Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Coffee breeding through convention methods, especially hybridization, followed by population selection, progeny evaluation, back-crossings and inter-specific crossings is a time consuming process that can demand for more than 30 years to obtain a new cultivar. It is possible to reduce this time by producing homozygous lines, from di-haploids, obtained from anther culture. This study applied anther culture technique on different Coffea arabica L. cultivars to induce the formation of calli and regenerate di-haploid germlings. The experiments were done in the Vegetable Biotechnology Laboratory of Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Experiment 1: Flower buds of cultivars Mundo Novo LCP-379-19 and Catuaí Vermelho H2077-2-5-44 were collected, disinfested and the anthers were inoculated in MS supplemented with 2.0 mgL-1 de 2,4-D and AAS at de 0.0, 8.0, 16.0, 32.0 or 64.0 mgL-1. Experiment 2: Calli of Catuaí Vermelho 44 were transferred to MS amended with different concentration of BAP (0.0, 2.0, 4.0 or 8.0 mgL-1) and 2,4-D (0.0, 1.0, 2.0 or 4.0 mgL-1). Experiment 3 (1st part): Flower buds of cultivar Catuaí Vermelho 99 were collected, disinfested and the anthers inoculated in MS amended with 2 mgL-1 2,4-D in the absence or presence of 5 mgL-1 silver nitrate together with ETHREL for different days: control (0), 2, 4, 6, or 8 days. (2nd part): After 12 days, the anthers were transferred to a regeneration medium, amended with 0.108 mgL-1 kinetin. A greater anther exposition time to ethylene, or longer inoculation time, favored the oxidation, and the alone ethylene favored formation of calli, Catuaí Vermelho 99 is responsive to intumescence, to calli formation and, also, to direct embryogenesis, in the presence of ethylene; AgNO3 together with ethepon, favored anther intumescence and calli formation; AgNO3 together with 2.0 mg L-1 2,4-D, promoted direct embryogenesis, for Catuaí Vermelho 44, the treatment with 2.0 mgL-1 2,4-D and 0.0 mgL-1 AAS was the one that presented the greatest average of calli formation; for both Mundo Novo and Catuaí Vermelho 44 the increase in AAS concentration decreased the pro-embryo formation in the calli; auxin, by itself, was capable of promoting the formation of friable calli, however the balance of the auxin and the BAP used in the work, had favored the production of friable calli. / O melhoramento genético do cafeeiro por meio de métodos convencionais, principalmente hibridação, seguida da seleção de populações, avaliação de progênies, retrocruzamentos e cruzamentos interespecíficos, é um processo demorado, podendo levar mais de 30 anos para se obter uma nova cultivar. A redução deste tempo é possível por meio da produção de linhagens homozigóticas, oriundas de dihaplóides obtidas através da cultura de anteras. O objetivo foi aplicar a técnica da cultura de anteras em diferentes cultivares de Coffea arabica L. para induzir a formação de calos e regenerar plântulas dihaplóides. Os experimentos foram conduzidos no laboratório de Biotecnologia Vegetal da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Experimento 1: Botões florais dos cultivares Mundo Novo LCP-379-19 e Catuaí Vermelho H2077-2-5-44 foram coletados, desinfestados e as anteras inoculadas em meio MS suplementado com 2,0 mgL-1 de 2,4-D e AAS nas concentrações de 0,0; 8,0; 16,0; 32,0 e 64,0 mgL-1. Experimento 2: Calos de Catuaí Vermelho 44 foram subcultivados em meio MS acrescido de diferentes concentrações de BAP (0,0; 2,0; 4,0 e 8,0 mgL-1) e 2,4-D (0,0; 1,0; 2,0 e 4,0 mgL-1). Experimento 3 (1ª parte): Botões florais do cultivar Catuaí Vermelho 99 foram coletados, desinfestados e as anteras inoculadas em meio MS acrescido de 2 mgL-1 de 2,4-D na ausência e presença de 5 mgL-1 de nitrato de prata juntamente com etileno por diferentes dias: testemunha, 2, 4, 6, e 8 dias. (2ª parte): Ao final de 12 dias, as anteras foram transferidas para um meio de regeneração, acrescido de 0,108 mgL-1 de cinetina. Um maior tempo de exposição das anteras ao etileno favoreceu a oxidação, e o etileno sozinho favoreceu a formação de calos, a cv. Catuaí Vermelho 99 foi responsiva á formação de calos e também á embriogênese direta, na presença de etileno, o AgNO3 agiu como inibidor de contaminantes e juntamente com etileno, favoreceu a calosidade das anteras da cv. Catuaí Vermelho 99, o AgNO3 juntamente com 2,0 mg L-1 de 2,4-D podem promover embriogênese direta, tanto para Mundo Novo quanto para Catuaí Vermelho 44 o aumento das concentrações de AAS diminuiu a formação de próembrióides nos calos e o 2,4-D sozinho foi capaz de promover a formação de calos friáveis, porém o equilíbrio da auxina e da citocinina (BAP) utilizadas no trabalho, favoreceram a produção de calos friáveis. / Mestre em Agronomia

