Post on 07-Sep-2021
INSTITUTO AGRONÔMICO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
AGRICULTURA TROPICAL E SUBTROPICAL
Compatibilidade de cruzamentos em Coffea canephora
visando resistência múltipla de clones e em progênies de
irmãos germanos a Meloidogyne exigua, M. incognita e M.
paranaensis
VINÍCIUS TEIXEIRA ANDRADE
Orientador: Oliveiro Guerreiro Filho
Tese submetida como requisito parcial para
obtenção do grau de Doutor em Agricultura
Tropical e Subtropical, Área de Concentração
em Genética, Melhoramento Vegetal e
Biotecnologia.
Campinas, SP
Maio de 2019
ii
iii
iv
A meu orientador, exemplo de caráter, bom senso e competência profissional, DEDICO.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeço imensamente ao Instituto Agronômico e à pós-graduação pela oportunidade de
viver nesse ambiente que me permitiu tanto aprendizado.
Agradeço também à todos os funcionários e bolsistas do Instituto Agronômico pela amizade,
conversas e ensinamentos. Foi muito agradável minha vida com vocês, sentirei falta deste
lugar que ficará para sempre em minha memória.
Agradecimento especial ao Centro de Café ‗Alcides Carvalho‘. Foi muito bom trabalhar neste
lugar com tanta história e conhecimento acumulado!
Ao Instituto Biológico por ter nos permitido realizar parte dos experimentos na casa de
vegetação da Nematologia e aos pesquisadores que lá trabalham. Muito obrigado pela
amizade e convivência profissional e pessoal. Inclui-se aqui também agradecimento a
bacteriologia e a fitopatologia, obrigado pela oportunidade de experiência.
Agradeço também às instituições que me financiaram durante o período de doutorado. Ao
Consórcio Pesquisa Café, pela bolsa antes da matrícula na pós-graduação e a CAPES, que me
concedeu bolsa de doutorado após a matrícula no curso.
vi
SUMÁRIO
RESUMO ............................................................................................................................................ viii
ABSTRACT .......................................................................................................................................... ix
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 1
2 REVISÃO DE LITERATURA ......................................................................................................... 4
2.1 Cafeicultura no Brasil ..................................................................................................................... 4
2.2 Cafeicultura no Estado de São Paulo ............................................................................................ 4
2.3 Origem, distribuição e diversidade em Coffea canephora ........................................................... 6
2.4 Aspectos reprodutivos de Coffea canephora ................................................................................. 7
2.5 Nematoides ....................................................................................................................................... 8
2.6 Danos causados pelos nematoides e manejo em áreas infestadas ............................................... 9
2.7 Resistência genética ....................................................................................................................... 10
2.8 Mecanismos de resistência ............................................................................................................ 14
3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................................. 18
3.1 Clones de Coffea canephora genitores das progênies de irmãos germanos (IG) ..................... 18
3.1.1 Confirmação da resistência dos clones aos nematoides .......................................................... 18
3.1.2 Resistência dos clones à ferrugem, ao bicho-mineiro e à mancha aureolada ....................... 20
3.1.3 Avaliação da capacidade de produzir frutos ........................................................................... 21
3.1.4 Obtenção de progênies de irmãos germanos com resistência múltipla .................................. 21
3.1.5 Viabilidade polínica.................................................................................................................... 21
3.1.6 Dissimilaridade genética dos clones genitores ......................................................................... 22
3.1.7 Compatibilidade em cruzamentos ............................................................................................ 23
3.2 Estudo da resistência aos nematoides das progênies de irmãos germanos descendentes
dos clones.............................................................................................................................................. 24
3.2.1 Inoculação dos nematoides nos cafeeiros ................................................................................. 24
3.2.2 Análise da reação dos cafeeiros aos nematoides ...................................................................... 25
4 RESULTADOS ................................................................................................................................. 26
4.1 Estudo dos clones de Coffea canephora genitores das progênies de irmãos germanos ........... 27
4.1.1 Avaliação da resistência dos clones de Coffea canephora aos nematoides. ........................... 27
4.1.2 Resistência dos clones de Coffea canephora à ferrugem, ao bicho-mineiro e à mancha
aureolada .............................................................................................................................................. 29
4.1.3 Capacidade de produzir frutos ................................................................................................. 31
4.1.4 Viabilidade polínica dos clones ................................................................................................. 32
4.1.5 Compatibilidade em cruzamentos entre os clones de Coffea canephora ............................... 33
vii
4.2 Estudo da resistência de progênies de irmãos germanos descendentes dos clones aos
nematoides Meloidogyne exigua, M. incognita e M. paranaensis ..................................................... 37
4.2.1 Resistência múltipla a M. exigua, M. incognita e M. paranaensis .......................................... 48
5 DISCUSSÃO ..................................................................................................................................... 51
6 CONCLUSÕES ................................................................................................................................ 57
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 58
viii
Compatibilidade de cruzamentos em Coffea canephora visando resistência múltipla de
clones e em progênies de irmãos germanos a Meloidogyne exigua, M. incognita e M.
paranaensis
RESUMO
Para o cafeeiro, no Brasil, os nematoides do gênero Meloidogyne são os de maior importância
devido a sua distribuição geográfica e danos causados à cultura. No Estado de São Paulo,
quatro espécies foram encontradas parasitando o cafeeiro, sendo M. incognita, a mais
disseminada, seguida de M. exigua, M. paranaensis e M. coffeicola. Dentre as diferentes
estratégias adotadas na cafeicultura para manejar a doença causada por esses parasitas, o uso
de cultivares resistentes possui alto custo benefício e pode ser uma eficiente opção.
Entretanto, a resistência genética aos nematoides possui algumas particularidades que
merecem atenção, como a superação da resistência da planta pelo parasita e a existência de
mistura de populações inter e/ou intraespecíficas em uma mesma área de cultivo, que pode
impedir o uso de cultivares com resistência específica. Diante do exposto, cultivares com
resistência múltipla às diferentes populações de nematoides podem ser determinantes no uso
desta tecnologia. Portanto, o objetivo do trabalho foi selecionar clones de cafeeiros resistentes
com base na compatibilidade de cruzamentos e na resistência múltipla de clones e progênies
de irmãos germanos a M. paranaensis, a M. incognita e a M. exigua visando a obtenção de
cultivares porta-enxertos de Coffea.canephora. O trabalho envolveu o cruzamentos em
esquema dialélico de 10 clones resistentes às populações de M. exigua, M. incognita e M.
paranaensis. As progênies foram avaliadas quanto a reações ao parasitismo dos nematoides,
visando à identificação de combinações com maior nível de resistência. Os resultados obtidos
evidenciaram a esterelidade masculina do clone IAC 263; a incompatibilidade em apenas
uma das possíveis combinações interclonais; a inexistência de efeito materno na expressão de
resistência às três espécies de Meloidogyne e a resistência múltipla de 25 progênies de irmãos
germanos a M. paranaensis, M. incognita e M. exigua. Com base na análise do FR e RFR, foi
possível identificar 21 combinações híbridas entre dois clones, 16 combinações entre três
clones e cinco combinações entre quatro clones com resistência múltipla a Meloidogyne spp.
que poderão constituir novas cultivares resistentes.
Palavras chave:
Cultivares clonais, cultivares híbridas, porta-enxerto, nematoides do cafeeiro, piramidação
gênica
ix
Crossings compatibility on Coffea canephora aiming multiple resitance in clones and
full-sib progenies to Meloidogyne exigua, M. incognita and M. paranaensis
ABSTRACT
For coffee trees in Brazil, root knot nematodes (RKN), belong in the genus Meloidogyne, are
of great importance due to the geographical distribution and damage for the crop. In São
Paulo State, four species of RKN were found paraziting coffee plants, being M. incognita the
most widespread, followed by M. exigua, M. paranaensis and M. coffeicola. Among the
differents strategies adpted on coffee production for managment of diseaes cauded by theese
pathogens, the use of resistant crops has high cost / benefit and can be an efficient option. For
the other hand, genetic resistence of nematodes has some particulities that deserve attention,
such the overcoming of the resistance by of pathogen and mixture of inter and intra-specific
populations in the same location of crop production, that may block the use of specific
reistance of crop cultivars. Considering the above, cultivars with multiple resistance to
different populations of nematodes may be determinants in the use of this technology.
Therefore, the objective of this study were to select resistant coffee clones based on the
compatibility of crossings and on the multiple resistance of progenies of germanic siblings to
M. paranaensis, M. incognita and M. exigua to obtain rootstock cultivars of Coffea
canephora. The study envolved the crossings in diallel scheme of 10 resistant clones to M.
exigua, M. incognita and M. paranaensis. Progenies were avaluated about the ractions of
nematodes parasitism, aiming the indentification of combinations with high level of
resistance. The results have evidenced the the male sterility of clone IAC 263; the
incompatibility in only one of the possible interclonal combinations; the absence of a maternal
effect on the expression of resistance to the three species of Meloidogyne and the multiple
resistance of 25 progenies of germanic siblings to M. paranaensis, M. incognita and M.
exigua. Based on FR and RFR analysis, it was possible to identify 21 hybrid combinations
between two clones, 16 combinations between three clones and five combinations between
four clones with multiple resistance to Meloidogyne spp. which may constitute new resistants
cultivars.
Keywords:
Clonal cultivars, hybrid cultivars, rootstock, coffee parasitic nematodes, gene pyramiding.
1
1 INTRODUÇÃO
Para o cafeeiro, no Brasil, três espécies de nematoides das galhas destacam-se como as
mais frequentes e as mais importantes: Meloidogyne incognita (KOFOID & WHITE, 1919;
CHITWOOD, 1949), Meloidogyne paranaensis (CARNEIRO et al., 1996) e Meloidogyne
exigua Göldi, 1887 (CAMPOS & VILLAIN, 2005). No Estado de São Paulo, quatro espécies
foram encontradas parasitando o cafeeiro, sendo M. incognita a mais distribuída seguida de
M. exigua, M. paranaensis e M. coffeicola (CARNEIRO et al., 2005).
Os danos causados pelo parasitismo dos nematoides aos cafeeiros culminam na queda
da produtividade e na diminuição da vida útil da lavoura. Dentre as diferentes estratégias
adotadas na cafeicultura para manejar a doença causada por esses parasitas, o uso de
cultivares resistentes possui alto custo benefício e pode ser uma eficiente opção. Essa
tecnologia permite o cultivo em áreas infestadas associada com práticas de manejo adequadas,
tais como nutrição balanceada, manutenção e incremento do nível de matéria orgânica no solo
e plantio consorciado com plantas que diminuam a reprodução do nematoide (CAMPOS &
VILLAIN, 2005; WILLIANSON & KUMAR, 2006; GONÇALVES & SILVAROLLA, 2001;
2007).
