Homeologous regulation of Frigida-like genes provides insights on reproductive development and somatic embryogenesis in the allotetraploid Coffea arabica

Coffea arabica is an allotetraploid of high economic importance. C. arabica transcriptome is a combination of the transcripts of two parental genomes (C. eugenioides and C. canephora) that gave rise to the homeologous genes of the species. Previous studies have reported the transcriptional dynamics of C. arabica. In these reports, the ancestry of homeologous genes was identified and the overall regulation of homeologous differential expression (HDE) was explored. One of these genes is part of the FRIGIDA-like family (FRL), which includes the Arabidopsis thaliana flowering-time regulation protein, FRIGIDA (FRI). As nonfunctional FRI proteins give rise to rapid-cycling summer annual ecotypes instead of vernalization-responsive winter-annuals, allelic variation in FRI can modulate flowering time in A. thaliana. Using bioinformatics, genomic analysis, and the evaluation of gene expression of homeologs, we characterized the FRL gene family in C. arabica. Our findings indicate that C. arabica expresses 10 FRL homeologs, and that, throughout flower and fruit development, these genes are differentially transcribed. Strikingly, in addition to confirming the expression of FRL genes during zygotic embryogenesis, we detected FRL expression during direct somatic embryogenesis, a novel finding regarding the FRL gene family. The HDE profile of FRL genes suggests an intertwined homeologous gene regulation. Furthermore, we observed that FLC gene of C. arabica has an expression profile similar to that of CaFRL genes9FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2013/17544-

Selection of coffee progenies for resistance to nematode Meloidogyne paranaensis in infested area

The purpose of this study was to select Coffea arabica progenies for resistance to M. paranaensis in an infested coffee growing area using Henderson’s mixed model methodology. Forty-one genotypes were selected at the Coffee Active Germplasm Bank of Minas Gerais, and evaluated in regard to stem diameter, number of plagiotropic branches, reaction to the nematode, and yield per plant. There was genetic variability among the genotypes studied for all the traits evaluated, and among the populations studied for yield and reaction to the nematode, indicating possibilities for obtaining genetic gains through selection in this population. There was high rate of genotypic association between all the traits studied. Coffee plants of Timor Hybrid UFV408-01 population, and F3 progenies derived from crossing Catuaí Vermelho and Amphillo MR 2161 were the most promising in the area infested by M. paranaensis

Desenvolvimento de plântula de Coffea arabica L. através de embriogênese somática direta

This work aimed to develop embryos and acclimatize seedlings of Coffea arabica L. cv. Rubi produced by direct somatic embryogenesis. For the development of somatic embryos, were evaluated the effect of sucrose (0; 15; 30; 45 and 60 g.L-1) and GA3 (0; 2.5; 5 and 10 mg.L-1). For the development of seedlings, were evaluated the influence of GA3 (0; 2.5; 5; 10 mg.L-¹) and NAA (0; 0.25; 0.5; 1; 2 mg L-¹). The in vitro experiments were carried out in a growth chamber under light intensity of 32 µMol.m-2.s-1, at the temperature of ± 25 1oC and photoperiod of 16 hours. The parameters evaluated were: number of leaves, length of the aerial part and fresh weight of the seedlings. For the seedling acclimatization process two types of substrates were tested (Plantmax® and Plantmax® plus carbonized rice peels (v/v 1:1) and fertilizer with slow-release (Osmocote®) (0, 0.5, 1 and 2 g of the fertilizer per cell). The results indicated that 5.81 mg L-1 GA3 was efficient for the development of coffee somatic embryos and GA3 (10 mg. L-1) in combination with 1mg. L-1 NAA showed efficiency in the development of the seedlings obtained by direct somatic embryogenesis. The best substrate for acclimatization was Plantmax® mixed with carbonized rice peels and 1.68 g per cell of the Osmocote® fertilizer.Objetivou-se com este trabalho, desenvolver embriões e aclimatar plântulas de Coffea arabica L. cv. Rubi, provenientes de embriogênese somática direta. No desenvolvimento de embriões somáticos, avaliou-se a influência de sacarose (0; 15; 30; 45 e 60 g.L-1) e de GA3 (0; 2,5; 5 e 10 mg.L-1). No desenvolvimento de plântulas, avaliou-se a influência de GA3 (0; 2,5; 5; 10 mg L-¹) e de ANA (0; 0,25; 0,5; 1; 2 mg L-¹). Os experimentos in vitro foram conduzidos em sala de crescimento com irradiância em torno de 32 µMol.m-2.s-1 e fotoperíodo de 16 horas, com temperatura de 25 ± 1oC. As variáveis avaliadas foram: número de folhas, comprimento da parte aérea e massa fresca da parte aérea. Na etapa de aclimatização de plântulas, foram testados dois tipos de substrato (Plantmax® e Plantmax® acrescido de casca de arroz carbonizada (v/v 1:1)) combinados com o fertilizante de liberação lenta Osmocote® (0, 0,5, 1 e 2 g do fertilizante por célula). Pelos resultados obtidos verificou-se que a utilização de 5,81 mg.L-1 de GA3 apresenta eficiência no desenvolvimento de embriões somáticos de cafeeiro e as concentrações de 10 mg.L-1 de GA3 e 1 mg.L-1 de ANA apresentam eficiência para o desenvolvimento de plântulas oriundas da embriogênese somática direta. O melhor substrato para aclimatização dessas plântulas foi o Plantmax® misturado à casca de arroz carbonizada, acrescido de 1,68 g por célula do fertilizante de liberação lenta Osmocote®