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-08-28T14:35:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1023723 bytes, checksum: 4ef7fcc40d4b93f08bcc61dbfee6447d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T14:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1023723 bytes, checksum: 4ef7fcc40d4b93f08bcc61dbfee6447d (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Objetivou-se com este trabalho, avaliar o perfil sensorial da bebida de genótipos de Coffea arabica com resistência à ferrugem nas diferentes formas de processamento pós-colheita (café despolpado e café natural) e identificar aqueles com maior potencial genético para produção de cafés especiais na região das Matas de Minas. Os experimentos foram instalados em três municípios na região das Matas de Minas, em Minas Gerais – Brasil, em 2012. O delineamento foi em blocos casualizados com duas repetições, dez genótipos resistentes à ferrugem e uma testemunha susceptível. As amostras de frutos do tipo cereja foram avaliadas por meio do perfil sensorial da bebida, segundo o protocolo da “Specialty Coffee Association of America (SCAA)”. Todos genótipos com resistência à ferrugem apresentaram potencial para produção de cafés especiais de acordo com a metodologia SCAA. As cultivares Araponga MG1, Catiguá MG1, Catiguá MG2, MGS Catiguá 3, Oeiras MG6851, Pau-Brasil MG1 e Sacramento MG1, não apresentaram diferenças para nota total nas diferentes formas de processamento. O município de Araponga se caracterizou por proporcionar notas “muito boas” ou “excelentes” do atributo corpo para o café despolpado e do atributo equilíbrio para o café natural. Os genótipos Catiguá MG1, Catiguá MG2, Catucaí 25/137, Paraíso MGH419-1 e a H419-3-3-7-16-4-1 apresentaram os melhores desempenhos para a nota total, acima de 85 pontos, quando o café foi despolpado. No entanto, apenas Catiguá MG1 e Catiguá MG2 não sofreram redução significativa da nota quando manteve o fruto com casca (café natural). A expressão dos atributos de qualidade sensorial é distinta em diferentes ambientes e essa informação pode ser interessante para recomendação de cultivares associadas ao marketing de cafés especiais. Além disso, devido a interação do perfil sensorial com a forma de processamento, as recomendações de genótipos de café devem ser realizadas levando em consideração o nível tecnológico utilizado na secagem dos grãos e assim maximizar o potencial para qualidade de bebida. / The aim of this work was to evaluate the sensorial profile of the beverage of Coffea arabica genotypes with resistance to rust in order to characterize the material in different forms of post-harvest processing (pulped coffee and natural coffee) and to identify the materials with the highest genetic potential for coffee production in the region of Matas de Minas. The experiments were installed in three municipalities in the state of Minas Gerais – Brazil, in 2018. The experimental design was a randomized block with two replicates and ten rust resistant genotypes and one susceptible control. The samples of cherry-type fruits were evaluated through the sensorial profile of the beverage, according to protocol of the Specialty Coffee Association of America (SCAA). All genotypes with resistance to rust evaluated presented potential to produce special coffees according to the SCAA methodology. The cultivars Araponga MG1, Catiguá MG1, Catiguá MG2, MGS Catiguá 3, Oeiras MG6851, Pau-Brasil MG1 and Sacramento, presented no differences for total score in the different forms of processing. The Araponga county was characterized by providing "very good" or "excellent" grades of the body attributes for pulped coffee and the equilibrium attribute for natural coffees. The genotypes Catiguá MG1, Catiguá MG2, Catucaí 25/137, Paraiso MGH419-1 and H419-3-3-7-16-4-1 presented the best performances for the total score, above 85 points, when the coffee was pulped. However, only Catiguá MG1 and Catiguá MG2 did not suffer a significant reduction of the note when the fruit was kept in bark (natural coffee). The expression of the attributes of sensorial quality is distinct in different environments and this information may be interesting for recommending cultivars associated with the marketing of special coffees. In addition, due to the interaction of the sensory profile with the processing form, the recommendations of coffee genotypes should be made taking into account the technological level used in the drying of the grains and thus maximizing the potential for beverage quality.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-15T13:31:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1719985 bytes, checksum: f66cfc87387f56886fa18e23b937cc79 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T13:31:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1719985 bytes, checksum: f66cfc87387f56886fa18e23b937cc79 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A espécie Coffea arabica é a mais importante, economicamente, do gênero Coffea. Essa espécie é autógama e apresenta base genética estreita. Assim, o sucesso dos programas de melhoramento para essa cultura é desafiador. Nesse sentido, métodos seletivos robustos e precisos são necessários para maximizar os ganhos com seleção, mantendo a variabilidade genética presente nas populações. O uso de marcadores moleculares, por permitir o acesso à informação do DNA dos indivíduos, e da seleção baseada em dados fenotípicos por meio de procedimentos de modelos mistos (REML/BLUP), por permitirem a estimação de parâmetros genéticos de forma acurada mesmo em situação de experimentos desbalanceados, têm se mostrado vantajosos. Finalmente, os métodos de seleção genômica ampla (GWS), que buscam conhecer as associações entre os dados genotípicos e os fenotípicos, tem se mostrado acurado e promissor para diversas espécies