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Item Respostas moleculares fisiológicas de dois genótipos de cafeeiro submetidos a diferentes períodos de restrição hídrica(Universidade Federal de Lavras, 2013-03-28) Lobo, Joáz Vieira; Chalfun Júnior, AntonioO café desponta como segunda commodity mais comercializada no mundo tendo importante papel na economia de muitos países, incluindo o Brasil principal produtor mundial da bebida. Entretanto, tem-se enfrentado cenários de mudanças climáticas e seus efeitos restritivos sobre a continuidade da alta produção do café. Essa realidade mostra a importância de estudos que permitam o entendimento dos mecanismos de tolerância da planta ao estresse, bem como a análise de genótipos dos genótipos mais tolerantes ao estresse da seca. Dessa forma o objetivo com este estudo foi analisar as respostas fisiológicas e moleculares de dois genótipos de Coffea arábica, a progênie Siriema apontada como tolerante e a cultivar Catuaí (Amarelo IAC 74), sensível à deficiência hídrica. O experimento foi conduzido no Setor de Fisiologia Vegetal do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras, MG. Os tratamentos estabelecidos foram: um grupo de mudas recebeu irrigação contínua (Controle), outro grupo foi submetido à restrição total da irrigação e outro foi reirrigado após um período determinado de estresse, neste grupo foi avaliado a capacidade de recuperação de cada genótipo. Dentro dos tratamentos as observações e coletas de folhas foram realizadas a cada três dias e o experimento montado em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com quatro repetições por período de avaliação. O tratamento controle mostrou valores constantes para as variáveis analisadas em ambos os genótipos, os dois materiais para o tratamento não irrigado mostraram significativa redução do potencial hídrico foliar, das taxas fotossintéticas e transpiratórias e da condutância estomática, após a reirrigação pode se observar recuperação parcial do estado hídrico das plantas, sendo a cultivar Catuaí mais afetada pela restrição hídrica. As análises moleculares foram direcionadas a dois períodos de restrição, sendo que estes apresentavam potenciais hídricos típicos de estresse moderado e severo, respectivamente. As análises de expressão para os genes CcRD29 e CcRd26 mostraram que esses genes são diferencialmente expressos e superiores no tratamento não irrigado, sendo suas atividades diminuídas drasticamente após o momento da reidratação. Os dois genótipos apresentaram expressão diferencial par os genes em questão sendo, que a menor expressão na progênie Siriema pode estar relacionada à sua maior capacidade de manutenção do seu estado hídrico quando comparado a cultivar Catuaí.Item Physiological and molecular characterization of twocoffea arabica cultivars under diferent heat stress conditions(Universidade Federal de Lavras, 2016-04-07) Ferrara-Barbosa, Barbara Castanheira; Chalfun-Junior, AntônioCoffee is one of the most valuable primary products in world trade. Its cultivation, processing, transport, and marketing employs over 120 million people and significantly affects the gross national product (GNP) of 40 countries. Worldwide, coffee is grown on over 10,000,000 hectares of land. Smallholder farmers cultivate over 70% of production, making coffee crucial to the economy of many developing countries. Currently, Brazil is the world's leading producer of coffee, a position the country has held for the last 150 years, producing roughly 40% of h wordl’s supply of A b b n across more than 2,000 farms in 16 states. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (2014), there is a high probability of temperature increases of 1 to 3°C in the tropics over the next 20 years. The losses to Arabica coffee production, as a result of increasing temperatures, are estimated to be as much as 10% of total production in 20 years. Therefore, in the face of imminent climate changes, the development of cultivars that are tolerant to adverse environmental conditions is essential. To that end, the identification of the key genes involved in plant responses to abiotic stress is critical for improving the crop by either traditional breeding or genetic transformation. Hence, we aimed to understand the impact of heat stress at the physiological and molecular levels on the growth and development of coffee. Moreover, we aimed to identify the genes that are differentially transcribed in response to high temperatures, which may lead to the future development of cultivars with improved quality and higher harvest security.Item Respostas moleculares fisiológicas de dois genótipos de cafeeiro submetidos a diferentes períodos de restrição hídrica(Universidade Federal de Lavras, 2013-03-28) Lobo, Joáz Vieira; Chalfun Júnior, AntonioO café desponta como segunda commodity mais comercializada no mundo tendo importante papel na economia de muitos países, incluindo o Brasil principal produtor mundial da bebida. Entretanto, tem-se enfrentado cenários de mudanças climáticas e seus efeitos restritivos sobre a continuidade da alta produção do café. Essa realidade mostra a importância de estudos que permitam o entendimento dos mecanismos de tolerância da planta ao estresse, bem como a análise de genótipos dos genótipos mais tolerantes ao estresse da seca. Dessa forma o objetivo com este estudo foi analisar as respostas fisiológicas e moleculares de dois genótipos de Coffea arabica, a progênie Siriema apontada como tolerante e a cultivar Catuaí (Amarelo IAC 74), sensível à deficiência hídrica. O experimento foi conduzido no Setor de Fisiologia Vegetal do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras, MG. Os tratamentos estabelecidos foram: um grupo de mudas recebeu irrigação contínua (Controle), outro grupo foi submetido à restrição total da irrigação e outro foi reirrigado após um período determinado de estresse, neste grupo foi avaliado a capacidade de recuperação de cada genótipo. Dentro dos tratamentos as observações e coletas de folhas foram realizadas a cada três dias e o experimento montado em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com quatro repetições por período de avaliação. O tratamento controle mostrou