Classificação física e composição química do café submetido a diferentes tratamentos fungicidas

The objective of this work was to ascertain the influence of different fungal disease control methods for coffee (Coffea arabica L.) on the physical classification and chemical composition of coffee beans These practices were undertaken in agricultural years 2002/03 and 2003/04. A completely random design was used with subdivided plots, using repetitions in 2 x 3 factorial scheme, and two harvests and three fungicide treatments (systemic fungicide, trade name Ópera®, cupric fungicide, trade name Cobox®, and non-treated control with fungicides). The fruits were separated in parchment and floaters. The quality evaluations of the beans took place through physical and chemical analyses. The Opera® and Cobox® fungicide treatments influence the classification by type and the chemical composition of the floaters in a positive way. The Opera® fungicide provides higher results in total sugars of floaters.Objetivando verificar a influência de diferentes métodos de controle de doenças fúngicas do cafeeiro (Coffea arabica L.) na classificação física e na composição química dos grãos de café, foi conduzido este ensaio nos anos agrícolas 2002/03 e 2003/04. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com parcelas subdivididas, utilizando quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 3, compreendendo duas safras e três tratamentos fungicidas (fungicida sistêmico, nome comercial Ópera®, fungicida cúprico, nome comercial Cobox®, e testemunha não tratada com fungicidas). Os frutos foram separados em cereja descascado e boia. Os tratamentos fungicidas Ópera® e Cobox® utilizados para o controle da ferrugem e cercóspora, influenciam de maneira positiva a classificação por tipo e a composição química do café boia. A aplicação do fungicida Ópera® proporciona melhores resultados nos teores de açúcares totais do café boia do que os demais tratamentos aplicados

Influência de reguladores de crescimento no desenvolvimento radicular de sementes de Coffea arabica L. Rubi in vitro

It was evaluated the effect of plant growth regulators in the root development in coffee seeds cv. Rubi (Coffea arabica L. Rubi) grown in vitro. Coffee seeds from adult plants were established on medium MS/2 + sucrose (20 g L-1) + agar (6 g L-1). Four treatments were tested: T1 - control; T2 -BAP (6 mg L-1) + NAA (0,1 mg L-1); T3 -BAP (6 mg L-1); T4 - GA3 (5 mg L-1). The highest rooting response was observed on the control (MS/2 + agar + sucrose). This suggest that rooting can be achieved without the use of plant growth regulators.Avaliou-se o efeito de reguladores de crescimento na germinação e enraizamento in vitro de sementes de cafeeiro Rubi (Coffea arabica L. Rubi ). Sementes de plantas adultas de cafeeiro foram inoculadas em meio MS/2 + 20 g L-1 de sacarose e 6 g L-1 de ágar. Foram testados quatro tratamentos: T1 - controle; T2 - 6 mg L-1 de BAP + 0,1 mg L-1 de ANA; T3- 6 mg L-1 de BAP; T4 - 5 mg L-1 de GA3. O melhor tratamento obtido para enraizamento de sementes de cafeeiro foi o controle (MS/2 + ágar + sacarose), tornando-se desnecessária a adição de reguladores de crescimento