A maior limitação do uso da resistência genética, principalmente em plantas perenes, é
sua superação por populações virulentas do nematoide (JARQUIN-BARBERENA et al.,
1991; QUENOUILLE et al., 2013). Esse fato foi observado no cafeeiro em uma população de
M. exigua proveniente de Bom Jesus do Itabapoã, RJ, que superou a resistência conferida pelo
gene Mex-1 de Coffea canephora (MUNIZ et al., 2009). A monocultura praticada no cultivo
do café e práticas agrícolas não adequadas aumentam a probabilidade de seleção de genótipos
mais agressivos ou virulentos. Esse fato pode ser agravado pelo uso contínuo de cultivares
resistentes, devido à pressão de seleção exercida no nematoide (NETSCHER, 1976;
CASTAGONE-SERENO et al., 2013).
Outro fator que dificulta a utilização de genótipos produtivos em áreas infestadas é a
presença simultânea de outra espécie ou raça que não aquela alvo dos genes selecionados.
Além disso, os nematoides podem ocorrer em misturas populacionais intra e interespecífica,
sendo a intraespecífica relacionada à variabilidade genética para virulência ou dano causado
ao hospedeiro dentro da mesma espécie de nematóide e a interrespecífica relaciona-se à
presença simultânea de diferentes espécies de nematoides em uma mesma gleba. Em
levantamento realizado nos estados de São Paulo e Minas Gerais, CARNEIRO et al. (2005)
detectaram populações misturadas na frequência de 24%, predominando a mistura de M.
2
incognita e M. paranaensis. Essa situação é comum no cafeeiro e pode ser danosa para
resistência genética presente nas cultivares (RANDING et al., 2004). Essa constatação nos
remete à necessidade da busca por resistência múltipla. Acredita-se também que a
piramidação gênica possa contribuir para a durabilidade da resistência, uma vez que se
aumenta a frequência de diferentes alelos favoráveis (JOHNSON, 1984; CASTAGONE-
SERENO, 2002; BOYD et al., 2012; MICHELMORE et al., 2013).
Para áreas infestadas com M. exigua existem algumas opções na utilização de
cultivares de Coffea arabica de pé franco disponíveis para o plantio comercial. Porém, para
M. incognita e M. paranaensis as opções são mais escassas. Atualmente, no Brasil, as únicas
cultivares disponíveis para uso comercial com resistência a M. incognita e M. paranaensis são
a cultivar de C. arabica IPR-100 (SERA et al., 2017), do Instituto Agronômico do Paraná, e o
porta-enxerto da espécie C. canephora cv. Apoatã IAC 2258 (FAZUOLI et al., 1983;
ANDREAZI et al., 2015). Embora ambas sejam boas cultivares, existe, principalmente, o
problema da segregação para plantas suscetíveis em suas progênies, o que pode limitar seus
usos. Além disso, o nível de resistência dessas plantas para algumas populações de
nematoides não é satisfatório.
Com o objetivo de avaliar o prejuízo causado pelos nematoides em área infestada por
M. incognita raça 1, COSTA et al. (1991) compararam a produção de cafeeiros ‗Mundo
Novo‘ enxertados e não enxertados em ‗Apoatã IAC 2258‘ durante quatro colheitas. A
produção de frutos foi 3,6 vezes superior em cafeeiros enxertados, que promoveram uma
redução da população de nematoides de 4,5 vezes, quando comparados com cafeeiros da
cultivar Mundo Novo não enxertados. Apesar dos resultados promissores, os autores
argumentaram que novos ciclos seletivos seriam necessários para se aumentar o nível de
resistência do Apoatã IAC 2258, uma vez que houve elevada proporção (23%) de plantas
suscetíveis, o que pode impedir seu uso eficiente como porta-enxerto.
Com o problema do baixo nível de resistência e certa proporção de plantas suscetíveis
dentro das progênies, BERTRAND et al. (2000) buscaram incrementar o nível de resistência
de cafeeiros Robusta para M. incognita e Meloidogyne spp. Segundo eles, o nível de
resistência de cafeeiros não selecionados se situa entre 30 a 40%. Por isso, delinearam um
esquema de cruzamentos envolvendo matrizes selecionadas para verificar a resistência dos
híbridos obtidos, visando à obtenção de cultivares porta-enxerto ou uso como pé-franco. Esses
autores conseguiram identificar genitores que contribuem mais para a resistência de suas
progênies e também cruzamentos biparentais que promoveram resistência de 78%. Os piores
cruzamentos promoveram resistência de 33-35% em suas progênies, semelhante à média
3
populacional sem seleção. Um dos melhores parentais é relacionado por parentesco à cultivar
Apoatã IAC 2258, cuja segregação para a resistência atinge valores próximos a 70-75%.
Outra constatação importante refere-se ao comportamento semelhante das progênies híbridas
quando testadas com ambas as populações de nematoides. Os autores inferem que a
resistência genética presente em C. canephora é multiespecífica devido a locos gênicos
complexos. Dessa forma, cabe ao melhorista procurar agrupar por meio de cruzamentos os
diferentes alelos de resistência em uma cultivar.
Em C. canephora existe variabilidade para resistência aos principais nematoides do
gênero Meloidogyne. Praticamente todas as plantas de C. canephora são resistentes a M.
exigua e existem também plantas com resistência a M. incognita e M. paranaensis
(GONÇALVES et al., 1988; SERA et al., 2006). LIMA et al. (2015) reportaram a obtenção
de plantas do clone 14 do Instituto Capixaba de Pesquisa e Extensão Rural, INCAPER, com
resistência inter e intra específica para M. exigua, M. incognita e M. paranaensis. Porém,
ainda não se dispõe de uma cultivar desse tipo, tanto para o uso como porta-enxerto de C.
arabica como para cultivo de pé-franco.
Porém, em C. canephora, não basta que duas plantas sejam superiores para as
características almejadas – produção e resistência, p.e. –, elas têm que ser compatíveis, uma
vez que a reprodução sexuada na espécie é governada por um sistema de incompatibilidade do
tipo gametofítico (MENDES, 1949). Devido ao padrão reprodutivo de C. canephora as
plantas são predominantemente heterozigotas, para a maioria dos genes. Em função dessa
ocorrência percebe-se que as cultivares clonais com resistência genética homogênea e estável
aos nematoides são mais facilmente obtidas do que cultivares de natureza seminal. Assim,
após a identificação da resistência em algum indivíduo, seja ela específica ou múltipla, a
mesma só pode ser propagada dessa forma, pois qualquer progênie que derivar dessa planta
poderá segregar para a característica, em geral, diminuindo o nível de resistência
(GONÇALVES et al., 1988). Entretanto, a propagação clonal por estaca caulinar é dificultada
quando o objetivo é a obtenção de porta-enxertos devido à não eficiência do processo, o que
culmina no aumento de custos para o viveirista (FATOBENE et al., 2018). Portanto, a
propagação das cultivares resistentes por semente tem apelo econômico e tecnológico, pois
elas podem ser usadas como pé-franco e porta-enxerto.
Dessa forma, o objetivo desta tese foi selecionar clones de cafeeiros com base na
compatibilidade de cruzamentos e na resistência múltipla de progênies de irmãos germanos
(IG) a M. paranaensis, a M. incognita e M. exigua visando a obtenção de cultivares porta-
enxertos de C. canephora. Concomitantemente, visamos também a confirmação da resistência
4
genética dos clones genitores das progênies aos três nematoides inoculados, avaliar as
características agronômicas dos clones, estudar a compatibilidade reprodutiva entre os clones
por meio de hibridações controladas e quantificar o nível de resistência das progênies de
irmãos germanos obtidas dos cruzamentos compatíveis.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Cafeicultura no Brasil
As primeiras plantas de café chegaram ao Brasil em 1727 e desde o século 19 vêem
fomentando o desenvolvimento de centros urbanos, indústrias e na criação de cidades,
principalmente nos Estados de Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Espírito Santo e
inicialmente, no Rio de Janeiro. Desde 1850 o País já era o maior produtor mundial, posto que
ocupa até os dias atuais. Atualmente, o País é o maior exportador mundial e segundo maior
consumidor da bebida, sendo o café o quinto produto nas exportações brasileiras e
movimentou no ano de 2018 5,2 bilhões de dólares (CONAB, 2018).
Os estados maiores produtores de C. arabica, 85% do total, são Minas Gerais, São
Paulo, Espírito Santo, Bahia e Paraná. Para o café C. canephora (Conilon e Robusta) a
produção está concentrada no Espírito Santo, Bahia e Rondônia que somados produzem 95%
da produção Nacional (CONAB, 2018) e 25% da mundial, sendo o Brasil o segundo maior
produtor mundial desse tipo de café. A cultura ocupa uma área de dois milhões de hectares
distribuídos em 1.900 municípios com 300.000 produtores, predominando pequenas áreas de
cultivo. Na geração de empregos a cafeicultura gera mais de oito milhõess de postos de
trabalho diretos, além de significante envolvimento de dinheiro e trabalhadores nos demais
ramos da cadeia produtiva.