valores constantes para as variáveis analisadas em ambos os genótipos, os dois materiais para o tratamento não irrigado mostraram significativa redução do potencial hídrico foliar, das taxas fotossintéticas e transpiratórias e da condutância estomática, após a reirrigação pode se observar recuperação parcial do estado hídrico das plantas, sendo a cultivar Catuaí mais afetada pela restrição hídrica. As análises moleculares foram direcionadas a dois períodos de restrição, sendo que estes apresentavam potenciais hídricos típicos de estresse moderado e severo, respectivamente. As análises de expressão para os genes CcRD29 e CcRd26 mostraram que esses genes são diferencialmente expressos e superiores no tratamento não irrigado, sendo suas atividades diminuídas drasticamente após o momento da reidratação. Os dois genótipos apresentaram expressão diferencial para os genes em questão, sendo que a menor expressão na progênie Siriema pode estar relacionada à sua maior capacidade de manutenção do seu estado hídrico quando comparado a cultivar Catuaí.Item Identification and validation of differentially expressed genes related to drought response in Siriema Coffea arabica plants(Universidade Federal de Lavras, 2011-07-27) Fernandes, Christiane Noronha; Chalfun Júnior, AntonioBrazil is the main world producer of coffee, which after oil is the most commercialized commodity in the world. In coffee plants flowering is induced by rainfall or irrigation after a period of water deficit, however, prolonged periods of drought can affect yield and quality of fruits. Drought affects plants impairing growth and development of them. Identification and the understanding of drought tolerance mechanisms, as well as the development of technologies that allow plants to tolerate longer periods of drought are presented as important alternatives to preserve or even increase the brazilian and worldwide agricultural production. The SSH technique (Supression Subtractive Hybridization) allows the obtention of small cDNA libraries enriched with differentially expressed transcripts present in one of the compared sample. This technique has been used efficiently to obtain information about many biological processes, such as identifying genes that are induced under biotic and abiotic stresses. In this study, three subtractive cDNA libraries of young leaves from 6 months old drought-stressed Siriema coffee plants, 24RI48-24NI (24 days after 48hours of re- irigation – 24 days non-irrigated), 24RI48-24RI24 (24 days after 48hours of re- irigation – 24 days after 24 hours of re-irrigation) and 12NI-12I (12 days non-irrigates – 12 days irrigated) were prepared, cloned, sequenced and analyzed. Hypothetical and unknown proteins, putative novel proteins, and some protein-encoding genes were identified. The protein-encoding genes found have relation to stress signaling, stress response and direct or indirect relation to recovery of re-irrigated plants. One gene from each library was selected for quantitative expression analysis by qRT-PCR and validation of the subtraction. For library 1, the selected gene (INV) was differentially expressed between the samples and validated the results. For library 2, differential expression was also detected for the selected gene (CAB11) in quantitative analysis, validating the library results. For library 3, the primers designed for expression analysis showed low efficiency to conduct the quantitative analysis, and validation was not possible. These results contribute to the study of drought tolerance in Siriema progeny and may provide information for further studies and the development of technologies that allow coffee plants to tolerate longer periods of drought.Item Estudo da expressão e análise de polimorfismos de genes candidatos para a tolerância à seca em cafeeiro(Universidade Federal de Lavras, 2010-08-31) Freire, Luciana Pereira; Marraccini, Pierre Roger RenéO cafeeiro é uma planta perene, pertencente à família Rubiaceae e ao gênero Coffea. Entre as espécies cultivadas, Coffea canephora (Robusta) e Coffea arabica (Arabica) são as mais importantes economicamente, representando respectivamente 30% e 70% da produção comercial mundial. O déficit hídrico afeta a cultura do cafeeiro podendo resultar em importantes conseqüências sociais (deslocamento de trabalhadores), econômicas e ecológicas. Estudos na área de melhoramento do café têm visado à introdução de novos caracteres para a obtenção de híbridos mais tolerantes à seca. Em nível molecular, existem projetos para se identificar genes candidatos (GC) para a tolerância à seca, seja por meio de estudos da expressão gênica (transcriptoma) ou de proteínas (proteômica). Assim, o primeiro objetivo desse trabalho consistiu em estudar a expressão de GCs (DREB, NAC-R26, RD29, GC10, CCoAMT, OEC, CA, M6FR, as isoformas RBCS1-A e B do gene RBCS), utilizando-se vários cultivares de C. arabica cultivados em campo sob situações diversas de estresse hídrico, por meio da técnica de PCR em tempo real (qPCR). Os GCs utilizados foram previamente identificados e validados, em experimentos com cultivares de C. canephora cultivados em casa de vegetação. O segundo objetivo consistiu em analisar a diversidade nucleotídica in vivo de alguns GCs (DREB, RD29 e NAC-RD26), identificando-se SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms), em várias espécies, clones e cultivares de café para tentar relacionar a ocorrência de SNPs com o fenótipo. Para a busca de SNPs , DNA genômico (gDNA) dessas diferentes plantas foram amplificados com dois primers específicos para cada GC utilizado. Os primeiros primers contêm nas extremidades adaptadores M13For ou M13Rev, os quais permitiram avaliar a presença de SNPs, por meio do seqüenciamento dos produtos de PCR sem a clonagem. Para se identificar as formas alélicas presentes em cada genoma, primers (sem adaptadores) foram usados para se amplificar, clonar e seqüenciar as mesmas porções de gDNA. Para o sequenciamento, foram utilizados 10 clones independentes, visando-se a identificação do máximo possível de alelos. As seqüências resultantes foram alinhadas, pelo emprego de aplicativos computacionais visando-se a identificação de regiões polimórficas.