Caracterização molecular de cafeeiros do germoplasma Bourbon

Abstract

Com a crescente demanda do mercado mundial de cafés especiais, os produtores brasileiros têm demonstrado interesse em retomar o cultivo do Bourbon, principalmente devido a seu potencial para produzir cafés de qualidade superior de bebida. Dessa forma, os melhoristas têm buscado incorporar acessos de Bourbon nos programas de melhoramento, a fim de obter cultivares para a produção de cafés especiais. Visando dar suporte aos programas de melhoramento da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), foi instalado em Patrocínio, MG, um Banco Ativo de Germoplasma (BAG) com 1594 acessos, destes, 140 correspondem a Bourbon. Entretanto, a coleção de germoplasma de Bourbon ainda não foi devidamente caracterizada, fato que interfere no seu aproveitamento para fins comerciais e uso no melhoramento. Deste modo, a caracterização molecular desses genótipos é essencial para ampliar o conhecimento dos materiais genéticos disponíveis e, assim, incorporar os mais adequados nos programas de melhoramento genético do cafeeiro. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar, por meio de marcadores SSR e AFLP, a coleção de Bourbon da Epamig, como uma ferramenta auxiliar na identificação dos acessos, avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos genótipos. Na identificação dos acessos, apresentado no capítulo 1, os marcadores SSR foram utilizados para discriminar os genótipos de Bourbon juntamente com as técnicas de analise discriminante e redes neurais artificiais. Os locos SSR analisados foram adequados para diferenciar os acessos. Observou-se que as redes neurais artificiais apresentaram maior eficiência na classificação dos acessos de Bourbon do que a análise discriminante e foi possível identificar acessos que apresentaram misturas ou problemas na identificação inicial. Na avaliação da diversidade genética e do perfil molecular (Fingerprinting) dos acessos, apresentados no capítulo 2, os marcadores SSR e AFLP utilizados permitiram separar a maioria dos indivíduos analisados. Esses dados moleculares sugerem que, apesar da reconhecida base genética estreita de C. arabica, o germoplasma de Bourbon pertencente a Epamig apresenta variabilidade genética que pode ser explorada nos programas de melhoramento. A análise de fingerprinting permitiu identificar os perfis moleculares de cada acesso de Bourbon avaliado, os quais podem ser utilizados na identificação dos cafeeiros no banco. Dessa forma, os resultados obtidos nesse estudo fornecem subsídios para a manutenção e conservação da coleção de germoplasma de Bourbon. Além disso, deve auxiliar os melhoristas na escolha de genitores para possíveis hibridações em programas de melhoramento que buscam o desenvolvimento de cultivares com potencial para qualidade de bebida.

With the increasing demand of specialty coffee in the world, the Brazilian coffee producer have demonstrated interest to retake cultivating Bourbon due to its potential of producing high cup quality. So, the breeders are working to incorporate the Bourbon in the breeding programs to develop coffee cultivars with special cup quality. To support the breeding programs, the Agricultural Research Company of Minas Gerais (Epamig) established the active germplasm bank in Patrocínio, MG. This germplasm comprises of 1594 coffee accessions, among these 140 are Bourbons. However, the collection of Bourbon is not well characterized, which interferes with its efficient use for commercial purpose and genetic improvement. This shows the importance of molecular characterization of these genotypes to increase the knowledge about the genetic materials available and incorporated adequately in the genetic improvement of coffee. Thus, the present work was done with the objective of characterizing the Bourbon collections of Epamig using SSR and AFLP molecular markers as a tool to identify the accessions, genetic diversity study and Fingerprinting of the genotypes. In chapter 1, SSR molecular marker combined with discriminant analysis and artificial neural network were used to discriminate the genotypes of Bourbon. The result showed that the artificial neural network is more efficient to classify the accessions of Bourbon than discriminant analysis. It was possible to identify accessions with mixture or with identification problem. In the genetic diversity and fingerprinting analysis presented in chapter 2, SSR and AFLP markers used permitted to separate most of the individuals analyzed. These data suggested that despite the known narrow genetic base of C. arabica, the Bourbon germplasm belonging to Epamig has enough genetic variability that can be exploited in breeding programs. The fingerprinting analysis allowed identifying molecular profile for each accession of Bourbon evaluated that can be used in identification of coffee plants of the germoplasm. Besides this, it can aid the breeders to select the parents for possible hybridization in the breeding programs to develop cultivars with high cup quality potential.