Agronomic performance of selections of Red Bourbon and Yellow Bourbon coffee from different origins

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e estabilidade fenotípica e outras características de interesse agronômico de genótipos de café Bourbon Vermelho e Bourbon Amarelo, para selecionar os de melhor desempenho no Estado de Minas Gerais. Foram avaliados 17 genótipos pertencentes ao grupo Bourbon, bem pontuados em concursos de qualidade de bebida, além de três cultivares amplamente cultivadas no estado, utilizadas como testemunhas. Os experimentos foram instalados em dezembro de 2005, nos municípios de Lavras, Santo Antônio do Amparo, Três Pontas, Campos Altos e Patrocínio. As avaliações foram realizadas durante as quatro primeiras colheitas, nos anos agrícolas 2007/2008, 2008/2009, 2009/2010 e 2010/2011, e compreenderam as seguintes características: produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade fenotípica, percentagem de frutos chochos, vigor vegetativo e classificação por peneira. Há variabilidade genética dentro do grupo de Bourbon estudado. Os genótipos de Bourbon apresentam produtividades satisfatórias em todos os locais avaliados. O genótipo Bourbon Vermelho 2 apresenta maior adaptabilidade, tendo-se destacado quanto a todas as características avaliadas.The objective of this work was to evaluate phenotypic adaptability and stability, and other traits of agronomic interest of genotypes of Red Bourbon and Yellow Bourbon coffee in order to select the ones with better performance in the state of Minas Gerais, Brazil. We evaluated 17 genotypes of the Bourbon cultivar group, with good performance in cup‑quality tests, as well as three cultivars widely grown in the state, used as a control. The experiments were established in December 2005, in the municipalities of Lavras, Santo Antônio do Amparo, Três Pontas, Campos Altos, and Patrocínio. The evaluations were done during the first four harvests in the growing seasons of 2007/2008, 2008/2009, 2009/2010, and 2010/2011, including the following traits: grain yield, phenotypic adaptability and stability, percentage of floating grains, vegetative vigor, and bean size. There is genetic variability within the Bourbon group studied. Bourbon genotypes show satisfactory yields in all evaluated sites. The genotype Red Bourbon 2 has greater adaptability, and stood out as to all studied variables

Crescimento de cafeeiros enxertados cultivados em solução nutritiva

The use of grafting in coffee, and give greater tolerance for nematodes, have shown influence on the growth of coffee, so the purpose of this study was to evaluate the growth of different varieties of Coffea arabica L. grafted into Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora). The experiment was installed in a greenhouse, using the method of cultivation in nutrient solution. It used a factorial 7 x 3 + 2, and seven cultivars of C. arabica L. (Palma II, Catucaí 2SL, Oeiras MG 6851, Obatã IAC 1669-20, Acauã, Topázio MG 1190 and Paraíso MG H 419-1), three types of seedlings (coffee cultivars grafted on ‘Apoatã IAC 2258’, self grafted, meaning a cultivar was grafted on a rootstock of the same cultivar and no grafting) and two additional treatments (Apoatã self grafted and Apoatã no grafting). The technique of grafting did not disadvantage the development of seedling trees. Cultivars Acauã, Paraíso MG H 419-1 and Catucaí 2SL had better perform when grafted. The development of the root system of the plants self-grafted and non-grafted seedlings was better then grafted seedlings. Cultivars Palma II, Obatã IAC 1669-20 and Oeiras MG 6851have potential to promote the root system development similar to Apoatã self-grafted seedlings.A utilização da enxertia no cafeeiro, além de conferir maior tolerância aos nematoides, tem mostrado influência no crescimento vegetativo. Objetivou-se, no presente trabalho, avaliar o crescimento vegetativo de diferentes cultivares de Coffea arabica, enxertadas em Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora). O experimento foi instalado em casa de vegetação, utilizandose o método de cultivo em solução nutritiva. Foi utilizado um fatorial 7 x 3, sendo sete cultivares de C. arabica L. (Palma II, Catucaí 2SL, Oeiras MG 6851, Obatã IAC 1669-20, Acauã, Topázio MG 1190 e Paraíso MG H 419-1), três tipos de mudas (péfranco, autoenxertada e enxertada sobre a cultivar Apoatã IAC 2258) e mais dois tratamentos adicionais (Apoatã autoenxertado e Apoatã pé-franco). A técnica da enxertia não afetou o crescimento das mudas de cafeeiros. As cultivares Acauã, Paraíso MG H 419-1 e Catucaí 2SL apresentam melhor desempenho quando enxertadas. O desenvolvimento do sistema radicular das mudas autoenxertadas e de pé-franco superou o das mudas enxertadas. As cultivares Palma II, Obatã IAC 1669-20e Oeiras MG 6851 possuem potencial para promover o desenvolvimento do sistema radicular do porta-enxerto semelhante ao da muda de Apoatã autoenxertada

