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    Early selection of drought-tolerant Coffea arabica genotypes at the seedling stage using functional divergence
    (Escola de Agronomia - UFG, 2022-08-15) Reis, André Moraes; Mendes, Antônio Nazareno Guimarães; Abrahão, Juliana Costa de Rezende; Santos, Meline de Oliveira; Silva, Vânia Aparecida
    The development of more drought-tolerant cultivars is essential for the maintenance of global agricultural production. This study aimed to perform an early selection of drought-tolerant Coffea arabica genotypes by evaluating their functional divergence using morphological, anatomical and physiological analyses. Seedlings of 14 genotypes were subjected to the drought stress imposed by irrigation for 18 days. Growth and anatomical parameters, leaf water potential and gas exchanges were measured. Under irrigated conditions and prolonged drought (18 days), the divergence among the genotypes was determined mainly by morphological traits, such as leaf area, stem diameter and, consequently, shoot dry mass. Under moderate drought (14 days), parameters such as water potential, cuticle thickness, stomatal density, number of xylem vessels and water-use efficiency were important for the divergence of the group with the highest ability to maintain its water status. The genotypes 1, 2, 4, 11 and 12 have characteristics that contributed to the maintenance of water status, such as greater cuticle thickness, stomatal density, smaller number of xylem vessels and phloem thickness, bigger root length and greater water-use efficiency. The functional divergence combining morphological, anatomical and physiological analyses in response to the moderate drought indicated the early selection of the genotypes 1, 2,4, 11 and 12 as more drought tolerant during the seedling stage.
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    Adaptations to the drought season and impacts on the yield of ‘Híbrido de Timor’ coffee tree in the Minas Gerais State Cerrado (Brazilian Savanna)
    (Escola de Agronomia - UFG, 2022-09-02) Santos, Cyntia Stephânia dos; Freitas, Ana Flávia de; Silva, Glauber Henrique Barbosa da; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Santos, Meline de Oliveira; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Silva, Vânia Aparecida
    Climate change threatens the survival of commercial crops due to their narrow genetic base. One of the alternatives is the identification of plants with potential for abiotic stress tolerance. This study aimed to verify the physiological and anatomical adaptations to the drought period and the impacts on the yield of ‘Híbrido de Timor’ coffee tree accessions. The experimental design was randomized blocks, in a 7 x 2 factorial arrangement, being seven genotypes (UFV 377-21, UFV 377-21, UFV 442-42, BE 5 Wush-Wush x UFV 366-08, UFV 428-02, UFV 376-31 and UFV 427-55) and two seasonal periods (dry and rainy), with two replications. The stomatal conductance; predawn water potential; levels of hydrogen peroxide and malondialdehyde; activity of the enzymes catalase, superoxide dismutase and ascorbate oxidase; ascorbate content; cuticle thickness of the adaxial surface and leaf lamina; stomatal density; ratio between polar and equatorial diameter; phloem area; area, diameter and frequency of xylem vessels; relative hydraulic conductivity; vulnerability index; and yield were evaluated. The results showed acclimatization of the accessions to the dry period, with some of them maintaining higher water potential values in the predawn; induction of the antioxidant system with the increase in the activity of the superoxide dismutase enzyme and ascorbate levels; increase in the cuticle and leaf lamina thickness; and a higher ratio between polar and equatorial diameters. Most of the evaluated accessions showed a good productive performance, especially the ‘UFV 377-21’, ‘UFV 442-42’ and ‘UFV 376-31’, with adaptations to the dry period and yield potential.