vegetais, inclusive para espécies perenes. O objetivo do trabalho foi identificar marcadores SNP e validá-los em estudos de diversidade genética; estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP); aplicar o princípio da GWS e avaliar sua eficiência em população de C. arabica. A população em estudo, inicialmente, foi composta por 72 genótipos nos quais os marcadores SNP foram identificados e validados. A seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP, foi realizada em 228 genótipos de cafeeiros. A GWS foi realizada em população composta por 195 genótipos, genotipados com 21.211 e fenotipados para 18 características agronômicas. Um total de 40.000 sondas específicas foram construídas, sendo identificados 91.517 marcadores SNP em 72 indivíduos de C. arabica. Após análises de qualidade, 11.187 SNP foram selecionados e validados em análises de diversidade e estrutura genética de populações. Os marcadores foram eficientes na avaliação da diversidade e estrutura genética de C. arabica. Com base nos dados fenotípicos por meio de análises de modelos mistos foi possível estimar os parâmetros genéticos da população avaliada e obter ganhos expressivos com seleção. Os resultados da GWS demonstram o potencial dessa metodologia seletiva para o melhoramento de C. arabica, por predizer com acurácia os valores genéticos genômicos dos indivíduos e possibilitar a redução no tempo necessário para completar o ciclo de seleção, proporcionando ganhos significativos em eficiência seletiva. / The Coffea arabica species is the most important, economically, of the Coffea genus. This species is autogamous and has a narrow genetic base. Thus, the success of breeding programs for this crop is challenging. In this sense, robust and accurate selective methods are necessary to maximize the gains with selection, keeping the genetic variability present in the populations. The use of molecular markers, by allowing access to the DNA information of the individuals, and selection based on phenotypic data through mixed model procedures (REML/BLUP), because they allow the estimation of genetic parameters accurately even in situations of unbalanced experiments, have proved to be advantageous. Finally, genome wide selection (GWS), which seek to know the associations between genotypic and phenotypic data, have been shown to be accurate and promising for several plant species, including for perennial species. The objective of this study was to identify SNP markers and to validate them in studies of genetic diversity; to estimate genetic parameters and selection gains using the mixed model methodology (REML/BLUP); apply the GWS principle and evaluate its efficiency in C. arabica population. The population was initially consisted of 72 genotypes in which the SNP markers were identified and validated. Phenotypic selection, using the REML/BLUP procedure, was performed on 228 coffee genotypes. Finally, GWS was performed in a population consisted of 195 genotypes, genotyped with 21,211 and phenotyped for 18 agronomic traits. A total of 40,000 specific probes were constructed, with 91,517 SNP markers identified in 72 C. arabica individuals. After quality analyzes, 11,187 SNPs were selected and validated in analyzes of population structure and genetic diversity of coffee progenies derived from Catuaí and Híbrido de Timor. The markers were efficient in evaluating the diversity and structure genetic of C. arabica. Based on the phenotypic data through analyzes of mixed models, it was possible to estimate the genetic parameters of the evaluated population and obtain expressive gains with selection. Finally, GWS results demonstrate the potential of this selective methodology for the improvement of C. arabica by accurately predicting the genomic genetic values of the individuals and enabling the reduction in the time required to complete the selection cycle, providing significant gains in selective efficiency.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-25T14:12:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 504397 bytes, checksum: 774a701f630d570ee15c226c47495ae8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-25T14:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 504397 bytes, checksum: 774a701f630d570ee15c226c47495ae8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A ferrugem alaranjada causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix Berk. et Br. é considerada em todo o mundo uma séria doença do cafeeiro que tem causado vários prejuízos para a cafeicultura. O uso de fungicidas é o método mais empregado para o controle da doença, porém sua aplicação deve ser feita de forma racional, para não inviabilizar a cultura e agredir o meio ambiente. Na busca por cultivares resistentes, já foram identificados nove genes dominantes de resitência a H.vastatrix presentes em cafeeiros de diferentes espécies. Uma potencial estratégia para introgredir esses genes de resistência no cafeeiro é o uso de marcadores moleculares. Logo, objetivou-se com esse trabalho, converter marcadores AFLPs ligados a locos de resistência do cafeeiro à raça I, II e ao patótipo 001 de H. vastatrix em marcador SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) e avaliar a eficiência do uso desses marcadores e de um microssatélite previamente identificado na Seleção Assistida