2.2 Cafeicultura no Estado de São Paulo
A cafeicultura no Estado de São Paulo não tem a mesma relevância do passado,
quando durante a segunda metade do século XIX e início do XX o cultivo do café era
predominante. Seu cultivo foi um dos principais fatores que contribuíram para o
desenvolvimento do estado, inclusive promovendo a industrialização, uma vez que a
aristocracia cafeeira foram os primeiros investidores da indústria (BARROS, 2013;
5
MARSON, 2012). Porém, a participação do agronegócio café na economia paulista vem
decrescendo nos últimos anos. Principalmente após o início do Programa Nacional do Álcool,
a partir da década de 80, quando os cafezais começaram a ser intensamente substituídos pelos
canaviais (FRANCISCO et al., 2009). De 2001 a 2014 a área plantada no estado diminuiu
70.805 hectares (MAPA, 2014). Outro fator que contribuiu para a redução foi a ocorrência
dos fitonematoides, notadamente, M. incognita e M. paranaensis. Devido à agressividade do
ataque destas espécies, a competitividade da cafeicultura tornou-se comprometida nas regiões
onde ocorrem (GONÇALVES & SILVAROLLA, 2007). Isto porque a ocorrência
generalizada desses nematoides, aliada a um conjunto de fatores como a textura do solo e seu
manejo inadequado acarretaram a degradação da fertilidade física, química e biológica. Além
disso, as temperaturas elevadas e a falta de água disponível às plantas podem agravar ainda
mais o dano causado por esses parasitas (GHINI et al., 2008).
No entanto, a atividade cafeeira paulista ainda possui importância econômica e social.
Em termos monetários, sua participação na formação do total da renda agrícola do Estado
correspondeu a 2,13%, ou aproximadamente a 925 milhões de reais, em 2009
(TSUNECHIRO et al., 2009), e é responsável por cerca de 40 mil empregos permanentes e
temporários (BASALDI & SILVA, 2009). Além disso, a estrutura fundiária dos 43
municípios que integram os EDRs de Tupã, Dracena e Lins são constituídas principalmente
por pequenas propriedades (70%) com área média de 6,0 em Tupã, 3,5 em Dracena e 5,2
hectares para Lins ocupados por lavouras de café (BLISKA et al., 2009). Esse quadro permite
a diversificação agrícola, evitando-se a sazonalidade da mão-de-obra rural. Outro benefício é
a possibilidade da fixação do homem no campo, evitando-se assim o êxodo rural e
consequente aumento populacional nas cidades.
Apesar da diminuição da importância do café para o estado, São Paulo ainda tem
excelentes condições de produção. Prova disso é a produtividade média em 14 anos obtidas
pelos cafeicultores paulistas, que foi de 21,88 sacos por hectare, a melhor entre todos estados
da federação. Em termos de produção perde apenas para Minas Gerais e Espírito Santo
(MAPA, 2014). A tradição na cultura também é relevante, pois dispõe-se de infraestrutura nas
propriedades agrícolas para a produção e preparo adequado do produto, rede de
comercialização, assistência técnica e pesquisa. Além de tudo possui clima apropriado à
produção (PINTO et al., 2001). Por isso, são necessários esforços para não diminuir a
participação do agronegócio café na economia paulista. Pelo contrário, deve ser estimulada,
pois acima de tudo é uma cultura rentável e de importância internacional.
6
2.3 Origem, distribuição e diversidade em Coffea canephora
O gênero Coffea, da família Rubiaceae, consiste atualmente de 124 espécies, incluindo
o antigo gênero Psilanthus (DAVIS et al.,2019), originário das regiões intertropicais da
África e Madagascar. Todas as espécies são diploides (2n = 2x = 22), exceto o alotetraploide
segmental C. arabica L. (2n = 4x = 44) (KRUG & CARVALHO, 1951). Os cromossomos
somáticos são morfologicamente semelhantes entre si (KRUG & MENDES 1940). No gênero
Coffea, todas as espécies são auto-incompatíveis, exceto C. arabica, C. heterocalyx Stoff. e C.
anthonyi Stoff. (COULIBALY et al., 2002; STOFFELEN et al. 2009).
Apenas duas espécies são comumente cultivadas comercialmente, C. arabica L. e C.
canephora Pierre ex A. Froehner. C. canephora é cultivado de baixa a média altitudes nas
regiões intertropicais da África, América e na Ásia. Coffea canephora é uma espécie diplóide
auto-incompatível, originária de algumas áreas de floresta tropical da África, estendendo-se
da África Ocidental através dos Camarões, República Centro-Africana, Congo, República
Democrática do Congo, Uganda e norte da Tanzânia, até ao norte de Angola. Análises de
diversidade por isoenzimas (BERTHAUD, 1986) e RFLP (DUSSERT et al., 1999)
destacaram grande diversidade genética de C. canephora. Estudos fenotípicos e moleculares
(GOMEZ et al., 2009; MONTAGNON 2000; MONTAGNON et al., 1992) evidenciaram uma
estrutura de pelo menos dois grandes grupos: o grupo Guineano e o Congolês.
MONTAGNON (2000) propôs dividir o grupo Congolês em cinco subgrupos: ‗SG2‘ e ‗B‘ da
Bacia do Congo, ‗C‘ da República Centro-Africana e Camarões, ‗SG1‘ da costa atlântica,
região central da África e ‗UW‘ de plantas selvagens de Uganda (MUSOLI et al., 2009).
A disseminação da planta de café Robusta começou perto do rio Lomani, um afluente
do rio Congo na África Central. Por meio de um viveiro em Bruxelas na Bélgica o café
Robusta foi do Congo Belga (República Democrática do Congo), onde se originou, para Java.
Em Java foram iniciados os primeiros cultivos e os primeiros trabalhos com melhoramento
genético de C. canephora por volta de 1900, devido ao surto de ferrugem que afetou cafezais
no sul e leste da Ásia (VAN DER VOSSEN, 1985; SMITH, 1985; CHARRIER &
BERTHAUD, 1988). Depois disso, seleções iniciais foram produzidas com sucesso e novas
sementes foram usadas para estabelecer plantações em outros países como a Índia, Uganda e
Costa do Marfim. Populações naturais locais foram progressivamente utilizadas para a
agricultura em diferentes países africanos e isso permitiu a disseminação do café Robusta em
novas áreas cultivadas, antes de finalmente chegarem ao continente americano por volta de
1912 (MERLO, 2012). No Brasil, o maior impulso para o cultivo dessa espécie foi com a
7
criação da indústria de cafés solúveis na década de 50 e o seu uso na produção de misturas
com o café arábica, os chamados blends (MALTA, 1986).
2.4 Aspectos reprodutivos de Coffea canephora
Devido ao padrão reprodutivo de C. canephora, as plantas são predominantemente
heterozigotas para a maioria dos genes. O principal fator que induz a essa constituição
genotípica é a autoincompatibilidade, que é do tipo gametofítico. Esta incompatibilidade
genética impede ou retarda o desenvolvimento do tubo polínico, fazendo com que ele não
chegue ao ovário e complete a fertilização. Esse fenômeno é governado pela série alélica do
gene S da incompatibilidade e garante que a planta somente produzirá frutos se os alelos dos
grãos de pólen forem diferentes dos alelos do genitor feminino. Aparentemente, a interação
entre proteínas presentes no estilo e no estigma reconhecem a constituição genética do grão de
pólen, permitindo ou não que o mesmo se desenvolva (CONAGIN & MENDES, 1961).
Trata-se de uma estratégia notável para se evitar a depressão por endogamia, uma vez que as
plantas não escolhem o pólen que chega ao seu estigma.
Em algumas espécies pode haver mais de um loco influenciando o reconhecimento dos
gametas dos genitores (OSTERBYE, 1975; LARSEN, 1977; HAYMAN & RICHTER, 1992).
A quantidade de alelos presentes no loco S varia entre espécies de plantas e até mesmo entre
populações. Em algumas espécies como Trifolium pratense estima-se que aproximadamente
200 alelos componham a série alélica (LAWRENCE, 1996). Para C. canephora, há relatos de
que entre três a cinco alelos estejam presentes nas populações estudadas (CONAGIN &
MENDES, 1961; OMOLAJA & FAWOLE, 2004; LASHERMES et al., 1996), mas estudos
conduzidos por BERTHAUD (1980) indicam a existência de pelo menos 18 alelos no loco S.
Obviamente, considerando-se todos os cruzamentos possíveis, quanto maior a série alélica
menor a probabilidade de ocorrerem cruzamentos incompatíveis.
Supõe-se que a carga genética presente de forma oculta nos locos heterozigóticos seja
bastante danosa em espécies que evitam a todo custo cruzamentos aparentados, como em C.
canephora. Além da incompatibilidade de cruzamentos, ainda existe o abortamento dos frutos
em estádio ‗chumbinho‘ no decorrer do processo de desenvolvimento dos frutos. De acordo
com CONAGIN & MENDES (1961) pode ocorrer mais de 80% de abortamento de
chumbinhos em relação ao número de ovários polinizados. A queda é acentuada logo após a
fertilização e se estabiliza ao redor de 60 dias. Outro fator fisiológico relacionado à
incompatibilidade reprodutiva por estes autores é o vigor de germinação das sementes. Eles
8
constataram que a maior germinação ocorreu em embriões provindos de polinização aberta,
que atingiu 77,9%, e a menor proporção ocorreu em populações de retrocruzamento, 8%.
Portanto, a incompatibilidade genética parece ser influenciada pela endogamia, que desde o
contato do pólen com o estigma procura selecionar combinações alélicas que promovam o
maior vigor híbrido (CHARLESWORTH & CHARLESWORTH, 1987; LEVIN, 1991).
2.5 Nematoides
Nematoides parasitas de plantas podem causar perdas agrícolas que variam entre 100-
125 bilhões de dólares por ano no mundo (CHITWOOD, 2003). Além do dano econômico
direto, sua presença pode inviabilizar o cultivo de algumas culturas, afetando socialmente a
população humana local. Isso ocorre porque algumas regiões são tão dependentes de
determinadas espécies de plantas para sua sobrevivência que a inviabilização do cultivo pode
diminuir a quantidade de trabalho disponível e consequentemente a renda populacional.
Esses parasitas são bastante diversos, contando com aproximadamente 30 mil espécies
descritas. Porém, estimativas indicam que há de um a vinte milhões de espécies a serem
descobertas (HUGOT et al., 2001). Das descritas, muitas delas são parasitos de plantas
(MITREVA et al., 2005). Dentre os nematoides de plantas existem três principais classes que
diferem quanto ao seu hábito durante o ciclo de vida. Os ectoparasitos migradores,
Helicotylenchus spp.por exemplo, são menos especializados possuem ampla gama de
hospedeiros. O outro grupo se constitui dos endoparasitos migradores, como por exemplo o
gênero Pratylenchus. O terceiro e mais importante grupo é o dos endoparasitas sedentários,
como o nematoide das galhas, do gênero Meloidogyne e o dos cistos Globodera spp. e
Heterodera spp., os quais pertencem à família Heteroderidade. A interação entre esses
parasitas sedentários e as plantas nas quais eles se desenvolvem é notável devido à
engenhosidade com que esses animais manipulam a expressão gênica das plantas em seu
favor (GHEYSE & MITCHUM, 2011). Essas características são de extrema importância tanto
no manejo dos fitonematoides em campo quanto para a obtenção de cultivares resistentes,
uma vez que influenciam a fonte de resistência e o método de avaliação utilizado
(TRUDGILL, 1991).