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    Análises da expressão dos genes APX e CaPYL8a em progênies de Coffea arabica submetidas ao déficit hídrico
    (Embrapa Café, 2019-10) Santos, Jacqueline de Oliveira; Santos, Meline de Oliveira; Torres, Luana Ferreira; Matos, Christiano de Souza Machado; Botelho, Alessandro; Andrade, Alan Carvalho; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Silva, Vânia Aparecida
    Visando auxiliar na caracterização das respostas fisiológicas e moleculares de genótipos tolerantes à seca, o objetivo desse trabalho foi avaliar a expressão de genes APX e CaPYL8a em genótipos de Coffea arabica submetidos ao déficit hídrico em condições de campo. Os genótipos foram avaliados em sistema sequeiro (imposição do déficit hídrico a partir de 24 meses de idade) e sistema irrigado (plantas continuamente irrigadas com sistema de gotejamento). Foram realizadas avaliações de potencial hídrico e expressão de genes APX e CaPYL8a na época seca. Os dados foram submetidos às análises de variância. Os genótipos 7 e 19 apresentaram maiores e os genótipo 3 e 5 menores capacidade de manutenção do potencial hídrico. A expressão do gene CaAPX foi maior nos genótipos 3, 5, 7 em sistema irrigado. O genótipo 19 apresentou maior expressão da CaAPX na condição de sequeiro. Em relação ao gene CaPYL8a os genótipos apresentaram um padrão de expressão divergente entre os genótipos, sendo que os genótipos 3 e 19 apresentaram um aumento na expressão na condição de sequeiro. Os diferentes padrões de expressão dos genes candidatos APX e PYL8a sugerem regulação por mecanismos fisiológicos distintos, indicando maior tolerância ao estresse oxidativo e resposta ao déficit hídrico regulada positivamente pelo ABA no genótipo19.
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    Caracterização fisiológica de genótipos de café arabica quanto à tolerancia à seca em Minas Gerais
    (Embrapa Café, 2019-10) Silva, Vânia Aparecida; Santos, Jacqueline de Oliveira; Santos, Meline de Oliveira; Silveira, Helbert Rezende de Oliveira; Pereira, Vinícius Alves; Machado, Janaine Lopes; Volpato, Margarete Marin Lordelo; Mendes, Antônio Nazareno Guimarães; Guimarães, Rubens José; Carvalho, Gladyston Rodrigues
    A caracterização ecofisiológica do cafeeiro em ambientes com restrição hídrica pode auxiliar o programa de melhoramento no desenvolvimento de cultivares tolerantes à seca. O objetivo foi realizar a fenotipagem fisiológica de 10 genótipos de café arábica quanto à tolerância à seca em condições de deficiência hídrica no campo. Os genótipos foram avaliados em sistema sequeiro (imposição do déficit hídrico a partir de 24 meses de idade) e sistema irrigado (plantas continuamente irrigadas com sistema de gotejamento). Aos 13 meses após a imposição do déficit hídrico, foram realizadas avaliações de crescimento, fisiológicas e produtividade. Os dados foram submetidos às análises multivariadas canônicas. Destacando-se as avaliações realizadas nos genótipos em sequeiro, os genótipos 7, 9, 12 e 19 apresentaram maior produtividade correlacionada com maiores condutância estomática e taxa fotossintética líquida, indicando maior tolerância ao déficit hídrico. Os genótipos 7, 9, 12 e 19 foram considerados como mais promissores para o prosseguimento do Programa de Melhoramento do cafeeiro com vistas à seleção para tolerância à seca.
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    Potencial hídrico e condutância estomática de Coffea canephora em condições de cerrado
    (Embrapa Café, 2019-10) Santos, Meline de Oliveira; Brandão, Isabel Rodrigues; Carvalho, Milene Alves de Figueiredo; Rodrigues, Gustavo Costa; Veiga, Adriano Delly; Marraccini, Pierre; Bartholo, Gabriel Ferreira
    O objetivo do estudo foi avaliar a adaptação de diferentes genótipos de Coffea canephora ao sistema de cultivo irrigado do Cerrado do Planalto Central Brasileiro, após o período de suspensão da irrigação, por meio de análises do potencial hídrico e condutância estomática. Foram avaliados genótipos de Coffea canephora (8V, 8, 30, A1, 14 e 22) que estão alocados na Embrapa Cerrados em Planaltina, DF. O plantio foi realizado em linhas, por material, utilizando um espaçamento de 3,7 x 1,0 m em sistema irrigado por pivô central, com manejo de suspensão da irrigação durante a estação seca, por um período de 63dias (30 de junho a 31 de agosto). As avaliações foram realizadas no final desse período em dois horários do dia, em folhas completamente expandidas, do terceiro ou quarto par, no terço médio dos ramos plagiotrópicos. O potencial hídrico (MPa) foliar foi medido no período antemanhã (Ψam) (3:00h às 5:00h) e ao meio dia (Ψmd) (12:00h às 13:00h), com o auxílio de uma bomba de pressão tipo Scholander. A avaliação da condutância estomática foliar (gs-μmol m -2 s -1 ) foi realizada utilizando-se o porômetro, na face abaxial das folhas, no período da manhã (gs- manhã) (08:30h às 09:30h) e ao meio-dia (gs-meio-dia) (12:00h às 13:00h). O genótipo 8 apresentou um comportamento semelhante ao clone tolerante 14, com maiores valores de potencial hídrico e gs, enquanto que o genótipo 8V manteve um comportamento intermediário aos clones 14 e 22. Os genótipos A1 e 30 apresentaram um comportamento semelhante ou inferior ao clone sensível 22 com menores valores de potencial hídrico e condutância estomática. Considerando as variáveis potencial hídrico e condutância estomática conclui-se que diferentes estratégias de adaptação ao sistema de cultivo irrigado do Cerrado após o período de suspensão da irrigação são observadas nos genótipos avaliados. Os genótipos 8 e 14 se adaptam mantendo os maiores valores de potencial hídrico e condutância estomática em comparação aos demais genótipos. Já os genótipos A1, 30 e 22 se adaptam apresentando os menores valores de potencial hídrico e consequentemente, menor condutância estomática. O genótipo 8V, por sua vez, se adapta com comportamento intermediário quando comparado aos demais genótipos, em relação às variáveis estudadas.