por Marcadores (SAM). Para isso, quatro combinações de primers AFLPs ligados à resistência do cafeeiro à raça I, II e ao patótipo 001 de H. vastatrix foram clonados e sequenciados. Os marcadores SCAR desenvolvidos foram denominados de SCAFs e, posteriormente, validados nos genitores resistente Híbrido de Timor UFV 443-03; genitor suscetível Catuaí Amarelo IAC 64 (UFV 2148-57) e em 247 indivíduos da população F2 de mapeamento. Os dados foram codificados e analisados no programa GQMOL. Com as sequências dos SCARs foi feita uma busca local no banco de dados do genoma de referência de Coffea canephora utilizando a ferramenta BLAST, e-value de -27. A fim de identificar quais genes estão envolvidos nas regiões dos cromossomos onde os SCARs apresentaram maior similaridade, foi realizada uma busca local utilizando a ferramenta Gbrowse, e-value de -10. Para a realização da SAM foram genotipados o marcador SCAF2 validado e um marcador microssatélite SSR16 em indivíduos das populações F3 e de retrocruzamentos suscetíveis. Na realização da fenotipagem dos 16 discos de folhas de 1,5 cm de diâmetro de cada planta dos genitores, da geração F3 e dos retrocruzamentos foram inoculados com uredósporos da raça II. Após as inoculações, os discos foram colocados sobre uma tela de nylon e espuma, saturada com água e acondicionados no interior de um gerbox. Os gerbox contendo os discos de folhas, foram fechados e mantidos na ausência de luz durante 48 horas, a 22oC e, em seguida, transferidos para uma câmara sob condições controladas de temperatura de 22°C e 12 horas de luz. No momento em que os discos inoculados do genitor suscetível Catuaí Amarelo IAC 64 (UFV 2148-57) iniciou a esporulação, em torno dos 25 dias após a inoculação (dpi), foi iniciada a avaliação de resistência/suscetibilidade. Na validação dos marcadores SCARs apenas o marcador SCAF2 apresentou polimorfismo entre os cafeeiros resistentes e suscetíveis, se comportando como marcador dominante em repulsão. Os outros marcadores SCARs desenvolvidos não apresentaram polimorfismo entre os cafeeiros quando os fragmentos foram analisados em gel de agarose. Logo, somente o marcador SCAF2 foi validado mantendo o mesmo ordenamento no grupo de ligação 2 (GL2) do mapa genético de ligação, ficando ligado a 0 cM do AFLP que lhe deu origem. Na busca local no genoma de C. canephora encontrou-se maior similaridade dos marcadores SCAF1, SCAF2 com o cromossomo 0, chamado de ChrUn, e maior similaridade dos marcadores SCAF3 e SCAF4 com o cromossomo 10. Na identificação dos genes, os marcadores SCAF1 e SCAF2 pertencentes ao GL2 do mapa genético apresentaram similaridade com alguns genes que codificam proteínas relacionadas à resistência a patógenos. Na SAM, foi verificado que o uso dos marcadores moleculares permitiu selecionar indivíduos homozigotos dominantes para um dos locos e para os dois locos, sendo mais eficiente que a fenotipagem. Logo, com o desenvolvimento de marcadores SCAR e SSR16 intimamente ligados aos locos de resistência à ferrugem do cafeeiro e seu uso na SAM possibilitaram um avanço nos programas de melhoramento com a seleção precoce de indivíduos e também uma posterior clonagem posicional de genes ligados à resistência a essa doença. / Coffee leaf rust (CLR) caused by the biotrophic fungus Hemileia vastatrix (L.) Berk. & Broome is widely considered as a serious disease causing various damages to coffee production. The use of fungicides is the employed control method, though their application should be made in a rational manner to avoid hampering the culture and the environment. In search for resistant cultivars, nine dominant resistant genes to H. vastatrix have been identified in different coffee species. One potential strategy for the introgression of these resistance genes is the use of molecular markers. Therefore, the objective of this work was to convert AFLP markers linked coffee loci resistant to race I, II and pathotype 001 of H. vastatrix in SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) marker and evaluate the efficiency of these markers and a microsatellite marker previously identified in Marker Assisted selection (MAS). For this purpose, four primer combinations of AFLPs linked to resistant genes to race I, II and pathotype 001 of H. vastatrix were cloned and sequenced. Developed SCAR markers were named SCAF and later validated in the resistant parent Híbrido de Timor (UFV 443-03); susceptible parent Catuaí Amarelo IAC 64 (UFV 2148-57) and 247 individuals of the F2 mapping population. Data were coded and analyzed in GQMOL software. With the sequences of the SCAR, a local search was made in the reference genome of C. canephora database using the BLAST tool with e-value of 10-27. In order to identify genes in the regions of the chromosome where the SCAR showed greatest similarity, a local search was performed using the tool GBrowse with 10-10 e-value. To perform the MAS, validated SCAF2 and microsatellite SSR16 markers were analysed in individuals of F3 population and susceptible backcrossing. As part of phenotyping, 16 leaf discs of each parent plant, and the F3 backcross generation were inoculated with race II uredospores. After inoculation, the discs were placed on a germination box with a nylon mesh and foam, saturated with water. The germination boxes containing the leaf discs