Caracterização molecular e resistência a doenças de genótipos de cafeeiros originários da América Central

Abstract

A cultura do café tem apresentado uma série de doenças que provocam severos danos na cafeicultura de diversos países. Visando minimizar esses problemas, programas de melhoramento genético têm desenvolvido cultivares com resistência à fatores bióticos e abióticos. No entanto, o uso dessa cultivares associado a autogamia e origem do cafeeiro arábica tem resultado em estreita relação genética entre os genótipos e, consequentemente, maior vulnerabilidade a doenças e pragas. Técnicas tradicionais de inoculação do patógeno complementadas com a biologia molecular permitem verificar a presença de genes que conferem resistência a ferrugem (Hemileia vastatrix), principal doença da cultura, e ao Colletotrichum kahawae causador da antracnose verde dos grãos, além de auxiliar o estudo de diversidade das cultivares. Marcadores ligados a genes que conferem resistência a doenças, complementam os trabalhos clássicos de fenotipagem das plantas de café na determinação da resistência ou a susceptibilidade a patógenos. Diante desse panorama, esse trabalho teve como objetivo a verificação da diversidade genética das cultivares de café da América Central, utilizando 16 marcadores microssatélites distribuídos aleatoriamente no genoma de C. arabica. Além disso, a resistência dessas cultivares foi verificada por meio da fenotipagem com as raças II e XXXIII de H. vastatrix e genotipagem com marcadores moleculares ligados a genes de resistência a H. vastatrix e a C. kahawae. As análises moleculares com marcadores aleatórios revelaram diversidade entre e dentro das cultivares analisadas, sendo possível obter o padrão molecular da maioria delas. Essas análises permitiram também observar erros de identificação de cultivar, misturas ou hibridações nas cultivares. Das 36 cultivares fenotipadas para resistência, 30 foram resistentes a raça II e 26 a raça XXXIII de H. vastatrix. Na genotipagem, os cafeeiros apresentaram variabilidade e alelos que conferem resistência a H. vastatrix, complementado os resultados fenotípicos, sugerindo uma piramidação de genes de resistência nos cafeeiros da América Central. Palavras-chave: Coffea arabica. Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Seleção assistida por marcadores moleculares. Diversidade genética.

Several diseases can cause severe damages to coffee plants in many coffee- producing countries. In order to minimize those problems, plant breeding has developed plants with resistance to biotic and abiotic factors. However, the use of Arabica coffee cultivars coupled with self-fertilization of the plant and the origin of the crop resulted in a close genetic relationship between cultivars, leading to susceptibility to diseases and pests. Traditional techniques complemented by molecular biology allow the verification of genes that confer resistance to coffee leaf rust (Hemileia vastatrix), the main disease of the crop, and to Colletotrichum kahawae (CBD), the causal agent of green anthracnose in grains. Microsatellite markers (SSR) are extensively employed to obtain unique molecular patterns (fingerprinting). Specific markers linked to genes that confer resistance to diseases complement classic phenotyping and help determine plant resistance or susceptibility to pathogens. In that sense, this work aimed to verify the genetic diversity of coffee cultivars from Central America using 16 SSR markers randomly distributed in C. arabica genome. Moreover, the resistance of these cultivars was verified through phenotyping with races II and XXXIII of H. vastatrix and genotyping with molecular markers linked to resistance genes to H. vastatrix and C. kahawae. Fingerprinting analysis also revealed cultivars with the same molecular pattern, suggesting misidentification, mixtures, or hybridization of the analyzed cultivars. Of the 36 cultivars phenotyped for disease resistance, 30 were resistant to H. vastatrix race II and 26 to race XXXII. In genotyping, coffee plants demonstrated variability and alleles that confer resistance to H. vastatrix, suggesting a pyramiding of resistance genes in Central American cultivars. Keywords: Coffea arabica. Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Marker- assisted selection. Genetic diversity.