Caracterização de genes expressos durante o crescimento e maturação de frutos de café.

O objetivo do estudo foi caracterizar funcionalmente genes-chave expressos durante o crescimento e a maturação de frutos de cultivares de Coffea arabica L, pois a planta apresenta várias floradas, fato que resulta na maturação desigual de frutos, inclusive na mesma florada. Para o estudo foram utilizadas frutos em desenvolvimento das cultivares: Mundo Novo IAC 388-17, Catuaí Vermelho IAC 144, Icatu Vermelho IAC 4045, Obatã IAC 1669-20 e Icatu Precoce IAC 3282. Os genes escolhidos para análise foram: o fator de transcrição Leafy Cotyledon (LEC1) e as enzimas álcool acyl transferase e ácido 1-carboxílico 1-aminociclopropano (ACC) oxidase, os quais estão relacionados com os processos de desenvolvimento do embrião, composição química da semente e maturação do fruto, respectivamente. A expressão dos genes foi avaliada através da metodologia de RT-PCR, utilizando RNA total extraído dos frutos. Os resultados apresentados evidenciam que o padrão de expressão dos genes ACC oxidase, LEC1 e álcool acyl transferase são compatíveis com o esperado em frutos climatéricos e, as variações na expressão dos genes observada entre as cultivares sugerem que a composição química e a maturação dos frutos podem diferir ao longo do desenvolvimento dos frutos

Expressão de genes de resistência em resposta à infecção por nematóides.

A identificação de genes relacionados com a resistência de plantas a pragas e doenças é de grande importância para o entendimento dos mecanismos de defesa envolvidos durante o ataque de patógenos. Atualmente, vários desses genes, identificados em diferentes espécies vegetais, já foram caracterizados ao nível molecular e suas seqüências estão disponíveis em Bancos de Dados. Atualmente, com a conclusão do sequenciamento do Genoma Café, homólogos de genes de defesa tiveram suas seqüências estabelecidas. No entanto, estudos de genômica funcional são necessários para que o papel destes genes no mecanismo de resistência aos patógenos do café seja conhecido. Este trabalho tem como objetivo inicial caracterizar os mecanismos de defesa em café, através da identificação e avaliação da expressão de genes relacionados com a resistência a nematóides. Foram realizadas buscas de seqüências homólogas a genes de defesa no Banco de Dados do Genoma Café através do programa BLAST e foram identificados genes pertencentes a 12 categorias de genes de defesa. Em experimentos de infecção controlada, raízes de cafeeiros suscetíveis e resistentes foram infectadas pelo nematóide Meloidogyne exigua. Amostras de RNA extraído destas raízes serviram como molde para amplificação de transcritos correspondentes a 6 genes de resistência. Os resultados mostram que os genes avaliados neste estudo apresentam uma expressão basal em raízes infectadas pelo nematóide, sugerindo que a ativação da resposta de defesa é controlada por outras famílias de genes não testadas neste estudo

Avaliação fenológica de frutos de café a partir da quantificação da expressão de genes marcadores - proposta de uma ferramenta complementar.

Entre as técnicas de biologia avançada, as que permitem a quantificação da expressão de genes em diversas situações biológicas têm tido importância crescente para Programas de Melhoramento. Essas técnicas, entre outras coisas, permitem avaliar genes-candidatos para transferência para outras plantas, genes que servirão como marcadores para seleção assistida de características desejáveis, ou então selecionar genes-marcadores que servirão para marcar uma fase de desenvolvimento específica. Uma das dificuldades para seleção de cafeeiros com características organolépticas definidas é a definição das fases fenológicas durante a frutificação do cafeeiro, associadas com os processos fisiológicos de maturação e amadurecimento dos frutos. Este documento, de cunho prático para uso em laboratórios de biotecnologia, propõe o uso de modernas técnicas de biologia molecular para a determinação do desenvolvimento fenológico de frutos de café, fornecendo o passo a passo de como aplicá-las.bitstream/item/86764/1/Avaliacao-fenologica.pd

Caracterização de genes com expressão tecido-específica em raiz e folha de Coffea arabica.

O grande número de genes que tem sido identificado nos últimos anos terá um grande impacto no melhoramento genético vegetal, principalmente pela obtenção de plantas geneticamente modificadas. Tal inovação, apesar de já ocasionar um grande impacto na agricultura mundial aumentando produtividade e diminuindo custos no cultivo, tem sido alvo de muitas críticas e, uma das principais, tem sido a expressão constitutiva dos transgenes, a qual é promovida pelas seqüências promotoras atualmente empregadas. A alternativa mais viável para substituição de tais promotores é investir na clonagem e caracterização de promotores tecido específicos. Visando selecionar genes com expressão tecido específica em café (Coffea arabica) para posterior clonagem dos promotores correspondentes, no presente trabalho foi realizada a identificação e posterior validação de ESTs com expressão específica em raiz e folha. Para tal, análises ?in sílico? foram realizadas utilizando-se as informações e ferramentas disponíveis no Banco de Dados do Projeto Genoma Café. Até o momento foram identificadas treze seqüências com expressão específica em raiz e quatorze seqüências com expressão específica de folha. Visando a validação biológica de tais resultados, primers específicos para as seqüências alvo foram sintetizados. No processo de validação por RTPCR empregando RNA total de diferentes tecidos, dentre os vinte e sete candidatos analisados, apenas dois confirmaram ser tecido específicos, apresentando expressão em raiz e folha, respectivamente

Caracterização de marcador do tipo EST-SSR associado com resistência ao bicho-mineiro.