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    Caracterização ecofisiológica de cafeeiros consorciados com espécies madeireiras
    (Embrapa Café, 2019-10) Freitas, Ana Flávia de; Santos, Meline de Oliveira; Santos, Cyntia Stephânia dos; Ferreira, Waldinei Henrique Batista; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Venturin, Regis Pereira; Volpato, Margarete Marin Lordelo; Silva, Vânia Aparecida
    O objetivo desse trabalho foi caracterizar a ecofisiologia do cafeeiro em consórcio com três espécies madeireiras em diferentes densidades de plantio no sul de Minas Gerais. O experimento foi instalado em novembro de 2012, no município de Santo Antônio do Amparo-MG. Além dos cafeeiros em monocultivo, foram implantadas as espécies Khaya ivorensis (mogno), Tectona grandis (teca) e Acrocarpus fraxinifolius (acrocarpo) distribuídas em dois espaçamentos (9x13,6 e 18x13,6 m) entre as plantas na linha dos cafeeiros. As avaliações de índices espectrais, trocas gasosas e potencial hídrico foram realizadas no mês de setembro de 2018 (época seca). As variáveis foram analisadas através da estatística multivariada de correlação canônica pelo programa R e o potencial hídrico pelo teste de média no programa Sisvar. Na Canônica 1, observou-se que o índice de antocianina (ARI1) e o potencial hídrico (MPa) foram as mais representativas, apresentaram elevados scores, enquanto foram negativamente correlacionados com a umidade (U) (Figura 1 A). Quando se analisou os scores dos tratamentos (Figura 1 B), foi observado que os cafeeiros sob monocultivo (Mono) e consorciado com o mogno em menor espaçamento (MoE1) apresentaram os maiores scores de ARI1 e MPa (menores valores de potencial hídrico e maiores valores de AR1) e menores valores de umidade (U). Por outro lado, os cafeeiros em consórcio com o acrocarpo e teca no menor espaçamento (AcE1 e TeE1) tiveram maiores scores para a U e menores para o MPa e ARI1 (maiores valores de potencial hídrico e menores de ARI1). As análises ecofisiológicas indicaram que o consórcio com o acrocarpo e a teca em menor espaçamento proporciona maior umidade relativa do ar que contribui para manutenção do potencial hídrico do cafeeiro na época seca.
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    Análises canônicas revelam as diferenças entre cultivares quanto a índíces espectrais foliares e potencial hídrico
    (Embrapa Café, 2019-10) Santos, Meline de Oliveira; Coelho, Larissa Sousa; Gama, Tamara Cubiaki Pires da; Carvalho, Gladyston Rodrigues; Silva, Lorena Caroline Dumbá; Oliveira, Matheus Miranda de; Volpato, Margarete Marin Lordelo; Silva, Vânia aparecida
    O objetivo do trabalho foi caracterizar diferentes genótipos de café por meio da análise de variáveis canônicas entre os índices espectrais foliares e potencial hídrico. Foram avaliadas mudas de quatro progênies em geração F6 oriundas do cruzamento ‘Icatu (3851-2-UFV 2117) x Catimor UFV 5373’ e também a cultivar IPR100. As plantas foram cultivadas em vasos com 20 L de substrato, em casa de vegetação. Ao atingirem oito meses, metade das plantas continuou sendo irrigada, enquanto a outra metade foi submetida à seca, imposta pela suspensão da irrigação até os 35 dias. O delineamento experimental conduzido em blocos casualizados. Avaliou-se o espectro de refletância foliar com o auxílio de um mini espectrômetro foliar (CI-710) e o potencial hídrico antemanhã com a bomba de Scholander. Os genótipos na condição irrigada apresentaram o mesmo comportamento, permanecendo agrupados. Os genótipos 15, 12 e IPR100 foram os que apresentaram respostas espectrais e de potencial hídrico mais contrastantes, quando comparadas às condições com e sem irrigação, com menores valores de potencial hídrico e maiores valores de PSRI e FRI encontrados na progênie 15 não irrigada.
