positively correlated with the final sensory analysis score. There was a correlation of root dry matter, hypocotyl dry matter, potassium leaching, and electrical conductivity with the sensory attributes that comprise the final sensory analysis score for the coffee beans. Variation in the final sensory analysis score was explained up to 97.14% by the variables radical emergence (r2 = 2.27%), strong normal seedlings, (r2 = 0.56%), seedlings with expanded cotyledonary leaves (r2 = 0.53%), tetrazolium test results (r2 = 91.54%), and potassium leaching (r2 = 2.24%). More studies are required to enable the use of physiological analyses to complement sensory analysis.Item Cultivo in vitro de embriões zigóticos de café utilizando solução de ácido bórico(Embrapa Café, 2019-10) Pereira, Cristiane Carvalho; Souza, Ana Cristina de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Fantazzini, Tatiana Botelho; Stéphano Filho, Ricardo; Ricaldoni, Marcela Andreotti; Figueiredo, Madeleine Alves deSementes de café são armazenadas por um curto período de tempo, devido à sua rápida perda da qualidade, o que dificulta a obtenção de mudas com desejável padrão de qualidade, no momento ideal ao plantio. Em pesquisas recentes, tem sido confirmado que o endosperma das sementes de café é mais sensível ao processo de deterioração do que o embrião, sendo que este pode germinar e formar uma plântula normal quando isolado de uma semente deteriorada. O uso de antioxidantes pode melhorar o desempenho de sementes submetidas a estresses porque promove a remoção de radicais livres presentes nas células dos tecidos vegetais de sementes deterioradas. Neste contexto, objetivou-se investigar os efeitos do uso de solução de ácido bórico no preparo das sementes para a extração, sobre o crescimento in vitro de embriões zigóticos de café. Foram utilizados lotes de diferentes níveis de qualidade de sementes de Coffea arabica L., cultivar Catuaí amarelo IAC 62, obtidos de sementes recém colhidas ou submetidas ao envelhecimento acelerado por quatro ou seis dias. As sementes foram embebidas em água e em ácido bórico antes da extração dos embriões, que em seguida foram extraídos de forma asséptica e inoculados em meio MS. Foram avaliadas a presença de folhas e de raízes aos 15 dias, a germinação aos 30 dias e o tamanho de hipocótilo e de raízes aos 120 dias. A adição de ácido bórico na água de embebição das sementes proporciona plântulas mais vigorosas na cultura dos embriões.Item Atividade de enzimas antioxidativas na preservação da qualidade do café em ambiente refrigerado(Embrapa Café, 2019) Abreu, Giselle Figueiredo de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Malta, Marcelo Ribeiro; Pereira, Cristiane Carvalho; Borém, Flávio Meira; Coelho, Stefânia Vilas Boas; Sousa, Pedro Henrique AssisObjetivou-se neste trabalho investigar a relevância da expressão de enzimas do processo antioxidativo na conservação da qualidade do café natural e café despolpado durante o armazenamento. Os cafés foram colhidos no estádio de maturação cereja e secados até 11% de umidade (bu) após processamento por via seca (natural) e por via úmida (despolpado). Após a secagem, parte dos grãos foi beneficiada e outra parte mantida em coco ou em pergaminho. Em seguida os grãos foram armazenados em condições controladas de ar refrigerado (10ºC e umidade relativa de 50%) e em ambiente com temperatura controlada de 25ºC, por período de 12 meses. A expressão das enzimas catalase, esterase e peroxidase foi avaliada nos grãos dos cafés antes e após três, seis e doze meses de armazenamento por meio de expressão em gel de eletroforese. Estes resultados foram comparados ao perfil sensorial e fisiológico das amostras. Constatou-se que a expressão das enzimas do processo antioxidativo está associada com alterações na qualidade dos grãos de café. O café natural obtido pelo processamento via seca é mais sensível às alterações bioquímicas do que os processados por via úmida, revelado pela maior expressão da enzima catalase. O efeito benéfico da refrigeração do ar de armazenagem na preservação da qualidade do café é evidenciado pela maior expressão das enzimas catalase, peroxidase e esterase, após seis meses. A expressão das enzimas do processo antioxidativo está associada ao efeito protetor da presença do pericarpo no café natural e do endocarpo no café despolpado, indicando que o beneficiamento é prejudicial à conservação da qualidade dos grãos.Item Otimização simultânea das variáveis da qualidade do café durante o armazenamento(Embrapa Café, 2019-10) Abreu, Giselle Figueiredo de; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Cirillo, Marcelo Ângelo; Malta, Marcelo Ribeiro; Pereira, Cristiane Carvalho; Borém, Flávio Meira; Sousa, Pedro Henrique AssisObjetivou-se neste trabalho aplicar a metodologia de delineamento de experimentos de otimização de variáveis relacionadas aos efeitos do ar refrigerado na conservação da qualidade de grãos de café. Frutos de Coffea arabica L. foram colhidos no estádio de maturação cereja, processados por via úmida ou por via seca e secados até atingirem 11% de teor de água. Parte dos grãos foi beneficiada e parte não foi beneficiada antes de serem armazenados em duas condições de ambiente: em ar refrigerado a 10ºC e umidade relativa de 50% e em 25ºC