were sealed and kept in the dark for 48 hours at 22 °C and then transferred into a chamber under 22 ° C and 12 hours of photoperiod. The susceptible parent Catuai Amarelo IAC 64 (UFV 2148-57) sporulation started around 25 days after inoculation (dpi), from there began the evaulation of individual from other pouplations. In the validation of SCAR marker, only SCAF2 marker showed polymorphism between the resistant and susceptible coffee, behaving as a dominant marker in repulsion. The other developed SCAR markers did not show polymorphism between coffee varieties when the fragments were analyzed on agarose gel. Yet, only the marker SCAF2 was validated keeping the same order in the Linkage Group 2 (GL2) of the genetic linkage map, being linked at 0 cM of AFLP from which it was developed. The local search in the C. canephora genome found greater similarity of SCAF1 and SCAF2 markers to chromosome 0, called ChrUn, and greater similarity of SCAF3 and SCAF4 markers to chromosome 10. In identifying genes, SCAF1 and SCAF2 markers belong to GL2 genetic map with some similarity to genes encoding proteins related to resistance to pathogens. In the MAS, it was found that the use of molecular markers allowing the selection of homozygous dominant for one of the loci for the two loci, being more efficient than phenotyping. Therefore, with the development of SCAR and SSR16 markers closely linked to coffee rust resistance loci and their use in the MAS enabled an advance in breeding programs with early selection of individuals and also a subsequent positional cloning of genes linked to resistance to this disease.

Submitted by Cleber Casali (clebercasali@ufv.br) on 2017-06-01T18:56:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3178138 bytes, checksum: 36dc59dea6244885fb4b6dc4cae0f6fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T18:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3178138 bytes, checksum: 36dc59dea6244885fb4b6dc4cae0f6fa (MD5) Previous issue date: 2004-11-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Três populações de retrocruzamento 1 (RC 1 ) e uma população F 2 foram obtidas a partir do cruzamento “Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”, sendo elas: população 1, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”) x (“Mundo Novo IAC 464-18”)], com 28 plantas; população 2, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18”) x (“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”)], com 40 plantas; população 3, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”) x (“Híbrido de Timor UFV 440-22”)], com 86 plantas; e população 4, F 2 - com 47 plantas, obtida a partir da autofecundação controlada de uma planta F 1 (H 464-2). Inicialmente foram estimados os coeficientes de repetibilidade e seus respectivos coeficientes de determinação, por meio dos métodos dos componentes principais e análise estrutural, a partir das matrizes de covariância e correlação. As características agronômicas avaliadas foram: altura da planta (ALTP), diâmetro da copa (DICP), vigor vegetativo (VIVG), posição da ramificação principal (PRAP), número de ramos laterais (NRAL), número de nós no ramo principal (NNRP), número de nós nos ramos laterais (NNRL), altura do primeiro ramo (ALPR) e diâmetro do caule (DIAC). As avaliações fenotípicas foram realizadas em cinco sucessivas épocas de avaliação (novembro de 2002 a novembro de 2003), com intervalo de três meses entre avaliações, exceto para o DIAC que foram quatro, sendo estas iniciadas a partir da segunda época de avaliação das demais características. As populações 1 e 2 (RC 1 s) e 4 (F 2 ) foram avaliadas, a partir de 17 meses e a população 3, RC 1 a partir de 50 meses. As altas estimativas de repetibilidade das nove características (épocas 1 a 5) nas quatro populações segregantes de café arábica, além da existência de correlações significativas a 1% de probabilidade, apontam tais características como bons indicadores da acurácia na identificação dos locos controladores das características quantitativas (QTLs) para a seleção precoce. Neste sentido, marcadores do tipo RAPD foram utilizados para construção de dois mapas de ligação, utilizando-se LOD escore mínimo (logaritmo na base 10 da razão entre a probabilibildade de que os marcadores estejam ligados e a probabilidade de que eles não estejam ligados) de 3,0 e r (freqüência máxima de recombinação entre o QTL e o marcador) de 0,40. Para a população 3, RC 1 um dos objetivos foi aumentar o número de marcas no mapa de ligação do cafeeiro, construído pelo programa de melhoramento do cafeeiro da Universidade Federal de Viçosa (UFV)/Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG). Tais mapas foram construídos, visando caracterizar e identificar os possíveis QTLs candidatos associados a essas características. Cinqüenta marcadores RAPD foram acrescentados ao mapa parcial da população 3, RC 1 . Um total de 137 marcadores RAPD foram obtidos, dos quais 124 (90,51%) apresentaram segregação 1:1 (P < 0,01), 13 (9,49%) segregação (2:1). Para a construção do mapa, foram utilizados os 124 marcadores, que segregaram 1:1, sendo que 26 não mostraram-se ligados aos grupos formados. Noventa e oito marcadores RAPD resultaram em 10 grupos de ligação (GLs) cobrindo 789,55 cM. Os quatro primeiros grupos obtidos tiveram boa densidade de