Recuperação de cultivares de café submetidas ao esqueletamento aos quatro anos e meio de idade

In view of the adverse weather in the last years as well as the intensification of pruning in new crops, it evaluated the vegetative and reproductive resilience after pruning type ‘skeleton cut’ in 24 commercial cultivars of C. arabica crop in 4.5 years of age. At 24 months after the pruning, the agronomic characteristics were evaluated by yield, floating grains percentage, bean size and vegetative vigor of the plants. The yield data were evaluated by analysis of deviance in double factorial 24x2, 24 cultivars and two types of conduction (submitted or not to pruning). Using the average of the three years and the other agronomic traits (mentioned above) were evaluated in factorial triple 24x2x2, 24 cultivars, two types of conduction (with pruning and no pruning) and two years of evaluation (harvests 2012/2013 and 2013/2014). In all studied traits, there was no overlap of confidence intervals, indicating that the cultivars had different performance each other. All the cultivars had resilience after pruning type ‘skeleton cut’ in young stage, especially the cultivars Catiguá MG3, Topazio MG1190 and Sabia 398 that showed high productivity combined with a vegetative vigor, low floating grains percentage and good percentage of grains sieve high in the first two years after pruning.Diante das adversidades climáticas ocorridas nos últimos anos, bem como a intensificação das podas em lavouras novas, foi avaliada a capacidade de recuperação vegetativa e reprodutiva após a poda do tipo esqueletamento em 24 cultivares comerciais de C. arabica, em lavoura com quatro anos e meio de idade. Aos 24 meses após a realização da poda, foram avaliadas as características agronômicas: produtividade, percentagem de grãos chochos, classificação por peneira alta dos grãos, percentual de grãos do tipo moca e vigor vegetativo das plantas. Os dados de produtividade foram avaliados por meio da análise de deviance, em fatorial duplo 24x2, sendo 24 cultivares comerciais e dois tipos de condução (submetidas ou não à poda). Utilizando-se a média dos três anos, as demais características agronômicas, citadas acima, foram avaliadas em fatorial triplo 24x2x2, sendo 24 cultivares comerciais, dois tipos de condução (com ou sem poda) e dois anos de avaliação (safras 2012/2013 e 2013/2014). Em todas as características estudadas, não houve sobreposição dos intervalos de confiança, indicando que as cultivares tiveram desempenho diferentes entre si. As cultivares estudadas apresentam capacidade de recuperação após a >poda tipo esqueletamento em fase jovem, com destaque para a Catiguá MG3, Topázio MG1190 e Sabiá 398, que apresentaram produtividades altas aliadas a um elevado vigor vegetativo, baixo percentual de frutos chochos e alto percentual de peneira alta dos grãos no primeiro biênio após a poda