sem controle da umidade relativa do ar. Nos períodos de 3, 6 e 12 meses, foram retiradas amostras para avaliação da qualidade. Conclui-se que a temperatura de 10 °C é favorável à conservação de grãos de café, independentemente do método de processamento e do beneficiamento. Temperatura de 10°C e período de armazenamento de sete meses é a combinação ideal obtida pela otimização simultânea para a conservação do café natural.Item Cultura de embriões e germinação de sementes de diferentes níveis de qualidade para a produção de mudas de café(Universidade Federal de Lavras, 2017-04-20) Pereira, Cristiane Carvalho; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco daA qualidade de sementes de café é influenciada por vários fatores, tais como as operações pós-colheita de secagem, beneficiamento e armazenamento que podem ocasionar danos ao tecido vegetal. Em pesquisas recentes, tem sido confirmado que o endosperma é mais sensível ao processo de deterioração do que o embrião, sendo que este pode germinar e formar uma plântula normal quando isolado da semente. O uso de antioxidantes pode melhorar o desempenho de sementes submetidas a estresses pela remoção de radicais livres presentes nas células do tecido vegetal de sementes deterioradas. Neste contexto, dois estudos foram realizados objetivando-se investigar a formação de mudas de café a partir de sementes com baixos níveis de qualidade. Foram utilizados lotes de diferentes níveis de qualidade de sementes de Coffea arabica L., cultivar Catuaí amarelo IAC 62 obtidos de sementes recém colhidas e de sementes submetidas ao envelhecimento acelerado por quatro dias. No primeiro estudo, sementes inteiras e fracionadas foram imersas em água catódica, ácido ascórbico, água destilada e uma parte foi avaliada sem embebição. Foi realizado o teste de germinação, onde foram avaliadas a porcentagem de protrusão radicular, de plântulas normais e folhas cotiledonares expandidas, o teste de emergência e avaliações de crescimento das mudas, por meio do diâmetro médio do caule, comprimento do hipocótilo e massa seca das plântulas. Sementes de café fracionadas tem pior desempenho fisiológico do que sementes inteiras, principalmente as de qualidade mais baixa. O efeito do tratamento antioxidante no desempenho fisiológico das sementes foi variável com o fracionamento e o nível de qualidade. No segundo estudo, foi realizado o cultivo in vitro de embriões de café a partir de sementes com diferentes níveis de qualidade. Para embebição das sementes foram utilizados o ácido bórico e os embriões extraídos foram tratados com água catódica, ácido ascórbico e água destilada. Foi realizada a contagem de presença de folha e de raiz aos 15 dias, de germinação aos 30 dias e a medição do tamanho do hipocótilo e da raiz aos 120 dias. A adição de ácido bórico na água de embebição de sementes proporciona plântulas mais vigorosas após a cultura dos embriões e dispensa o uso de tratamento antioxidante. Na ausência de ácido bórico na água de embebição de sementes, o uso de água catódica melhora o desempenho fisiológico dos embriões. O uso do ácido ascórbico pode beneficiar o desempenho fisiológico de sementes, mas é prejudicial à cultura dos embriões. É possível formar plântulas de café a partir do cultivo de embriões extraídos de sementes de baixa qualidade.Item Tolerance of Coffea arabica L. seeds to sub zero temperatures(Editora UFLA, 2017-05) Coelho, Stefania Vilas Boas; Rosa, Sttela Dellyzete Veiga Franco da; Clemente, Aline da Consolação Sampaio; Pereira, Cristiane Carvalho; Figueiredo, Madeleine Alves de; Reis, Leandro VilelaPreservation of the quality of coffee seeds is hindered by their intermediate behavior in storage. However, long-term storage at sub zero temperatures may be achieved by adjusting the water content of the seeds. The aim of this study was to evaluate the tolerance of coffee seeds to freezing, in relation to physiological and enzymatic modifications. Coffee seeds were dried in two manners, rapid and slow, to water contents of interest, 0.67, 0.43, 0.25, 0.18, 0.11, and 0.05 g H2O g-1 dw (dry basis). After drying, the seeds were stored at a temperature of -20 oC and of 86 oC for 24 hours and for 12 months, and then compared to seeds in cold storage at 10 oC. The seeds were evaluated through calculation of percentage of normal seedlings, percentage of seedlings with expanded cotyledonary leaves, dry matter of roots and of hypocotyls, and viability of embryos in the tetrazolium test. Expression of the enzymes superoxide dismutase, catalase, and peroxidase were evaluated by means of electrophoretic analysis. Only seeds dried more slowly to 0.18 g H2O g-1 dw present relative tolerance to storing at -20 °C for 12 months. Coffee seeds do not tolerate storage at a temperature of -86 oC for 12 months. Water contents below 0.11g H2O g-1 dw and above 0.43 g H2O g-1 dw hurt the physiological quality of coffee seeds, regardless of the type of drying, temperature, and storage period. Coffee seed embryos are more tolerant to desiccation and to freezing compared to whole seeds, especially when the seeds are dried to 0.05 g H2O g-1 dw. The catalase enzyme can be used as a biochemical marker to study tolerance to freezing in coffee seeds.
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