Um dos fatores que limitam o desenvolvimento de novas cultivares de cafeeiro por Programas de Melhoramento é a dificuldade de seleção precoce para características agronômicas superiores. Atualmente, marcadores moleculares são utilizados, em diferentes espécies de plantas, como uma ferramenta alternativa e eficiente para seleção de tais características. Portanto, a identificação de marcadores moleculares do tipo microsatélite (ssr) que co-segreguem com a resistência ao bicho-mineiro representa um avanço para seleção assistida. Neste estudo, foram identificados marcadores ssr expressos, através de buscas dirigidas aos bancos de ESTs de cafeeiro. Para caracterização dos marcadores EST-SSR, foi avaliada a expressão destes em genótipos resistentes e suscetíveis infestados com bicho-mineiro, através da metodologia de RT-PCR. Dentre os locos EST-SSR investigados um deles apresentou padrão diferencial, uma vez que folhas suscetíveis não apresentaram expressão do loco. O loco foi clonado e seqüenciado, a partir de genótipos resistentes e suscetíveis. Análises das sequências permitiram a identificação de 11 alelos, contendo vários polimorfismos de tamanho da repetição e do tipo SNPs. No entanto, nenhum destes polimorfismos apresentou co-relação com a característica de resistência. Análises em andamento visam a caracterização deste loco expresso

Caracterização agronômica e tecnológica de linhagens comerciais de café selecionadas pelo IAC.

Estudos sobre a diversidade genética de espécies com finalidade de melhoramento genético representam importante preocupação dos melhoristas. Diversas técnicas moleculares têm permitido revelar uma diversidade genética presente no genoma que até então era desconhecida pelos cientistas. Muitas espécies de interesse agronômico têm sido alvo de estudos que abordam a diversidade genética em nível molecular. De uma maneira geral, os resultados obtidos a partir do uso dos marcadores têm sido bastante satisfatórios, principalmente para aquelas espécies que apresentam ampla base genética e insuficiente número de descritores botânicos para diferenciação de genótipos, como é o caso da mandioca. A base genética formada pelos cultivares de C. arabica, principal espécie cultivada, é considerada estreita. Em relação ao Brasil, principal produtor mundial desta cultura, a própria história explica em parte a ausência de variação genética nos materiais atualmente em cultivo. Historicamente, as primeiras plantações de café formaram-se há mais de dois séculos a partir de poucas plantas, constituindo material muito uniforme e de pouca variabilidade genética. De fato, estudos sobre a diversidade genética de cafeeiros em cultivo realizados no IAC utilizando descritores botânicos e agronômicos têm revelado baixo nível de variação genética entre as diferentes linhagens que compõem um cultivar. Entre diferentes cultivares esta variação é mais notória, mão não tão acentuada como se pensava, mesmo quando diferentes espécies participam da genealogia destes cultivares. Desta maneira, este trabalho teve como objetivo principal a avaliação das técnicas de RAPD e AFLP para a identificação e caracterização de diversas linhagens comerciais de C. arabica selecionadas pelo IAC. Os resultados obtidos com estes marcadores confirmam os dados obtidos anteriormente de que a variabilidade genética entre as linhagens é pequena. Além disso, os dados sugerem que a técnica de RAPD não é eficiente para a identificação e determinação da distância genética entre as linhagens avaliadas, apesar de representar uma ferramenta adequada para avaliação da variabilidade no cafeeiro. No entanto, embora o nível de variação observado através dos marcadores moleculares seja baixo, sabe-se que estas linhagens apresentam comportamento agronômico bastante diferenciado. Isso nos leva a pensar que poucos genes diferenciam os principais materiais genéticos de cafeeiro de importância agronômica e que o uso de marcadores moleculares para estudos de diversidade genética e localização de genes de interesse agronômico deve ser repensada

Caracterização de linhagens comerciais de café através de marcadores moleculares.