marcadores. O maior intervalo entre dois marcadores adjacentes foi 33,42 cM, sendo que 88,64% dos intervalos não excederam 20 cM. Na população segregante 4, F 2 , 97 marcadores RAPD foram utilizados para construção do mapa, sendo que 35 não mostraram-se ligados aos grupos formados. Sessenta e dois marcadores RAPD resultaram em 13 GLs cobrindo 339,71 cM. O maior intervalo entre dois marcadores adjacentes foi 20,58 cM, sendo que 97,96% dos intervalos não excederam 20 cM. As metodologias de marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto foram empregadas, para detectar e mapear regiões genômicas associadas às nove características agronômicas mencionadas anteriormente. A metodologia de marca simples além de indicar marcadores consistentes, que explicam as variações das características ALTP, DICP, VIVG, PRAP, NRAL, NNRL e ALPR (população 3, RC 1 ) e ALTP, DICP, PRAP, NRAL, NNRP, NNRL e ALPR (população 4, F 2 ) (épocas 1 a 5), apontaram dois e três marcadores, respectivamente, associados a mais de uma característica nessas populações. Tais marcadores são: a) OPZ09 associado ao VIVG e a ALPR; e OPAK08b associado ao NNRL e a ALPR (população 3, RC 1 ); e b) OPAL12 associado a PRAP e a ALPR; OPAX20 associado ao NRAL e ao NNRP; e OPAR02 associado ao NNRL e a ALPR (população 4, F 2 ). As metodologias de marca simples e mapeamento por intervalo composto detectaram e identificaram um QTL associado a PRAP e um outro ligado a ALPR. Tais QTLs foram consistentes (épocas 1 a 5), e estão presentes nos GLs 5 e 9 do mapa parcial de ligação da população 3, RC 1 , respectivamente, para a PRAP e a ALPR. Estes QTLs explicam de 12,25% a 16,48% e de 8,27 a 8,44% da variação fenotípica da característica PRAP, associada aos locos OPV17 e OPS10a, além da ALPR associada ao loco OPAK08b. Para a população 4, F 2 , um QTL consistente (épocas 1 a 5), associado a ALPR foi detectado e identificado por meio das metodologias de marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto. Tal QTL está presente no GL 4 do mapa parcial de ligação da população 4 (F 2 ). Este QTL explica entre 29,14% a 29,41% (épocas 1 e 2) e entre 30,32 a 30,45% (épocas 3 a 5) da variação fenotípica da característica ALPR associada aos locos OPAE05 e OPG14. O número reduzido de QTLs detectados no presente estudo é devido à baixa saturação do mapa, número reduzido das progênies e a utilização de um só tipo de marcador (dominante). O número de grupos de ligação, obtidos para as duas populações segregantes mapeadas, é inferior ao correspondente número haplóide de cromossomos (22). Sendo assim, o genoma de Coffea arabica L. foi parcialmente explorado e muitas regiões ainda não foram identificadas. / Three populations of a backcross 1 (RC 1 ) and one population F 2 were obtained from the cross between “Mundo Novo IAC 464-18” and “Híbrido de Timor UFV 440-22”. The populations obtained were: population 1, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440- 22”) x (“Mundo Novo IAC 464-18”)] with 28 plants; population 2, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18”) x (“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”)] with 40 plants; population 3, RC 1 - [(“Mundo Novo IAC 464-18 x Híbrido de Timor UFV 440-22”) x (“Híbrido de Timor UFV 440-22”)] with 86 plants; and population 4, F 2 - with 47 plants obtained from a controlled selffecundation of a plant F 1 (H 464-2). Initially, the repeatability coefficients and their respective determination coefficients were estimated by using the methods of main components and structural analysis from the matrix of covariance and correlation. The following agronomic characteristics were evaluated: height plant, canopy diameter, vegetative vigor, position of the primary ramification, number of lateral branches, number of nodes on the main branch, number of nodes on the lateral branches, height of the first branch and stem diameter. The phenotypic evaluations were done at five seasons (November 2002 to November 2003) with three months period between them except for the stem diameter which was evaluated in four seasons initiated at the second times of the other characteristics. The populations 1 and 2 (RC 1 s) and 4 (F 2 ) were evaluated from the 17 th month and the population 3, RC 1 from the 50 th month. The high stimates of repeatability coefficients of the nine characteristics (seasons 1 to 5) on the four segregant populations of arabic coffee, besides having correlations significant at 1% of probability, show that the characteristics studied were good indicators of the accuracy on the identification of quantitative trait loci (QTLs) to reach early selection. At the same trend, markers as RAPD were used to construct two maps of ligation using minimum value 3.0 for LOD score (log 10 obtained from the ratio between the probability that the markers were ligated and the probability of that they were not) and r (maximum frequency of recombination between the QTL and the marker) of 0.40. For the population 3, RC 1 , one of the goals was to increase the number of markers on the ligation map of coffee constructed in the coffee breeding program of the “Universidade Federal de Viçosa (UFV)/Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG)”. These maps were constructed with the goal to characterize and identify possible QTLs candidates associated