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Item IPR Pérola: Dwarf Arabica coffee cultivar with high resistance to leaf rust and large beans(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2024-10-04) Sera, Gustavo Hiroshi; Sera, Tumoru; Mariucci Junior, Valdir; Shigueoka, Luciana Harumi; Bortolato, Kawana SilvaIPR Pérola is a Coffea arabica cultivar developed from a cross between IAPAR 59 and Mundo Novo IAC 376-4. It features a dwarf-medium size, high yield, excellent cup quality, a medium-early ripening cycle, and large beans. Additionally, it boasts high resistance to coffee leaf rust.Item New and efficient AS-PCR molecular marker for selection of coffee resistant to coffee leaf rust(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2024-10-15) Almeida, Dênia Pires de; Carneiro, Deisy Guimarães; Caixeta, Eveline Teixeira; Alves, Danúbia Rodrigues; Zambolim, LaércioCoffee leaf rust, caused by Hemileia vastatrix, is the most important disease affecting Coffea arabica. The use of molecular markers through marker-assisted selection (MAS) is an effective approach to develop cultivars with multiple and durable resistance, which is economically and environmentally beneficial for this disease control. In this work, a new molecular marker based on allele-specific polymerase chain reaction (AS-PCR) associated with the quantitative trait locus (QTL) of the linkage group 5 (LG5), which confers resistance to races I, II and pathotype 001 of H. vastatrix, was developed. The CaRHv10-AS marker was validated in a segregating genetic mapping population of 247 F2 genotypes and demonstrated selection efficiency greater than 97% for genotypes with resistance to three races. Thus, this work provides a fast, robust, and affordable molecular marker for use in MAS, facilitating the development of coffee plants with multiple resistance and ensuring sustainable coffee production.Item New vegetation index for monitoring coffee rust using sentinel-2 multispectral imagery(Universidade Federal de Lavras, 2023-12-29) Castro, Gabriel Dumbá Monteiro de; Vilela, Emerson Ferreira; Faria, Ana Luísa Ribeiro de; Silva, Rogério Antônio; Ferreira, Williams Pinto MarquesCoffee Rust (Hemileia vastatrix) is considered the primary coffee disease in the world. The pathogenic fungus can find favorable environmental conditions in different countries, constantly threatening coffee producers. The previous detection of the incidence of coffee rust in a region is crucial because it provides an overview of the disease’s progress aiding in coffee plantations management. The objective of this work was the development of a vegetation index for remote monitoring of coffee rust infestation. Using satellite images from the MSI/Sentinel-2 collection, the Machine Learning classifier algorithm - Random Forest, and the cloud processing platform - Google Earth Engine, the most sensitives bands in coffee rust detection were determined, namely B4 (Red), B7 (Red Edge 3) and B8A (Red Edge 4). Thus, the Triangular Vegetation Index method was used to create a new vegetative index for remote detection of coffee rust infestation on a regional scale, named Coffee Rust Detection Index (CRDI). A linear regression model was created to estimate rust infestation based on the performance of the new index. The model presented a coefficient of determination (R²) of 62.5%, and a root mean square error (RMSE) of 0.107. In addition, a comparison analysis of the new index with eight other vegetative indices commonly used in the literature was carried out. The CRDI obtained the best performance in coffee rust detection among the others. This study shows that the new index CRDI has the robustness and general capacity to be used in monitoring coffee rust infestation on a regional scale.Item Coffea arabica clones resistant to coffee leaf miner(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2016-03) Guerreiro Filho, Oliveiro; Mendonça, Alex Paulo; Nonato, Juliana Vieira Almeida; Andrade, Vinícius Teixeira; Fatobene, Bárbhara Joana dos Reis; Braghini, Masako Toma; Prela-Pantano, AngelicaBrazilian arabica coffee production is based on a set of highly productive cultivars sexually propagated. All of them are susceptible to coffee leaf miner, Leucoptera coffeella, and most of them are also susceptible to coffee leaf rust, Hemileia vastatrix. Aiming to reduce the selection process of cultivars with multiple resistances to both biotic constraints, the Coffea arabica clones 760, 1059, 1064 and 1215 were evaluated