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    Growth effects of water excess on coffee seedlings (Coffea arabica L.)
    (Editora da Universidade Estadual de Maringá - EDUEM, 2014-04) Silveira, Helbert Rezende de Oliveira; Santos, Meline de Oliveira; Alves, Jose Donizeti; Souza, Kamila Rezende Dázio de; Andrade, Cinthia Aparecida; Alves, Raphaella Gomes Martins
    The objective of the present study was to evaluate the interference of water excess in soil on the growth of young coffee plants of the Mundo Novo and Catuaí cultivars.Plants were subjected to the following three different substrate water availability conditions: control (well- watered), continuous substrate waterlogged, and intermittent substrate waterlogged. Several growth- related traits were evaluated over the course of 19 weeks. Based on the number and quality of the affected variables from all forms of analyses, the Catuaí cultivar showed greater sensitivity to waterlogging. Both cultivars exhibited growth inhibition in response to substrate waterlogging stress, which was exacerbated by premature leaf dropping.
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    Gas exchange and carbohydrate partitioning in cooffee seedlings under waterlogging
    (Editora UFLA, 2015-03) Silveira, Helbert Rezende de Oliveira; Souza, Kamila Rezende Dázio de; Alves, Jose Donizeti; Santos, Meline de Oliveira; Andrade, Cínthia Aparecida; Bomfim, Sandro Costa
    Irrigation has enhanced coffee production in several regions of Brazil. However, with the increase in irrigated crop areas, problems related to the frequent and poorly planned usage of irrigation may arise. Since there are few studies related to the physiological alterations in coffee plants exposed to water excess, we evaluated the effects of waterlogging on metabolism and partitioning of carbohydrates, levels of photosynthetic pigments and gas exchange in seedlings of two commercial coffee cultivars (Mundo Novo and Catuaí). After acclimation, seedlings with eight pairs of fully expanded leaves were cultivated under three water availability conditions: field capacity, intermittent waterlogging and continuous waterlogging. Gas exchange and the levels of chlorophyll, carotenoids and carbohydrates were evaluated during the five months after the beginning of the treatments. Waterlogging reduced the rates of photosynthesis and transpiration, leading to lower activity of the carboxylative step of photosynthesis and culminating in the reduction of carbohydrate partitioning in coffee seedlings. Although many physiological parameters were affected by waterlogging, the cultivars in our study survived for five months under stressful conditions.
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    Physiological and ultrastructural analysis reveal the absence of a defined abscission zone in coffee fruits
    (Instituto Agronômico (IAC), 2016-10) Brandão, Isabel Rodrigues; Silva, Dayane Meireles da; Souza, Kamila Rezende Dázio de; Vilas Boas, Lissa Vasconcellos; Santos, Meline de Oliveira; Silva, Fábio Moreira da; Alves, Jose Donizeti
    In order to investigate the existence of a possible abscission zone in the binding region between the peduncle and the coffee fruit, as well as the biochemical events involved in fruit ripening, we studied peduncles and fruits of Coffea arabica L. cv. “Icatu amarelo”. Coffee fruits were harvested at different maturation stages by using specific intervals of detachment force. It was observed a breakdown in the cells of the connecting region between peduncles and fruits throughout the maturation process. This disruption is probably caused by increased activity of the cell wall-loosening enzymes (polygalacturonase and cellulase) as well as by higher levels of lipid peroxidation in the final maturation stages. In general, physiological differences between maturation stages were observed and can largely explain the different detachment forces required at different stages. In conclusion, there is no clear abscission zone between the peduncle and the coffee fruit cv. “Icatu amarelo”. Nevertheless, the decrease in the detachment force throughout the maturation process can occur due to the activity of cell wall-degrading enzymes together with increased oxidative stress during the fruit ripening.