Estudos sobre a diversidade genética de espécies com finalidade de melhoramento genético representam importante preocupação dos melhoristas. Diversas técnicas moleculares têm permitido revelar uma diversidade genética presente no genoma que até então era desconhecida pelos cientistas. Muitas espécies de interesse agronômico têm sido alvo de estudos que abordam a diversidade genética em nível molecular. De uma maneira geral, os resultados obtidos a partir do uso dos marcadores têm sido bastante satisfatórios, principalmente para aquelas espécies que apresentam ampla base genética e insuficiente número de descritores botânicos para diferenciação de genótipos, como é o caso da mandioca. A base genética formada pelos cultivares de C. arabica, principal espécie cultivada, é considerada estreita. Em relação ao Brasil, principal produtor mundial desta cultura, a própria história explica em parte a ausência de variação genética nos materiais atualmente em cultivo. Historicamente, as primeiras plantações de café formaram-se há mais de dois séculos a partir de poucas plantas, constituindo material muito uniforme e de pouca variabilidade genética. De fato, estudos sobre a diversidade genética de cafeeiros em cultivo realizados no IAC utilizando descritores botânicos e agronômicos têm revelado baixo nível de variação genética entre as diferentes linhagens que compõem um cultivar. Entre diferentes cultivares esta variação é mais notória, mão não tão acentuada como se pensava, mesmo quando diferentes espécies participam da genealogia destes cultivares. Desta maneira, este trabalho teve como objetivo principal a avaliação das técnicas de RAPD e AFLP para a identificação e caracterização de diversas linhagens comerciais de C. arabica selecionadas pelo IAC. Os resultados obtidos com estes marcadores confirmam os dados obtidos anteriormente de que a variabilidade genética entre as linhagens é pequena. Além disso, os dados sugerem que a técnica de RAPD não é eficiente para a identificação e determinação da distância genética entre as linhagens avaliadas, apesar de representar uma ferramenta adequada para avaliação da variabilidade no cafeeiro. No entanto, embora o nível de variação observado através dos marcadores moleculares seja baixo, sabe-se que estas linhagens apresentam comportamento agronômico bastante diferenciado. Isso nos leva a pensar que poucos genes diferenciam os principais materiais genéticos de cafeeiro de importância agronômica e que o uso de marcadores moleculares para estudos de diversidade genética e localização de genes de interesse agronômico deve ser repensada

Checagem da pureza genética de amostras de café bourbon por meio de marcador microssatélite.

O grupo Bourbon se destaca dentre as cultivares de café arábica pelas suas características sensoriais superiores e maior valorização no mercado. Além da origem, da sustentabilidade e dos aspectos físicos e sensoriais, a rastreabilidade dos cafés diferenciados é fundamental na valorização do produto final. Este trabalho avaliou a eficiência de um marcador de DNA do tipo microssatélite ou SSR, denominado LEG2, com o objetivo de diferenciar cultivares do grupo Bourbon das principais cultivares plantadas no Brasil. Após a identificação do polimorfismo, foram avaliados a repetibilidade da técnica, o perfil de amplificação em sementes e folhas e a análise de amostras de lavouras comerciais. Esse marcador diferencia o grupo Bourbon das demais cultivares IAC, à exceção de cultivares mais antigas e pouco plantadas no País, como Typica e Amarelo de Botucatu. As cultivares Tupi IAC 1669, do IAC, e Sabiá Tardio, da Fundação Procafé, também apresentam o mesmo alelo dos cafés do grupo Bourbon para o loco LEG2. Pela simplicidade e boa resolução da técnica, o SSR-LEG2 pode ser aplicado no controle de qualidade genética nas fases de pré e pós-melhoramento do cafeeiro, e também para checar a pureza genética de amostras comerciais de café Bourbon

Expressão de genes relacionados ao metabolismo de nitrogênio, fósforo de potássio em cafeeiros submetidos ao estresse biótico.

As plantas freqüentemente são ameaçadas por agentes externos que podem ser fatores bióticos e/ou abióticos. Para cada tipo de ameaça há um requintado tipo de resposta que caracteriza o processo de defesa. Dentre os processos de defesa enquadram-se a ativação ou repressão de genes relacionados como quitinases, glucanaes, lipoxigenases, transferases, entre outros. Quaisquer modificações bioquímicas que ocorram durante os ataques dos patógenos são indispensáveis para a compreensão deste mecanismo biológico. Correlacionar os mecanismos biológicos de regulação e transporte de íons com os diferentes períodos de infestação e infecção é uma dessas maneiras de elucidar os processos que ocorrem durante a infestação e infecção. Neste estudo foram analisados os perfis de expressão de 5 genes (HAK-5, KEA, PAP-1, PII, NTR) relacionados com o transporte e regulação de potássio e nitrogênio com diferentes estímulos bióticos e em diferentes etapas de cada um desses processos. Os resultados demonstraram que há padrões diferenciais de regulação entre as plantas suscetíveis e resistentes para todos os genes analisados. Estas análises preliminares indicam que a regulação da absorção e/ou transporte de nutrientes exerce um importante papel durante as respostas de defesa em cafeeiros contra o bicho mineiro