Para o cafeeiro no Brasil, os nematoides das galhas são os de maior importância em
termos de distribuição geográfica e de danos causados à cultura (CARNEIRO et al., 2004).
Esses nematoides são distribuídos mundialmente e podem parasitar mais de 2.000 espécies de
plantas (MAI, 1985). Das 97 espécies descritas de Meloidogyne, 18 infectam o cafeeiro em
9
diversos países do mundo. Dessas, seis ocorrem no país (CARNEIRO & COFCEWICZ,
2008; citar o sexto). Entretanto, três delas destacam-se como as mais freqüentes e por isso são
consideradas as mais importantes, que são M. incognita (KOFOID & WHITE, 1916)
CHITWOOD (1949), M. paranaensis (CARNEIRO et al., 1996) e M. exigua Göldi, 1887
(CAMPOS & VILLAIN, 2005). A espécie M. exigua, induz a formação de grande quantidade
de galhas nas raízes e o cafeeiro infestado tem sua produção reduzida, porém dificilmente
causa morte da planta (ARRUDA & REIS, 1962). Esta espécie apesar de não ser a mais
agressiva para a planta é a mais amplamente distribuída (CARNEIRO et al., 2005; CASTRO
et al., 2008; SANTOS et al., 2018). O dano pode não ser aparente, porém a queda na
produtividade, muitas vezes imperceptível, pode fazer a diferença no sucesso de um
empreendimento, principalmente em anos de crises financeiras e climáticas. As outras duas
espécies, M. incognita e M. paranaensis, são caracterizadas por sua agressividade ao sistema
radicular do cafeeiro. Esses nematoides destroem as raízes levando as plantas ao
depauperamento e morte quando em altas populações. Plantios de cultivares suscetíveis em
áreas com presença desses dois últimos nematoides tornam-se restritivos (GONÇALVES et
al., 1995; GONÇALVES & SILVAROLLA, 2001).
No Estado de São Paulo, quatro espécies foram encontradas parasitando o cafeeiro,
sendo M. incognita a mais distribuída, seguida de M. exigua, M. paranaensis e M. coffeicola
(OLIVEIRA et al., 2001; KUBO et al., 2001; LORDELLO & LORDELLO, 2001). As
lavouras cafeeiras concentram-se nas regiões da Mogiana, Alta Paulista, Noroeste e
Araraquarense, sendo estas também as áreas mais infestadas por fitonematoides. No norte da
região Mogiana, M. exigua é a espécie mais disseminada. Nas outras regiões, principalmente
as que englobam os Escritórios de Desenvolvimento Rural (EDRs) de Marília, Tupã, Dracena,
Lins e São José do Rio Preto, onde predominam solos de arenitos, vem ocorrendo infestação
crescente de M. incognita e M. paranaensis.
2.6 Danos causados pelos nematoides e manejo em áreas infestadas
Não se tem conhecimento de uma estimativa que informe a magnitude do dano
econômico causado pelos nematoides no estado, nem mesmo no Brasil para a cafeicultura.
Esse fato é principalmente decorrente da dificuldade de se isolar o efeito do nematoide, uma
vez que no campo, o sistema planta, nematoide e ambiente coexistem muitas variáveis
(TAYLOR & SASSER, 1978). Entretanto, o prejuízo direto mais drástico é a queda na
produtividade. Existem algumas estimativas de redução de 20 a 25% na produção decorrente
10
do parasitismo dos Meloidogyne (KOENNING et al., 1999; FERRAZ & MENDES, 1992).
Danos de até 45% foram relatados para a produção cafeeira no Brasil (CAMPOS &
VILLAIN, 2005). Um dano indireto é o maior consumo de insumos agrícolas, pois, sabe-se
que plantas parasitadas por nematoides são menos eficientes na absorção de água e nutrientes
(KIRKPATRICK et al., 1991; SPIEGEL et al., 1982; GONÇALVES et al., 2004).
Além da prevenção de infestação de áreas isentas, existem basicamente três modos de
se manejar o cultivo em áreas infestadas por nematoides, que são a rotação de cultura, o uso
de nematicidas e a utilização de cultivares resistentes (COLLANGE et al., 2011). Para a
cafeicultura, a rotação só pode ser feita antes do plantio. Porém, mesmo com o plantio de uma
espécie que diminua a população, os nematoides não desaparecerão da área. Portanto, quando
se realizar o plantio com uma cultivar suscetível a população dos parasitas crescerá
novamente (MORAES et al., 1977). Nesse caso, a aplicação de matéria orgânica e sua
manutenção em altos níveis no solo é uma alternativa para se conviver com os nematoides
com um mínimo de prejuízos possíveis (RENCO, 2013). O uso de nematicidas é prática
comum na agricultura desde sua descoberta nas décadas de 40 e 50 (MCKENRY, 1994).
Esses produtos são extremamente tóxicos para o ambiente e para os trabalhadores do campo,
tendo inclusive sofrido severas restrições de uso em fazendas certificadas. Além disso, a
eficiência desses produtos em plantas perenes é reduzida. Em espécies como o cafeeiro foi
demonstrado que de fato existe a diminuição da população de nematoides no solo após a
aplicação. Porém, após alguns meses a infestação retorna ao nível inicial (HUANG et al.,
1984).
Diante do exposto, o uso de cultivares resistentes é a melhor opção de manejo aos
produtores, pois possuem uma série de características desejáveis em relação a outros métodos
de controle de nematoides em plantas. Seu uso requer pouca tecnologia, não deixam resíduos
tóxicos e possuem alto custo benefício (WILLIANSON & KUMAR, 2006). Entretanto, o uso
de cultivares resistentes não elimina a necessidade de atividades de manejo complementares
para diminuição do dano causado pelo nematoide (GONÇALVES & SILVAROLLA, 2007).
2.7 Resistência genética
Fontes de resistência genética aos nematoides das galhas para o gênero Coffea são
encontradas principalmente nas espécies diplóides do gênero. Alelos de resistência à M.
exigua foram encontrados em 10 espécies, sendo que apenas C. eugenioides gerou progênies
segregantes para o caráter (FAZUOLI & LORDELLO, 1978; CURI et al., 1970) e também
11
em variedade proveniente do cruzamento natural entre C. arabica e C. canephora,
denominada Híbrido de Timor (BERTRAND et al., 2001; GONÇALVES & PEREIRA, 1998;
SILVAROLLA et al., 1998; RIBEIRO et al., 2005). Em condições de campo também foram
detectadas plantas resistentes de progênies F3:4 oriundas do cruzamento entre Hibrido de
Timor e Catuaí (REZENDE et al., 2013). A herança da resistência a esse nematoide foi
estudada em progênies segregantes de C. canephora. A conclusão dos autores é que a
resistência a M. exigua é governada por um único gene dominante denominado Mex-1
(FAZUOLI, 1981; NOIR et al., (2003). Entretanto, por meio de estudo da resistência em
cultivares homozigotas, progênies e cultivares suscetíveis, ALPIAZAR et al., (2007)
concluíram que a resistência promovida por esse gene pode estar relacionada com dominância
incompleta. Em cafeeiros resistentes que possuem o gene, a penetração e desenvolvimento
dos nematoides são reduzidos. O efeito desse gene está relacionado com reações de
hipersensibilidade, alterando a constituição do citoplasma e outras organelas (ANTHONY et
al., 2005).
A resistência a M. incognita e M. paranaensis vem sendo encontrada em C. canephora
(LIMA et al., 1987; GONÇALVES et al., 1988; GONÇALVES et al., 1996) e em C.
congensis (LIMA et al., 1987; GONÇALVES et al., 1988), porém a maioria dos genótipos
são segregantes. A cultivar porta-enxerto Apoatã IAC 2258 de C. canephora é resistente a M.
exigua, M. incognita e M. paranaensis (ANDREAZI et al., 2015; FAZUOLI et al., 1987).
Entretanto, as populações de C. canephora apresentam freqüência variável de plantas
resistentes a diferentes espécies e raças fisiológicas de Meloidogyne spp. Resistência genética
a M.incognita foi reportada em acessos da Etiópia. Os autores concluíram que esses genótipos
constituem valorosa fonte de resistência, pois aproximadamente 40% dos acessos foram
completamente resistentes ao nematoide (ANZUETO et al., 2001).
Para as duas espécies de café cultivadas no Brasil poucas são as cultivares com
resistência genética, registradas e em uso comercialmente. Os resultados obtidos pelos
programas nacionais de melhoramento até o momento se restringem a resistências específicas,
sendo a maioria delas para M. exigua. O problema maior para o melhoramento é
principalmente com as espécies M. incognita e M. parananesis. Para essas espécies de
nematoides em C. arabica existe apenas a cultivar IPR-100, que é resistente a M. paranaensis
e M. incognita raça 2 (ITO et al., 2008) e M. exígua (REZENDE et al., 2017). Para essas
espécies genes de resistência são restritos. Na cultivar IPR-100 essa característica
provavelmente veio de cafeeiros da série BA-10. Alelos de resistência a M. paranaensis
foram também encontrados em populações de cafeeiros da Etiópia (BOISSEAU et al., 2009;
12
FATOBENE et al., 2017), em plantas do grupo Icatu (MATA et al., 2000; SERA et al., 2002)
e em cafeeiros derivados do cruzamento entre as cultivares Catuaí e Híbrido de Timor
(REZENDE et al., 2019). Para M. incognita, cafeeiros da Etiópia também se mostraram
resistentes (ANZUETO et al., 2001), assim como, a planta UFV 408-28 proveniente de
germoplasma de Híbrido de Timor que se mostrou resistente às raças 1, 2 e 3 e suscetível à M.
paranaensis e M. exigua (ALBUQUERQUE et al., 2010). Portanto, a variabilidade dentro de
C. arabica,, apesar de restrita, existe para a resistência. O desafio é utilizar esses genes em
cultivares comerciais sem prejudicar características de interesse agronômico (ROBERTS,
1992).