with these characteristics. Fifty RAPD markers were added to the parcial map of population 3, RC 1 . A total of 137 RAPD markers were obtained with 124 (90.51%) of them showing segregation 1:1 (P < 0,01) and 13 (9.49%) with segregation 2:1. In order to construct the map, 124 markers that segregated 1:1, with 26 of them not showing ligation with the formed groups, were used. Ninety-eight RAPD markers resulted on 10 groups of ligation (LGs) covering 789.55 cM. The four first groups obtained showed a good density of markers. The longest space between the two adjacent markers was 33.42 cM with 88.64% of the intervals not exceding 20 cM. On the segregant population 4(F 2 ), 97 RAPD markers were used to construct the map with only 35 of them not showing ligation with the formed groups. A total of 62 RAPD markers resulted in 13 LGs that covered 339.71 cM. The longest interval between two adjacent markers was 20.58 cM with 97.96% of the intervals not exceding 20 cM. The methodologies of simple markers, simple interval mapping and composite interval mapping were used to detect and to map genomic the regions associated with the nine agronomic characteristics cited above. The methodology of simple markers, besides to indicate consistent markers that explain the variation on the characteristics height plant, canopy diameter, vegetative vigor, position of the primary ramification, number of lateral branches, number of nodes on the lateral branches and height of the first branch (population 3, RC 1 ) and height plant, canopy diameter, xiiiposition of the primary ramification, number of lateral branches, number of nodes on the main branch, number of nodes on the lateral branches and height of the first branch (population 4, F 2 ; seasons 1 to 5) indicated two and three markers, respectively, associated with more than one characteristics these populations. These markers were: OPZ09 associated with vegetative vigor and height of the first branch; and OPAK08b associated with number of nós on the lateral branches and height of the first branch (population 3, RC 1 ); and b) OPAL12 associated with the position of the primary ramification and height of the first branch; OPAX20 associated with number of lateral branches and number of nodes on the main branch; and OPAR02 associated with number of nodes on the lateral branches and height of the first branch (population 4, F 2 ). The methodologies of simple markers and the composite interval mapping detected and identified one QTL associated with the position of the primary ramification and another one ligated with the height of the first branch. These QTLs were consistent (seasons 1 to 5) and were present on LGs 5 and 9 of the parcial map of ligation for population 3, RC 1 , respectively, to position of the primary ramification and height of the first branch. This explain 12.25% to 16.48% and from 8.27% to 8.44% of the phenotypic variation of the characteristic position of primary ramification associated with the loci OPV17 and OPS10a besides the height of the first branch associated to the locus OPAK08b. Regarding population 4 (F 2 ), one consistent QTL (seasons 1 to 5) associated with the height of the first branch was detected and identified by the methodologies of simple markers, simple interval mapping and composite interval mapping. This QTL is present on LG 4 of the parcial map of ligation from population 4 (F 2 ). This explain from 29.14% to 29.41% (seasons 1 and 2) and from 30.32% to 30.45% (seasons 3 to 5) of the phenotypic variation of the characteristic height of the first branch associated to loci OPAE05 and OPG14. The reduced number of QTLs detected on this study was due to the low saturation of the map, reduced number of progenies and the use of a single kind of marker (dominant). The number of groups of ligation obtained to the two segregant populations maped is lower than the correspondent number of cromossome haploid (22). Therefore, the genome of Coffea arabica L. was parcially explored and many regions were not identified.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-04-19T10:18:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612848 bytes, checksum: f16cad9d0fce65bac45c9f1f57aa381e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T10:18:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612848 bytes, checksum: f16cad9d0fce65bac45c9f1f57aa381e (MD5) Previous issue date: 2005-02-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho objetivou explicar por que o bicho-mineiro prefere e se desenvolve melhor em genótipos suscetíveis de cafeeiros, testando as hipóteses: a) Ácido clorogênico, cafeína e derivados, presentes na folha de cafeeiros atuam como mediadores da interação entre este lepidóptero e cafeeiros, norteando a oviposição de Leucoptera coffeella; b) Estes compostos atuam como substâncias de defesa dos cafeeiros contra este minador de folhas, prejudicando o seu desenvolvimento; c) ou ainda, se existem fitoquímicos voláteis nas folhas desses genótipos de cafeeiros que atuam como mediadores da interação com este inseto, influenciando no comportamento de escolha para sua oviposição. Desta forma, ácido clorogênico, cafeína e derivados presentes em doze genótipos de cafeeiros, antes e depois da infestação por larvas deste inseto, foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência