Diversidade genética e resistência de Coffea canephora à ferrugem e à antracnose dos frutos verdes

Abstract

O café Conilon (Coffea canephora) é o principal produto do agronegócio do Estado do Espírito Santo, onde a maior parte dos genótipos cultivados é oriunda de cruzamentos espontâneos e seleção realizada de forma empírica por produtores e viveiristas. São escassos estudos científicos sobre diversidade genética e resistência à doenças nestes materiais. O presente trabalho avaliou a diversidade genética em uma população composta por 124 genótipos de C. canephora, a partir da amplificação de 12 marcadores moleculares do tipo SSR, seguida de eletroforese em gel de poliacrilamida e coloração do gel em solução de nitrato de prata para avaliação dos loci polimórficos. Foi obtida a matriz de distância genética pelo método do complemento, com índice ponderado, a qual foi utilizada para análise de agrupamento pelo método UPGMA. Por meio da amplificação de marcadores SSR, SCAR e CAP, foram identificados, em uma população de 75 indivíduos, genótipos portando marcadores associados aos genes SH3 e QTL de resistência à ferrugem e ao gene Ck-1, que confere resistência ao CBD. Também foi realizada avaliação do nível de resistência às raças II e XXXIII de Hemileia vastatrix em 23 genótipos, sendo feita inoculação artificial em discos foliares e avaliação dos componentes de resistência período de incubação, período latente, % de discos com sintomas, % de discos com esporulação, % de área com sintomas e produção de uredósporos. Foi utilizado delineamento inteiramente casualizado, com 3 repetições por tratamento, cada uma composta por uma caixa gerbox contendo 16 discos foliares. Os dados dos componentes de resistência foram submetidos à análise de variância à 1% de significância. Variáveis que apresentaram diferença significativa foram submetidas ao teste de agrupamento de médias univariado Scott-Knott à 5% de probabilidade. Foi também aplicada estatística multivariada aos componentes, sendo obtida a Distância Generalizada de Mahalanobis entre os pares dos genótipos avaliados e análise de agrupamento utilizando UPGMA. Foram obtidos, pela análise de diversidade, adotando-se o critério de Mojena, com ponto de corte em 0,5552, sete grupos distintos, separando indivíduos com características das variedades Conilon, Robusta e híbridos. Genótipos oriundos do programa de melhoramento do Incaper e materiais oriundos de seleção empírica realizada no Estado do Espírito Santo foram alocados no mesmo grupo, sendo classificados dentro da variedade conilon, enquanto genótipos oriundos de outros programas de melhoramento e outros estados foram alocados em grupos diferentes. Foram identificados sete indivíduos portando marcadores associados ao gene SH3, 61 portando marcadores associados à QTL de resistência à ferrugem e 44 ao gene Ck1. Houveram diferenças significativas entre os genótipos avaliados para todas as componentes de resistência às raças II e XXXIII de H. vastatrix, formando-se, através da análise multivariada, cinco classes de resistência às respectivas raças, sendo elas: Resistentes, Moderadamente Resistentes, Moderadamente Suscetíveis, Suscetíveis e Imunes. Genótipos oriundos de seleção empírica podem constituir importante fonte de germoplasma em programas de melhoramento buscando a hibridação entre as variedades Conilon e Robusta e também buscando resistência à ferrugem e ao CBD. Existe diversidade na população avaliada para o nível de resistência às raças II e XXXIII de H. vastatrix, podendo estes materiais ser utilizados em estratégias de manejo da ferrugem, como controle genético e multilinhas.

Conilon coffee (Coffea canephora) is the main agribusiness product of the state of Espírito Santo, where most of the cultivated genotypes come from spontaneous crosses and empirical selection by producers and nursery workers. There are few scientific studies on genetic diversity and resistance to diseases in these research materials. The present study evaluated the genetic diversity in a population composed of 125 genotypes of C. canephora, from the amplification of 12 molecular markers of the SSR type, followed by electrophoresis in polyacrylamide gel and staining of the gel in silver nitrate solution for evaluation polymorphic loci. The genetic distance matrix was obtained by the complement method, with a weighted index, which was used for cluster analysis using the UPGMA method. From the amplification of SSR, SCAR and CAP markers, were identified, in a population composed of 75 individuals, genotypes carrying the SH3 and SH? rust resistance gene and the Ck-1 gene, which confers resistance to CBD. It was also evaluated the level of resistance to Hemileia vastatrix races II and XXXIII in 23 genotypes, with artificial inoculation in leaf discs and evaluation of the resistance components incubation period, latent period,% of disks with symptoms,% of disks with sporulation,% of area with symptoms and production of uredospores. A completely randomized design was used, with 3 replicates per treatment, each one consisting of a gerbox containing 16 leaf discs. The data of the resistance components were submitted to analysis of variance at 1% of significance. Variables that showed a significant difference were submitted to the Scott-Knott univariate grouping test at 5% probability. Multivariate statistics were also applied to the components, obtaining the generalized distance of Mahalanobis between pairs of evaluated genotypes and clustering analysis using UPGMA. They were obtained, by the analysis of diversity adopting the Mojena criterion, with a cut-off point of 0.5552, seven distinct groups, separating individuals with characteristics of the Conilon, Robusta and hybrid varieties. Genotypes from the Incaper breeding program and materials from empirical selection carried out in the State of Espírito Santo were allocated to the same group, being classified within the conilon variety, while genotypes from other breeding programs and other states were allocated in different groups. Seven individuals bearing markers for the SH3 gene, 61 for the SH? and 44 for the Ck-1 gene were identified. There was a significant difference between the genotypes evaluated for all components of resistance to H. vastatrix races II and XXXIII, which through the multivariate analysis, lead to five classes of resistance to the respective races: Resistant, Moderately Resistant, Moderately Susceptible, Susceptible and Immune. Genotypes from empirical selection may be an important source of germplasm in breeding programs by seeking hybridization between the Conilon and Robusta varieties and also resistance to rust and CBD. There is diversity in the population evaluated for the level of resistance to H. vastatrix races II and XXXIII, and these materials can be used in rust management strategies, such as genetic control and multilines.