Para o cultivo de C. canephora a situação em termos de variabilidade para obtenção de
cultivares é um pouco mais fácil. Existe variabilidade para resistência aos principais
nematoides do gênero. Praticamente todas as plantas de C. canephora são resistentes a M.
exigua e existem também plantas com resistência a M. incognita e M. paranaensis (SERA et
al., 2006). Inclusive foi reportada a obtenção de plantas do clone 14 do Instituto Capixaba de
Pesquisa e Extensão Rural (INCAPER) com resistência inter e intra específica para M. exigua,
M. incognita e M. paranaensis (LIMA et al., 2015).
Para se promover o melhoramento genético para a resistência aos nematoides deve-se
avaliar o desempenho das plantas no campo e em casa de vegetação. Cada situação possui
características próprias que, se usadas corretamente, influenciam a eficiência da seleção.
Ambas possuem vantagem e desvantagens e devem ser usadas em conjunto. A avaliação em
casa de vegetação é prática rotineira, uma vez que permite avaliar elevado número de
genótipos e promover a seleção precoce. A principal desvantagem de se avaliar genótipos em
campo infestado de nematoides é a distribuição espacial desigual que ocorre no campo
(ORTIZ et al., 2010), fazendo com que alguns tratamentos sejam beneficiados em detrimento
dos demais. Entretanto, em alguma fase do programa de melhoramento as plantas resistentes
devem ser cultivadas em campo infestado para avaliar seus desempenhos (VIKETOFT, 2013;
HERVE et al., 2005). Avaliar as plantas resistentes no campo por períodos prolongados
também é importante para se verificar a durabilidade da resistência (JOHNSON, 1984).
O estudo do comportamento de plantas em relação à doença causada pelos nematoides
é prática rotineira entre melhoristas a procura da resistência. A reação das plantas à infestação
consiste em mecanismos de resistência, suscetibilidade, tolerância, intolerância ou imunidade
(MOURA, 1997). Para se avaliar os genótipos dois parâmetros devem ser considerados. O
primeiro é o fator de reprodução do nematoide (FR), que é obtido pela relação entre as
populações final e inicial do nematoide. Simultaneamente, tenta-se correlacionar esse
13
parâmetro com os danos causados pelos nematoides às plantas. Dessa forma, determina-se a
severidade da doença (SEINHORST, 1967). De acordo com MOURA (1997), medindo-se
apenas a reprodução do nematoide, determina-se um caráter de natureza parasitário. Assim,
tem-se conhecimento apenas o quanto a planta afeta o ciclo do nematoide. Entretanto, é
importante também se avaliar a severidade. Ela pode ser determinada por meio de
comparações de peso da parte aérea ou dados de produtividade, entre plantas inoculadas com
controles não inoculados. Dessa forma, mede-se a resistência da planta à doença. Portanto,
tem-se dois focos principais no estudo da interação da planta com o nematoide, que são a sua
reprodução e o dano causado por eles nas plantas (MOURA, 1997; TRUDGILL, 1991).
Geralmente, é dada maior ênfase na reprodução e desenvolvimento da população do
nematoide ao se avaliar a resistência das plantas e atenção secundária aos danos causados nas
plantas (RHODE, 1972). Justifica-se essa atitude pelo fato de que em condições de casa de
vegetação e com solos esterilizados os testes de patogenicidade nem sempre conseguem
avaliar o dano causado na planta. Dessa forma, com boas hospedeiras, observam-se altos
níveis de reprodução do nematoide e poucos danos, o que pode gerar a primeira vista uma
percepção de tolerância (MOURA, 1997). Essas situações caracterizam-se por reações
diversas das plantas em relação à doença, as quais são caracterizadas pelos termos a seguir. A
resistência descreve o efeito genético da planta, restringindo ou prevenindo a multiplicação do
nematoide, evitando também danos. Na avaliação dos genótipos admitem-se gradientes de
resistência. O limite inicial é quando a população final é 75% menor que a obtida em um
genótipo padrão de sucetibilidade. Vale lembrar que mesmo em genótipos resistentes há a
penetração de juvenis infectivos, em semelhante número que nas sucetíveis (MILLIGAN et
al., 1998). Verifica-se dessa forma que resistência não protege a planta contra a entrada de
juvenis (PEDROSA, et al., 1996). Tolerância refere-se à habilidade da planta em suportar ou
tolerar as ações parasitárias do nematoide, sem que hajam danos significativos às funções
fisiológicas da hospedeira. Trata-se de uma reação controle do nematoides, entretanto,
permite a manutenção e até mesmo o aumento da população de nematoides no solo. As
características de resistência e tolerância são geneticamente distintas e podem ser herdadas
separadamente (PAULSON & WEBSTER, 1972; TRUDGILL, 1991). Plantas com
intolerância são severamente afetadas pelo parasitismo dos nematoides, refletindo-se em
baixo desenvolvimento e produção. Suscetibilidade é uma condição genética que permite que
o nematoide se reproduza livremente na planta, a qual passa a apresentar sintomas da doença.
Imunidade ocorre na ausência de penetração das formas juvenis em condições favoráveis à
14
infestação ou impedimento de estabelecimento dos sítios de alimentação. (MOURA, 1997;
TRUDGILL, 1991).
2.8 Mecanismos de resistência
As plantas, durante sua evolução, desenvolveram vários mecanismos de defesa para
detectar e inibir o ataque de diversos patógenos, que incluem barreiras estruturais e químicas
(MICHELMORE et al., 2013). Plantas respondem a infecção utilizando dois sistemas imunes.
O primeiro reconhece moléculas comuns a vários patógenos e o segundo responde a fatores
de virulência específicos do nematoide (JONES & DANGL, 2006). Por outro lado, os
nematoides também desenvolveram efetores químicos que alteram a expressão gênica da
planta em seu benefício (HUSSEY, 1989; MITCHUM et al., 2013). Essas substâncias e seus
mecanismos precisam ser melhor estudados. No entanto, sabe-se que elas possuem efeito na
supressão das defesas nas plantas e na interação com o hospedeiro para a formação dos sítios
de alimentação (HAEGEMAN et al., 2012). É um confronto constante entre genes de
resistência (R-genes) ou avirulência nas plantas contra genes de virulência nos nematoides
(DANGL & MCDOWELL, 2006; BIRD, 2004; DAVIS et al., 2000). A teoria do gene a gene
de FLOR (1955) aplica-se a essa interação (HAMMOND-KOSACK & JONES, 1997). Para
que o nematoide se reproduza e complete seu ciclo, o juvenil (J2) tem que ser atraído para a
raiz da planta hospedeira, penetrar a epiderme, migrar através do córtex e estabelecer o sítio
de alimentação no parênquima vascular, que proverá nutrientes para o seu desenvolvimento e
reprodução (QUENTIN et al., 2013; GHEYSEN & MITCHUM, 2011).
Genes de resistência bloqueiam um ou mais passos do estabelecimento do nematoide,
principalmente por meio da morte localizada de células que estão sendo parasitadas
(ARAVIND et al., 1999). A expressão desses genes é regulada aparentemente pela liberação
de substâncias como o ácido salicílico, ácido jasmônico e o etileno (TSUDA et al., 2009). Ao
se estudar o comportamento dos genes que regulam a produção desses dois hormônios em
plantas de Arabidopsis infestado por M. incognita, descobriu-se que eles são super expressos
nas raízes e sub expressos nas folhas (HAMAMOUCH et al., 2011). Entretanto, esses
mecanismos precisam ser melhor compreendidos (MOLINARI & LOFFREDO, 2006;
FUJIMOTO et al., 2011). Outro aspecto importante é a compatibilidade entre o nematoide e a
planta (CAILLAUD et al., 2008). Fitonematoides apresentam considerável variabilidade
genética inter e intra específica (CASTAGNONE-SERENO et al., 2013). O problema é que
os genes de resistência podem ser específicos, sendo que sua especificidade pode ser inter e
15
intra específica. Genes de resistência nas plantas, os chamados genes R, tentam inibir e
dificultar o sucesso do nematoide durante todo ciclo de parasitismo (BELKHADIR et al.,
2004; MARTIN et al., 2003).
Muitos genes de resistência já foram isolados em várias espécies de plantas. O mais
conhecido é o gene Mi-1, que foi identificado em tomateiro selvagem Lycopersicon
peruvianum (VOS et al., 1998). Este gene é reposponsável pela resistência à M. incognita, M.
arenaria e M. javanica. A maioria deles codifica proteínas que possuem na parte central de
sua sequência sítios de ligação de nucleotídeos (NBS) e na parte terminal repetições de
leucina (LRR) (BELKHADIR et al., 2004). Em plantas suscetíveis os genes de defesa da
planta hospedeira são suprimidos durante a fase de aquisição de nutrientes pela injeção de
proteínas. Essas proteínas são secretadas pelas glândulas esofageanas e denominam-se
efetores ou elicitores (JAUBERT et al., 2002; GOTO et al., 2013; DANCHIN et al., 2013).
Entretanto, os primeiros momentos após a penetração dos nematoides são decisivos para a
manutenção da resistência, uma vez que os juvenis J2 podem fracassar na locomoção até o
local do sítio de alimentação e, principalmente, no seu estabelecimento (ALBUQUERQUE et
al., 2010).
A herança da resistência a diversos patógenos, fungos, bactérias e nematoides parecem
ser governadas por um ou poucos genes dominantes (FLOR, 1955; KEEN, 1990). Esses genes
podem ter efeito de dominância completa, incompleta ou apresentarem aditividade. No caso
de mais de um gene controlando a característica, efeitos epistáticos são prováveis e foram
demonstrados em algumas situações (WANG et al., 2012). Genes de resistência aos
nematoides do gênero Meloidogyne diferem quanto aos mecanismos de ação e são
diretamente influenciados pelo genoma que estão inseridos, o chamado background genético.