e correlacionados com testes de preferência para oviposição nestes genótipos bem como com o teste de desenvolvimento desta praga (de ovo até adulto) nestes genótipos. Verificou-se que a concentração da cafeína contribuiu mais para a divergência entre os genótipos, podendo ser um mediador desta interação. Em seguida, foi conduzido um ensaio de preferência para postura usando concentrações crescentes de cafeína pulverizadas nas folhas do genótipo de cafeeiro com menor teor de cafeína (i.e., Híbrido 3). Os resultados obtidos possibilitaram o estabelecimento de uma relação concentração-resposta significativa, confirmando a hipótese de que a cafeína atua estimulando a postura do bicho-mineiro em folíolos de cafeeiro. Não foi verificada correlação significativa entre os teores dos fitoquímicos analisados com os parâmetros do desenvolvimento este minador de folhas. Assim, apesar da confirmação de resistência por antibiose em alguns genótipos de cafeeiro (Coffea racemosa e seus híbridos com C. arabica), os resultados obtidos não salientam a relevância de nenhum dos fitoquímicos analisados como mediador potencial desta interação. Entretanto, foi observado que infestação deste inseto acarreta declínio nos teores foliares de ácido clorogênico, que apesar de não exercer efeito nesta espécie-praga, pode favorecer a infestação por outras. Extratos dos compostos voláteis liberados por estes genótipos de cafeeiro foram coletados no campo e analisados em cromatografia gasosa acoplada com eletroantenograma (CG/EAD), bem como em cromatografia gasosa acoplada com espetrômetro de massas (CG/EM). A seguir, os dados foram estudados através da análise de variáveis canônicas e correlação canônica através das quais se verificou que p-cimeno correlacionava-se de modo significativo e proporcional com a oviposição do bicho-mineiro e que trans-β-ocimeno correlacionava de modo significativo e inversamente proporcional com a oviposição deste lepidóptero. Com o intuito de confirmar a atividade biológica do p-cimeno, testes de olfatômetro, em quatro vias, foram realizados com o bicho-mineiro, sendo verificada uma preferência significativa para as vias que possuíam este produto. Assim ficou confirmado o papel biológico do p- cimeno como mediador químico da interação entre bicho-mineiro e genótipos de cafeeiro, favorecendo a aproximação do bicho-mineiro com esta planta e o reconhecimento de hospedeiros suscetíveis. / The present work aimed to explain why the coffee leaf miner prefers and develops better in susceptible coffee genotypes testing the following hypothesis: a) chlorogenic acid, caffeine and derivatives present in coffee leaves act as mediators of the intereaction between this Lepidoptera and coffee guiding the oviposition by Leucoptera coffeella; b) These compounds act as coffee defense susbstances against these leaf miner impairing its development; c) or yet there are leaf volatile fitochemicals in coffee genotypes mediating its interaction with this insect species influencing its egg laying behavior. Therefore, chlorogenic acid, caffeine and derivatives present in leaves from twelve coffee genotypes were quantified by high performance liquid chromatography before and after insect infestation and correlated with results from a free-choice test of egg laying preference and a non-choice test of insect development in these genotypes. Caffeine was the main contributor for the divergence among genotypes and is a potential mediator of this insect-plant interaction. Preference bioassays carried out to test the hypothesis spraying caffeine on leaves of the genotype with the lowest leaf caffeine content (i.e., Hybrid UFV 557-04). The results obtained allowed the recognition of a significant concentration-response relationship providing support for the hypothesis that caffeine stimulates oviposition by the coffee leaf miner in coffee genotypes. There was no significant correlation between the levels of the fitochemicals and the development parameters of this leaf miner. Therefore, despite the confirmation of antibiosis type of resistance in coffee genotypes (Coffea racemosa and its hybrids with C. arabica), the results obtained do not provide any evidence for the relationship under consideration. Nonetheless, infestation by the leaf miner seems top lead to a drop on the levels of chlorognic acid, which despite of not showing any activity on this species, may favor infestation by other arthropods. Extracts of volatile compounds from leaves of these coffee genotypes were field collected and analyzed by a gas chromatographer coupled with an electroantenographer (CG/AED) and also by a gas chromoatographer coupled with a mass espectrometer (CG/MS). The data was subjected to canonical variate analysis allowing the recognition of the positive correlation between p-cymene and egg-laying by the coffee leaf miner and the negative correlation between trans-β-ocimene and the same trait. Olfatomer tests in a four-arms apparatus were carried out to assess the biological activity of p-cymene and a significant preference to the arms containing this compound were observed. Therefore the biological role of p-cymene as a chemical mediator in the interaction between the coffee leaf miner and coffee genotypes was recognized favoring the approach and host recognition by the insect.