Progressos genéticos em progênies de café por diferentes critérios de seleção

In order to investigate the aspects related to the use of selection indexes in Coffea arabica breeding, analytical procedures were used: index based on the sum of ranks of Mulamba and Mock (ISR), index of desired gains of Pesek and Baker (DGI), classic index of Smith and Hazel (CI), base index of Williams (BI), and direct and indirect selection (DIS). Thirty-nine progenies were evaluated in the 4th generation by selfing after the 2nd backcross between “Catuai” and “Mundo Novo”. The evaluations were realized in coffee plants from 30 months old on, having the following characteristics: yield of eight harvests, classification for blend 16 and over, percentage of floating fruits, vegetative vigor and percentage of flat beans. The analytical procedures of selection indexes showed possibilities of applications in advanced generations of breeding being superior when compared with DIS. The DGI was not appropriate in the situation analyzed in this work. The selection based on CI and BI was the criteria that showed the best results in terms of gains in yield and grain size, and in the distribution of gains in the other characteristics.Objetivando-se investigar os aspectos relacionados à utilização de índices de seleção no melhoramento de café arábica, foram utilizados os procedimentos analíticos: índice com base em soma de postos de Mulamba and Mock (ISP), índice de ganhos desejados de Pesek and Baker (IGD), índice clássico de Smith e Hazel (IC), índice-base de Williams (IB) e a seleção direta e indireta (SDI). Foram avaliadas 39 progênies na 4ª geração por autofecundação, após o 2º retrocruzamento entre ‘Catuaí’ e ‘Mundo Novo’. As avaliações foram realizadas em cafeeiros a partir dos 30 meses de idade, compreendendo as seguintes características: produtividade de oito colheitas, classificação quanto à peneira 16 e acima, porcentagem de frutos granados, vigor vegetativo e porcentagem de grãos chatos. Os procedimentos analíticos dos índices de seleção apresentam possibilidades de aplicações em gerações avançadas de melhoramento sendo superiores em relação à SDI. O IGD não foi adequado na situação analisada no presente trabalho. A seleção com base nos IC e IB foi o critério que apresentou os melhores resultados em termos de ganhos em produtividade e tamanho de grãos e na distribuição de ganhos nas demais características

INFLUÊNCIA DO MEIO DE CULTURA E CONCENTRAÇÃO DE AGAR NO CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO DE PLÂNTULAS DE CAFÉ ORIUNDAS DA EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA DIRETA

An important method of in vitro propagation of Coffea arabica  plants is somatic embryogenesis. This work aimed to achieve the most adequate culture medium formulation and agar concentration for the plantlets growth of Coffea. arabica L. cv. Rubi from direct somatic embryogenesis. The experiment was carried out at the Tissue Culture Laboratory of Federal University of Lavras, in 2005, in randomized block, with four replications, and factorial 4 x 5. It was evaluated the influence of different types of culture media (MS; Knudson; WPM; White) and different concentration agar (0; 2; 4; 6 and 8 g L-1). The experiment was maintained for 60 days in a growth room under light intensity of 32 µMol m-2 s-1, 25 ± 1 oC photoperiods of 16 hours. The characteristics evaluated were: number of leaves, length of the aerial part and fresh mass weight of the plantlets. The results indicated the WPM culture medium, presented larger efficiency for development plantlets of Coffea arabica. The concentration of 1,5 g L-1 of agar provided the best fresh mass weight as well as the biggest length of the aerial part. The largest number of leaves was obtained in the absence of agar.Um importante método de propagação in vitro de plantas de Coffea arabica é a embriogênese somática. Objetivou-se com esse trabalho, avaliar a influência de meios de cultura e de concentrações de ágar no crescimento de plântulas de Coffea arabica L. cv. Rubi. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Cultura de Tecidos da Universidade Federal de Lavras, em 2005, em delineamento experimental inteiramente ao acaso, com 4 repetições e esquema fatorial 4 x 5. Os tratamentos foram constituídos de diferentes tipos de meios de cultura (MS; Knudson; WPM; White) e de diferentes concentrações de ágar (0; 2; 4; 6 e 8 g L-1), que permaneceram por sessenta dias em sala de crescimento com irradiância em torno de 32 μM m-2 s-1 e fotoperíodo de 16 h, sob temperatura de 25 ± 1 oC. As variáveis avaliadas foram: número de folhas, comprimento da parte aérea e massa fresca da plântula. Concluiu-se que o meio WPM apresentou maior eficiência para o desenvolvimento de plântulas de cafeeiro. Nestas, a concentração de 1,5 g L-1 de ágar proporciona massa fresca mais alta e maior comprimento da parte aérea. O maior número de folhas foi obtido na ausência de ágar