Esses fatores refletem no nível de resistência alcançado pelos genes, sua durabilidade e
também em como podem ser usados nos programas de melhoramento (BARBARY et al.,
2013; PALLOIX et al., 2009). Um fato que carece de confirmação para o gênero Coffea é a
influência do genitor feminino na segregação das progênies, o efeito materno. Em algumas
espécies de plantas existe o efeito de genes de resistência de origem citoplasmática para
diversos patógenos (MILLIGAN et al., 1998). Essa informação para o cafeeiro pode ser
conseguida por meio de cruzamentos recíprocos de genitores resistentes, obedecendo algum
delineamento específico. Caso esse efeito esteja presente ele deve ser levado em consideração
nos programas de melhoramento.
Em C. canephora e em algumas populações híbridas com C. arabica, a resistência
desses cafeeiros a M. exigua é expressa após o estádio de penetração (SALGADO et al.,
16
2005). Esse mecanismo de resistência também foi encontrado em C. arabica (ANTHONY et
al., 2005; RODRIGUES et al., 2000). Nesses casos houve paralisação do desenvolvimento
dos nematoides antes mesmo de se tornarem adultos e iniciarem a capacidade reprodutiva.
Nesse tipo de resistência as células parasitadas podem sofrer um processo de apoptose, a
chamada reação de hipersensibilidade (RH), que impede o estabelecimento e desenvolvimento
do nematoide (LAM et al., 2001). Em cafeeiros derivados do Híbrido de Timor, inoculados
com populações de M. incognita, foi observado que os juvenis penetraram na raiz. Entretanto,
nenhum nematoide no estádio J3, J4 ou fêmea adulta foram observados nas raízes dessas
plantas (ALBUQUERQUE et al., 2010). Trata-se do mais comum e eficiente modo de
resistência. Entretanto, excesso de reação de hipersensibilidade pode tornar a planta
intolerante ao nematoide devido aos danos causados no desenvolvimento e função da raiz
(ROBERTS & SCHEUERMAN, 1984).
Em função de compostos fenólicos estarem relacionados com a resistência de plantas a
algumas doenças testou-se essa influência nos cafeeiros, espécie com alto índice de fenóis.
Utilizaram-se uma cultivar suscetível e outra resistente e mediram-se os níveis de enzimas e
produtos fenólicos no decorrer do tempo desde a inoculação. Não se encontraram diferenças
quanto as variáveis utilizadas nas plantas suscetíveis e resistentes, indicando que a resistência
não pode ser atribuída aos compostos fenólicos. No entanto, houve aumento na produção dos
mesmos. Concluíram também que em função da maior atividade da enzima polifenoloxidase
no genótipo resistente, ela pode estar relacionada a esse mecanismo. Quanto a peroxidase, ela
foi mais ativa na cultivar resistente, porém não houve diferença entre os tratamentos
inoculados e não inoculados (MAZZAFERA et al., 1989). Trabalhando com outra enzima, a
Peroxidase Classe III, SEVERINO et al., (2012) encontraram resultado semelhante ao
inocular cafeeiros resistenstes e suscetíveis com M. paranaensis. Em geral, houve aumento na
atividade da enzima para as duas classes de plantas. A resistência pode ser específica para
determinada espécie ou raça e também múltipla, dependendo da reserva gênica do hospedeiro
e do nematoide. Vale lembrar que a resistência pode ser variável em função da população de
nematoides no solo e também dos fatores edafoclimáticos inerentes ao sistema produtivo. Pois
sabe-se que a efetividade de genes de resistência pode ser reduzida principalmente pelo efeito
da alta temperatura (DROPKIN, 1969).
Para M. incognita e M. paranaensis não existem estudos de herança de cafeeiros
envolvendo genitores homozigotos e contrastantes para a resistência. Portanto, não se pode
afirmar com segurança a herança da característica. Os poucos estudos que especularam a
respeito do controle genético para M. paranaensis indicaram a presença de um gene
17
dominante em algumas populações e dois genes complementares e dominantes em outras,
com prováveis modificadores (MATA et al., 2001; MATA et al., 2002; SERA et al., 2003a,
SERA et al., 2003b). A resistência monogênica e dominante também foi reportada para as
raças 1 e 2 de M. incognita (ANZUETO et al., 2005) em cafeeiros. Estes pesquisadores
sugerem que a resistência seja específica a espécies de nematoides.
A maior limitação do uso da resistência genética é a sua superação pelo patógeno, as
populações virulentas do nematoide (QUENOUILLE et al., 2013; JARQUIN-BARBERENA
et al., 1991), fato observado em uma população de M. exigua em Bom Jesus do Itabapoã, RJ
(MUNIZ et al., 2009). Estudando o comportamento de populações virulentas e não virulentas
de M. incognita CASTAGONE-SERENO et al., (1995) verificaram semelhança no nível
bioquímico entre esses nematoides. No entanto, encontraram duas proteínas relacionadas com
a virulência e avirulência. Em M. javanica foi identificado uma sequência de cDNA,
denominada Cg-1, que está presente em populações avirulentas e ausente nas virulentas ao
tomateiro com gene de resistência Mi-1. Entretanto, os autores ressaltam que ainda não está
claro se essa família gênica é responsável direta pela avirulência, pois a expressão pode
envolver outros produtos e rotas metabólicas (GLEASON et al., 2008). A monocultura
praticada no cultivo do café e práticas agrícolas não adequadas aumentam a probabilidade de
seleção de genótipos de nematoides mais agressivos. Esse fato pode ser agravado pelo uso
contínuo de cultivares resistentes, devido à pressão de seleção exercida no nematoide
(NETSCHER, 1976). Essa constatação dificulta o melhoramento para obtenção de cultivares
resistentes e ou tolerantes em plantas perenes devido a pressão de seleção contínua sofrida
pelo parasito. Existem exemplos de porta-enxertos resistentes de videira (Vittis spp.) que
mantém a supressão dos nematoides durante considerável tempo (FERRIS et al., 2012).
Entretanto, raças virulentas aparecem frequentemente. Elas podem surgir por alterações nos
efetores liberados pelos nematoides ou pela mudança na estratégia de infecção pelo parasita.
Do ponto de vista genético essas mudanças podem advir de mutações ou alterações estruturais
e numéricas dos cromossomos. Além de tudo, possuem centrômeros móveis devido ao fato
dos cinetócoros não serem fixos em determinada região da cromatina (TRIANTAPHYLLOU,
1981; CASTAGONE-SERENO, 2002).
18
3 MATERIAL E MÉTODOS
Os experimentos foram conduzidos em laboratórios do Centro de Café Alcides
Carvalho, no Centro Experimental do IAC, Fazenda Santa Elisa e no laboratório de
Nematologia do Instituto Biológico, em Campinas, SP.
3.1 Clones de Coffea canephora genitores das progênies de irmãos germanos (IG)
Foram utilizados na experimentação dez clones de C. canephora previamente
identificados pelo Dr. Wallace Gonçalves como resistentes a M. exigua, M. incognita e M.
paranaensis. As informações foram coletadas por cerca de 25 anos em áreas diversas do
Estado de São Paulo infestadas por nematoides do gênero Meloidogyne. Os clones foram
plantados em barricas de 100 ou 50 litros e também diretamente no solo, sobre ripado de
madeira para fornecimento de 50% de sombra, formando um jardim clonal para os
cruzamentos. O manejo cultural dos clones foi realizado com adubações e correções químicas
de solo em parcelamentos nos meses mais quentes do ano, de setembro a abril. O controle de
doenças e pragas não foi realizado para se avaliar a resistência genética dos clones.
Dos dez clones utilizados na experimentação, nove foram identificados como Robusta
e pertencem ao subgrupo SG2 e um único clone foi identificado como Kouilou, pertencendo
ao subgrupo SG1, ambos do grupo Congolês, segundo a classificação taxonômica relacionada
à origem da espécie (BERTHAUD, 1986; CUBRY et al., 2013)
Os clones foram estudados em relação à resistência aos nematoides M. exigua E2 Raça
1 (Campinas, SP), M. incognita I2 Raça 1 (Marília, SP) e M. paranaensis P2 (Herculândia,
SP) e a outros estresses de natureza biótica, como ferrugem, bicho-mineiro e bacteriose,
causada por Pseudomanas syringae pv. garcae. Também estudou-se o potencial produtivo e a
compatibilidade em cruzamentos para formação das progênies de irmãos germanos. A
identificação dos nematoides foi realizada por meio de técnica de marcadores moleculares de
DNA (RANDING et al., 2004).
3.1.1 Confirmação da resistência dos clones aos nematoides
Os clones utilizados nos cruzamentos já haviam sido testados no decorrer dos anos
para a resistência aos nematoides pelo Dr. Wallace Gonçalves, pesquisador do Instituto
Agronômico, de acordo com atividades de rotina do programa de melhoramento genético do
19
cafeeiro realizado no Centro de Café. Mediante a estes resultados selecionaram-se 10 clones
com resistência múltipla a M. exigua, M. incognita e M. paranaensis. Para averiguar e
confirmar a resistência desses clones às populações de nematoides utilizadas na inoculação
das progênies descendentes montou-se três experimentos inoculando-se as plantas com os
nematoides. Os clones de estacas caulinares foram transplantados de tubetes para vasos de
plástico de 1,0L de volume de substrato, constituído de uma parte de areia e duas partes de
solo argiloso de textura média. O substrato foi fertilizado com adubo de liberação lenta
Basacote® na proporção de 10 kg de Basacote® por metro cúbico de substrato. Após três
meses ao transplantio as mudas foram inoculadas com 1860 ovos e juvenis de nematoides de
cada uma das três espécies. A avaliação da resistência ocorreu 14 meses após a inoculação.
Como controle suscetível utilizou-se a cultivar Mundo Novo IAC 515-20. Foram
estabelecidos três experimentos, um para cada espécie de nematoide testada. O delineamento
experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com número de repetições variando de
nove a três para M. paranaensis, de oito a duas para M. incognita e de 10 a duas repetição
para M. exigua. Nos três experimentos, as parcelas constituíram-se de uma planta por vaso. O
número variável de plantas, e consequentemente de repetições, se deve ao número inicial de
plantas de cada clone e a perda de parte das plantas no decorrer do período que antecedeu as
avaliações.
Figura 1. Experimentos de avaliação da resistência aos nematoides de clones e híbridos de
Coffea canephora. As plantas maiores são os clones inoculados com Meloidogyne exígua, M.
incognita e Meloidogyne paranaensis e as plantas menores nos copos de plástico são os
híbridos descendentes dos clones que estavam recém transplantados, antes da inoculação.