under field conditions. The mean yield of four C. arabica clones was not statistically different from the experimental controls; however, the yield of clone 1059 was 21% higher than the control cultivar Obatã IAC 1669-20. Leaf miner resistance level in all the evaluated clones remained the same as the mother plant’s. However, the same did not occur for resistance to H. vastatrix, due to the emergence of new pathogen races. In summary, it is potentially feasible the adoption of clone 1059 as a new clonal cultivar resistant to coffee leaf miner.Item Assisted selection using molecular markers linked to rust resistance SH3 gene in Coffea arabica(Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2023-10-25) Silva, Angelita Garbossi; Ariyoshi, Caroline; Shigueoka, Luciana Harumi; Pereira, Luiz Filipe Protasio; Sera, Gustavo HiroshiThe aim of this work was to validate markers linked to the SH3 gene of coffee leaf rust (CLR) resistance and use them in assisted selection. Initially, we validated the markers in genotypes already known to carry SH3. Next, we performed phenotype and genotype evaluation for resistance to CLR in coffee plants growing under field conditions. We used Arabica coffee progenies derived from BA-10, which carries the SH3 gene due to introgression of C. liberica. Three SCAR markers (SP-M16-SH3, BA-48-21O-f, and BA-124-12K-f) and one SSR marker (Sat244) linked to SH3 gene were used to amplify the coffee plants’ DNA. Our assessments of markers validation in resistant genotypes, SP-M16-SH3 and BA-124-12K-f, were efficient to identify the SH3 gene. These two markers were used to evaluate the progenies derived from BA-10 and were significantly linked to the phenotype evaluations. The SP-M16-SH3 marker was more efficient, with the advantage of being codominant.Item Aceleração do melhoramento do cafeeiro via seleção genômica : agilidade e eficácia no lançamento de novas cultivares(Embrapa Café, 2022-08) Caixeta, Eveline Teixeira; Resende, Marcos Deon Vilela; Alkimim, Emilly Ruas; Sousa, Tiago Vieira; Oliveira, Antonio Carlos Baião de; Pereira, Antonio Alves; Alves, Rodrigo SilvaItem Os LOCI SH3 envolvidos na resistência à ferrugem são complexos multialélicos e divergentes em genomas de Coffea(Embrapa Café, 2022-02) Angelo, Paula Cristina da Silva; Caixeta, Eveline Teixeira; Pereira, Luiz Filipe Protásio; Ribas, Alessandra F.; Sera, Gustavo H.Item Caracterização molecular e fenotípica de populações de Coffea arabica em seleção recorrente(Universidade Federal de Viçosa, 2020-03-24) Silva, Ana Carolina Andrade; Caixeta, Eveline Teixeira; Almeida, Dênia Pires deOs principais problemas fitossanitários nas lavouras de café arábica são a ferrugem causada pelo fungo Hemileia vastatrix e Coffee Berry Disease (CBD) causada pelo fungo Colletotrichum kahawae, sendo uns dos principais responsáveis pela redução da produtividade do cafeeiro e qualidade de bebida. Uma forma socioambiental eficiente para o controle dessas doenças é o uso de cultivares resistentes obtidas por meio de melhoramento genético. No entanto, o melhoramento genético do cafeeiro é um processo demorado, que pode levar cerca de 25 anos para se obter uma nova cultivar. Nesse sentido, a utilização de métodos de melhoramento associados a marcadores moleculares é uma alternativa viável para acelerar o processo de desenvolvimento de novas cultivares de café. Uma das aplicações de extrema relevância dos marcadores moleculares no melhoramento genético de plantas consiste em sua utilização como ferramenta auxiliar nos procedimentos de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). A SAM no processo de piramidação de alelos de resistência a doenças é amplamente eficiente, uma vez que permite a seleção na ausência do patógeno, anula o efeito do ambiente, de pleiotropia e epistasia e permite a eliminação dos genótipos indesejáveis nas primeiras gerações de seleção. Desse modo, o objetivo do presente estudo foi implementar a seleção assistida no melhoramento de duas populações de C. arabica, C6T-10 e C6T-24, em geração F 2 de seleção recorrente. Estudo da diversidade genética e análises morfoagronômicas dessas populações também foram realizadas para auxiliar na seleção dos cafeeiros. Para tanto, DNA de 148 cafeeiros pertencente às duas populações foi extraído e amplificado com marcadores moleculares associados a genes de resistência a ferrugem e ao CBD, bem como marcadores microssatélites distribuídos aleatoriamente no genoma. Para resistência a ferrugem foram utilizados marcadores