20
3.1.2 Resistência dos clones à ferrugem, ao bicho-mineiro e à mancha aureolada
A resistência dos clones a outros agentes bióticos foi testada para duas doenças e um
inseto praga. As doenças avaliadas foram a ferrugem do cafeeiro, causada por Hemileia
vastatrix Berk. et Br e a mancha aulreolada, causada por Pseudomonas syringae pv. garcae.
O inseto praga alvo do estudo foi o bicho-mineiro do cafeeiro, Leucoptera coffeella. Como
padrão de suscetibilidade foi utilizado a cultivar Mundo Novo IAC 515-20 em todos os
experimentos.
A avaliação da ferrugem foi realizada no local de plantio dos clones, sobre ripado de
madeira, mediante infecção natural. Foi considerada a média de duas avaliações de tipo de
reação de resistência a ferrugem (ESKES & BRAGHINI, 1982) 0= Imune (I); 1= Resistente
(R) – reação de hipersensibilidade visível macroscópicamente, lesões cloróticas, pequenas
tumefações, sem esporulação; 2= Moderadamente resistente (MR) – reação de
hipersensibilidade com esporulação nas bordas, pequenas tumefações, início da esporulação
com lesões pequenas; 3=Moderadamente suscetível (MS) – hipersensibilidade, lesões
cloróticas, tumefações. Em geral as lesões estão associadas com tumefações e pústulas
características dos tipos de reação 2 e 4 (com pouca, média ou maior esporulação); 4=
Suscetível (S) – Lesões com esporulação intensa, ocorrem muitas pústulas grandes. O
experimento foi delineado em blocos completos casualizados com três repetições e duas
plantas na parcela.
A avaliação da resistência dos clones à mancha aureolada foi realizada em progênies
de polinização aberta devido à dificuldade de inoculação e avaliação no local de plantio dos
clones. Sementes foram colhidas e colocadas para germinação em germinador de areia. O
transplantio para tubetes foi feito quando as plantas estavam no estádio de folhas
cotiledonares e inoculadas após 6 meses na casa de vegetação do Instituto Biológico, em
Campinas, SP. A inoculação e avaliação foram realizadas de acordo com RODRIGUES et al.
(2017) por meio de escala de notas de 1-5, sendo nota 1 planta resistente = R, 2 plantas
moderadamente resistentes = MR e acima de 3 plantas suscetíveis = S. Os resultados foram
apresentados em quantidade de plantas contidas em cada classe. O delineamento utilizado foi
inteiramente casualizado com número variável de repetições (24 a 27) e uma planta por
parcela.
A avaliação da resistência dos clones ao bicho-mineiro foi realizada em dois anos no
campo de cruzamentos por meio de infestação natural e de acordo com GUERREIRO-FILHO
et al. (1990) com escala de pontos de 1-10, sendo 1=ausência completa de dano e 10=dano
21
muito severo, sendo classificadas como imunes plantas com nota 1, resistentes as de nota 2 a
4 e suscetíveis as plantas com notas maiores que 5. O experimento foi delineado em blocos
completos casualizados com três repetições e duas plantas na parcela.
3.1.3 Avaliação da capacidade de produzir frutos
A estimativa da capacidade produtiva dos clones genitores das progênies foi realizada
por meio do índice de avaliação visual (IAV), do peso do hectolitro (PH) e da porcentagem de
sementes moca. O PH foi calculado pela massa em quilogramas de 100 litros de sementes e o
IAV por meio da atribuição de 1 a 10 pontos aos cafeeiros, sendo 1, para as plantas menos
produtivas e não vigorosas e 10, para as plantas mais produtivas e vigorosas. O IAV foi
realizado em experimento delineado em blocos completos casualizados com três repetições e
duas plantas por parcela. A porcentagem de sementes moca foi calculada por meio da massa
de sementes moca formadas pela fecundação de apenas um dos dois óvulos no fruto de café
em relação à massa total da amostra de sementes.
3.1.4 Obtenção de progênies de irmãos germanos com resistência múltipla
O processo de obtenção progênies com resistência múltipla se constituiu na análise da
compatibilidade reprodutiva entre os clones, identificação das progênies resistentes geradas de
cruzamentos compatíveis. Este procedimento foi realizado para se definir a composição de
genitores a serem utilizados em futuros campos de produção de sementes da provável cultivar.
3.1.5 Viabilidade polínica
Para conhecer e ampliar as respostas a respeito da compatibilidade entre os
cruzamentos se estimou a viabilidade do pólen por meio dos testes da capacidade de
coloração do citoplasma e de germinação in vitro. Na análise da viabilidade polínica por
coloração foi utilizado o corante Alexander nº 2 (ALEXANDER, 1980). As lâminas de cada
planta foram preparadas com todas as anteras de uma flor, sendo usada uma flor por lâmina.
Para isso, esmagaram-se as anteras sobre uma lâmina contendo duas gotas do corante, sendo o
excesso retirado por aquecimento brando. Após o preparo da lâmina as anteras foram
analisadas em microscópio de luz para se determinar a proporção de pólens viáveis
(BETTIOL-NETO et al. 2009).
22
A análise de germinação do pólen in vitro foi realizada submetendo-se o pólen em um
meio de cultura contendo 5g de sacarose em 100 ml de água destilada. Os meios de cultura
foram vertidos sobre lâminas para microscopia, formando uma película sólida.
Posteriormente, espalharam-se os grãos de pólen com o auxílio de um pincel em cima da
lâmina contendo o meio de cultura. A partir deste ponto, colocaram-se as lâminas em placas
de petri com papel filtro umedecido para formação de uma câmara úmida, incubadas em
estufa, no escuro, com temperatura de 28ºC durante quatro horas. Após este período usou-se o
corante Alexander nº 2 para interromper o crescimento dos tubos polínicos e promover a
coloração. Este último passo possibilitou uma melhor observação e diferenciação dos grãos de
pólen cheios e vazios e também tubos sem coloração e com pouco genoma haploide
(BETTIOL-NETO et al. 2009).
As lâminas preparadas para a análise da viabilidade polínica foram analisadas em
microscópio de luz com condensador de contraste de fase com combinações ópticas de ocular
10x, objetiva 10x e variador de aumento 1x. No teste de viabilidade por coloração
consideraram-se viáveis os grãos de pólen que apresentaram conteúdo citoplasmático colorido
pelo corante e inviáveis aqueles sem coloração, com tamanhos muito menores que o padrão
e/ou ainda com diminuição da proporção citoplasmática. Analisaram-se quatro lâminas por
planta com 10 campos em cada uma delas e uma flor por planta.
A viabilidade do pólen, determinada por meio do teste de germinação, foi estimada em
função da porcentagem de grãos de pólen germinados. Consideraram-se germinados os grãos
de pólen com o tubo polínico desenvolvido e com comprimento maior ou igual ao diâmetro
do pólen, em duas lâminas por planta com 10 campos visados em cada planta. Utilizou-se o
intervalo de confiança a 95% de probabilidade para se comparar as médias de viabilidade
polínica e germinação dos grãos de pólen.
3.1.6 Dissimilaridade genética dos clones genitores
Para se estimar a distância genética dos clones genitores, o DNA das folhas dos clones
foi extraído utilizando-se a metodologia adaptada de DOYLE & DOYLE (1990). Para a
caracterização molecular dos clones, realizou-se um screening envolvendo primers SSR-EST
desenvolvidos a partir da análise in silico do banco de dados do Projeto Brasileiro do Genoma
Café. Foram avaliados primers aleatórios, assim como também primers que amplificam
sequências que apresentaram similaridade com proteínas conhecidamente relacionadas com o
processo de defesa da planta contra doenças. Para amplificação destes locos foi realizada a
23
PCR (polymerase reaction chain), sendo os alelos separados pelo tamanho por meio da
eletroforese em gel de agarose a 3%. A distância genética foi estimada pelo método binário de
Sokal. O polimorfismo identificado pela genotipagem dos clones permitiu a obtenção de seus
perfis genéticos detalhados, auxiliando a caracterização dos mesmos em processos de
proteção intelectual, bem como, no controle da pureza genética durante sua manutenção.
3.1.7 Compatibilidade em cruzamentos
Para se analisar a compatibilidade entre os cruzamentos, foram quantificadas as
relações entre o número flores polinizadas manualmente com o número de frutos, número de
sementes número de plantas híbridas obtidas nos anos de 2015 e 2017. De posse desses dados
se estimou a viabilidade de cruzamentos de todos os clones envolvidos no dialélo por meio da
taxa de frutificação (TF), dada pela equação 100º
ºx
floresn
frutosnTF . Dessa forma, foi possível
identificar combinações que além de resistentes poderão ser utilizadas de forma eficiente para
formação de cultivares híbridas em campos de cruzamentos utilizando-se a polinização aberta.
Figura 2. Clones de Coffea canephora após a realização dos cruzamentos biparentais.
24
3.2 Estudo da resistência aos nematoides das progênies de irmãos germanos
descendentes dos clones
Foram utilizadas nos experimentos populações de três espécies M. exigua (E2 Raça 1),
M. incognita (I2 Raça 1) e M. paranaensis (P2), previamente identificadas por meio de
análises de marcadores de DNA (RANDING et al., 2004). As populações foram
respectivamente coletadas em Campinas, Marília e Herculândia, SP e multiplicadas em
cafeeiros suscetíveis da cultivar Mundo Novo IAC 515-20. As sementes F1 geradas dos
cruzamentos foram germinadas em areia e quando atingiram o estádio entre o palito de
fósforo e a orelha de onça foram transplantadas para copos plásticos de 500 ml, com furo no
fundo para drenagem da água. O substratro utilizado para o transplantio das mudas foi
constituído de terra de barranco misturada com areia média, na proporção de 2:1. Esse
substrato foi autoclavado e posteriormente fertilizado com fósforo (50g/10 litros) e adubos de
liberação lenta (50g/10 litros).