ligados a três locos, sendo dois QTL que correspondem a genes maiores de resistência as raças I, II e patótipo 001 de H. vastatrix e um gene RGA (Disease Resistance Gene Analogs). Para CBD foram utilizados dois marcadores que se encontram flanqueando o gene Ck-1. Os marcadores microssatélites foram usados para o estudo de diversidade genética. Os dados dos marcadores associados aos dois QTL sugerem que todos cafeeiro da população C6T-24 possuem resistência para as raças I, II e patótipo 001 de H. vastatrix, pois a presença de um alelo dominante em um dos dois locos é suficiente para que o indivíduo seja resistente. O gene RGA associado a resistência a esse patógeno foi identificado em 117 cafeeiros. Para resistência a C. kahawae, 46 cafeeiros da população C6T-10 e 59 da população C6T-24 apresentaram o gene Ck-1. Foram identificados 37 cafeeiros da população C6T-10 e 23 da população C6T-24 com a piramidação dos quatro locos de resistência a H. vastatrix e C. kahawae. Esses mesmos cafeeiros foram avaliados como resistentes à ferrugem em nível de campo no ano de 2019. Outras características morfoagronômicas foram analisadas, permitindo a seleção de genótipos contendo piramidação de genes de resistência e características de interesse agronômico. Para auxiliar na seleção de genótipos a serem cruzado para formar novo ciclo de retrocruzamento, foi realizado estudo da diversidade dos cafeeiros, usando a análise de agrupamento UPGMA. Observou-se a formação de quatro grupos principais, permitindo evidenciar a diversidade dentro da população C6T-10. Com base nesse trabalho, foi possível selecionar cafeeiros em geração F 2 contendo a piramidação de alelos de resistência a H. vastatrix e C kahawae, bem como genótipos contendo diversidade que podem ser usados para cruzamento e formação de nova população para seleção recorrente. Palavras-chave: Melhoramento do cafeeiro. SAM. Diversidade genética. Piramidação de genes. Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae.Item Caracterização molecular e resistência a doenças de genótipos de cafeeiros originários da América Central(Universidade Federal de Viçosa, 2022-04-01) Granados Brenes, Eduardo; Zambolim, Laércio; Caixeta, Eveline TeixeiraA 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.Item Abordagens fenotípicas e moleculares aplicadas à seleção de cafeeiros arábica com resistência múltipla a estresses bióticos(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-25) Feitosa, Francielle de Matos; Caixeta, Eveline TeixeiraO café é a segunda principal commodity no mercado mundial. A espécie Coffea arabica é uma das principais espécies cultivadas no mundo. No entanto, a cultura hospeda uma grande variedade de patógenos e pragas. Os patógenos Hemileia vastatrix e Colletotrichum kahawae são as doenças mais importantes da cultura, e a praga bicho-mineiro, impacta severamente a produtividade e qualidade de bebida. Assim, como forma de controle, o desenvolvimento de cultivares resistentes, com a utilização de marcadores moleculares auxiliam no progresso de melhoramento genético da cultura. O objetivo do trabalho foi identificar cafeeiros portadores de genes de resistência para as principais doenças do café; determinar a diversidade genética por meio de características morfológicas e estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP). O estudo foi composto por duas populações, a primeira, os cafeeiros em geração F 2 são provenientes do cruzamento entre cultivar resistente a ferrugem e CBD e outra ao bicho-mineiro, enquanto que a segunda, são originados de cruzamentos de cafeeiros arábicas com fontes de resistência (seleção indiana). A identificação de cafeeiros resistentes foi feita fenotipicamente e/ou molecularmente. A análise de diversidade genética foi baseada na distância generalizada de Mahalanobis e a seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP. Ambas populações apresentaram resistência múltipla para as principais doenças com diferentes combinações. Com base nas análises utilizando o método REML/BLUP, foi possível selecionar cafeeiros promissores por serem geneticamente divergentes e complementares pela análise de agrupamento e por proporcionar ganhos com a seleção principalmente para a característica infestação de bicho- mineiro. Além disso, foi possível observar que os materiais em desenvolvimento apresentam superioridade em relação as cultivares comerciais. Palavras-chave: Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Melhoramento preventivo. Piramidação de genes.