3.2.1 Inoculação dos nematoides nos cafeeiros
O inóculo foi obtido pela técnica de extração em hipoclorito de sódio (HUSSEY &
BAKER, 1973). A suspensão de ovos foi mantida em agitação constante a fim de
homogeneizar a distribuição dos ovos e juvenis no líquido. Desta, foram retiradas alíquotas
por pipetagem, as quais foram colocadas em uma lâmina de contagem de Peters. A partir da
observação das amostras em microscópio de luz, três estimativas foram realizadas para se
obter o número médio de ovos e juvenis por mililitro de solução.
A inoculação das plantas com os nematoides foi realizada aproximadamente 90 dias
após o transplante dos cafeeiros para os recipientes plásticos, propiciando às plantas
condições de produzirem raízes lisas, de segunda fase de desenvolvimento, preferidas para
penetração de M. exigua e M. incognita (NAKASONO et al., 1980). Os cafeeiros foram
inoculados com suspensão de 1.800 ovos e juvenis por planta para M. paranaensis e M.
incognita e 2.200 ovos e juvenis por planta para M. exigua, em orifícios de um centímetro
abertos no substrato ao redor do colo do cafeeiro. Foi montado um experimento para cada
espécie de nematoide, totalizando três experimentos distintos em delineamento inteiramente
casualizado com número variável de repetições e parcelas de uma planta. No experimento 1
foram inoculadas 1.594 plantas de 65 progênies mais o controle suscetível ‗Mundo Novo IAC
515-20‘ com M. paranaensis. O número de repetições variou de 20 a 39. No experimento 2
25
1.752 plantas de 71 progênies, mais o controle foram inoculadas com M. incognita. O número
de repetições variou de 26 a 57. No experimento 3 utilizou-se o nematoide M. exigua na
inoculação de 436 plantas de 45 progênies, mais o controle suscetível, tendo o número de
repetições variado de 6 a 28.
Figura 3. Plantas das progênies de irmãos germanos (IG) no dia da inoculação na casa de
vegetação do Instituto Agronômico de Campinas, SP.
3.2.2 Análise da reação dos cafeeiros aos nematoides
Para análise do desempenho das plantas quanto à reação aos nematoides foram
utilizados métodos de rotina em programas de melhoramento visando resistência genética a
nematoides, os quais são padronizados mundialmente e descritos a seguir:
26
Índice de dano (ID)
Os cafeeiros tiveram seu sistema radicular avaliado segundo a escala de índice de
dano, que considera conjuntamente a quantidade de massas de ovos e galhas e o dano causado
pelo nematoide nas raízes. A escala varia de 0 a 5. A nota 0: sem galhas e danos às raízes, 1:
traços de infecção com poucas e pequenas galhas, 2: menos de 25% do sistema radicular com
galhas e danos, 3: 25-50% das raízes com galhas e danos, 4: 51-75% das raízes com galhas e
danos e 5: mais que 75% do sistema radicular com galhas e danos. As notas de ID ≤ 2 são
referentes às plantas resistentes (HUSSEY & JANSSEN 2002).
Fator de reprodução (FR)
A população de nematoides nas raízes dos cafeeiros foi avaliada a partir do número de
ovos e juvenis (J2) presentes em cada amostra, utilizando-se o mesmo método de obtenção do
inóculo (HUSSEY & BAKER, 1973).
O fator de reprodução (FR) dos nematoides nos cafeeiros foi calculado com base no
número de ovos e juvenis (J2) por sistema radicular, utilizando-se a razão entre a população
final (Pf) e a população inicial (Pi) inoculada (FR = Pf/Pi). Os cafeeiros foram classificados
como resistentes às espécies e raças de Meloidogyne spp. quando apresentaram FR ≤ 1,0, e,
suscetíveis quando FR > 1,0 (OOSTENBRINK, 1966).
Redução do fator de reprodução (RFR)
A partir do FR foi avaliado também o comportamento dos cafeeiros inoculados de
acordo com os critérios estabelecidos por MOURA (1997) para classificação de hospedeiros,
baseados na redução do fator de reprodução em relação ao controle suscetível (RFR). Os
cafeeiros foram classificados conforme sistema de MOURA & REGIS (1987), segundo o qual
a planta pode ser considerada imune (RFR=100%), altamente resistente (RFR= 99,9 a 95,1%),
resistente (RFR= 95,0 a 90,1 %), moderadamente resistente (RFR= 90 a 75,1 %) e suscetível
(RFR= 75,0 a 0%).
4 RESULTADOS
Os resultados são apresentados em duas partes. A primeira, referente aos clones
genitores das progênies, quanto a resistência genética aos nematoides, características
agronômicas, compatibilidade em cruzamentos e de resistência a estresses bióticos. A segunda
27
trata da análise da resistência das progênies de irmãos germanos, gerados pelos clones
parentais.
4.1 Estudo dos clones de Coffea canephora genitores das progênies de irmãos
germanos
Os clones foram avaliados quanto à resistência a M. exigua, M. incognita e M.
paranaensis à ferrugem do cafeeiro, ao bicho-mineiro e à mancha aureolada. Foram estudados
também a capacidade de produzir grãos, a viabilidade polínica e a compatibilidade em
cruzamentos.
4.1.1 Avaliação da resistência dos clones de Coffea canephora aos nematoides.
Os resultados das avaliações da resistência dos clones em relação ao parasitismo das
três espécies de nematoides inoculadas demonstraram que todos os dez clones foram
resistentes nas três variáveis analisadas, exceção feita ao clone IAC 201, que foi suscetível
pelo índice de dano para M. incognita e M. paranaensis. Porém, para o FR e RFR este clone
foi resistente para ambas espécies de nematoides. Para M. exigua o clone IAC 352 destacou-
se pelo reduzido ID e pela imunidade aos nematoides pelas variáveis FR e RFR. O clone IAC
201 apresentou o menor ID e os demais clones revelaram-se altamente resistentes pela RFR.
No experimento com M. incognita, os destaques para a resistência foram os clones IAC 15,
IAC 107, IAC 263 e IAC 352, imunes a este nematoide. Na interação entre os clones e M.
paranaensis, os clones IAC 250 e IAC 286 foram imunes ao nematoide quando avaliados
pelas variáveis FR e RFR. Os demais foram altamente resistentes, com RFR maior que 97% e
o IAC 201 resistente para este parâmetro, com 93% de redução na população de nematoides
comparando-se com a cultivar suscetível. Com relação à resistência múltipla, cinco clones
testados (IAC 5, IAC 15, IAC 201, IAC 263 e IAC 352) foram resistentes às três espécies.
Este número deve ser ainda maior uma vez que nem todos os clones foram avaliados com as
três espécies de Meloidogyne. O desempenho da cultivar Mundo Novo IAC 515-20, como
controle suscetível, permitiu atestar com segurança a resistência dos clones, uma vez que o
índice de dano (ID), o fator de reprodução (FR) e a redução do fator de reprodução (RFR)
foram elevados e compatíveis com valores comumente observados em plantas altamente
infestadas pelos nematoides (Tabela 1). .
28
Tabela 1. Reação de clones de Coffea canephora a infecção causada pelos nematoides Meloidogyne exigua, M. incognita e M. paranaensis
avaliados por meio do índice de dano (ID), fator de reprodução (FR) e redução do fator de reprodução (RFR) e classificação (C) da resistência de
acordo com cada uma das variáveis utilizadas.
Clone Meloidogyne exígua Meloidogyne incognita Meloidogyne paranaensis
Plantas ID C FR C RFR C Plantas ID C FR C RFR C Plantas ID C FR C RFR C
n° pontos % n° pontos % n° pontos %
IAC 5 9 2,0 R 0,1 R 99,0 AR 8 2,0 R 0,2 R 98,0 AR 7 1,1 R 0,1 R 99,0 AR
IAC 15 6 1,5 R 0,1 R 99,3 AR 4 1,0 R 0,0 I 100,0 I 9 1,2 R 0,2 R 98,5 AR
IAC 105 -* - - - - - - - - - - - - - 3 1 R 0,1 R 98,9 AR
IAC 107 - - - - - - - 3 2,0 R 0,0 I 100,0 I 4 1,7 R 0,2 R 98,3 AR
IAC 135 - - - - - - - 7 2,0 R 0,1 R 99,0 AR - - - - - - -
IAC 201 3 0,2 R 0,2 R 99,1 AR 3 2,3 S 0,2 R 99,0 AR 3 2,7 S 0,8 R 93,9 R
IAC 250 - - - - - - - 2 2,0 R 0,3 R 98.0 AR 5 0,2 R 0,0 I 100,0 I
IAC 263 6 1,3 R 0,2 R 99,0 AR 4 1,2 R 0,0 I 100,0 I 7 1,3 R 0,4 R 97,3 AR
IAC 286 - - - - - - - - - - - - - - 4 0,5 R 0,0 I 100,0 I
IAC 352 1 1,0 R 0,0 I 100,0 I 2 1,0 R 0,0 I 100,0 I 4 1,7 R 0,1 R 98.9 AR
Mundo
Novo IAC
515-201
10 4,1 S 19,7 S 0,0 S 3 4,3 S 13,1 S 0,0 S 5 4,6 S 13,8 S 0 S
I: imune; AR: altamente resistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível
1 Cultivar usada como controle suscetível *(-) não avaliados
29
4.1.2 Resistência dos clones de Coffea canephora à ferrugem, ao bicho-mineiro e à
mancha aureolada
O desempenho dos clones quanto aos agentes bióticos ferrugem e bicho-mineiro do
cafeeiro foram avaliados em duas ocasiões, em dois anos, e à bacteriose em uma ocasião,
testando-se progênies de polinização aberta dos mesmos. A avaliação da resistência à
ferrugem dos clones de C. canephora demonstrou variabilidade genética para a característica.
Dos dez clones avaliados apenas um deles apresentou nível de suscetibilidade igual ao
controle suscetível de C. arabica cv Mundo Novo IAC 515-20, o IAC 5, demonstrando que a
maioria clones utilizados são resistentes à ferrugem em níveis diferenciados. Dois deles, os
clones IAC 135 e IAC 263, foram classificados como moderadamente suscetíveis (MS),
expressando nível de resistência pouco maior que o controle suscetível e o clone IAC 5. Os
demais revelaram-se resistentes nas duas avaliações realizadas, comprovando-se superiores
geneticamente. Quanto à reação da infestação pelo bicho-mineiro do cafeeiro, todos os clones
foram suscetíveis, sendo que três deles, os clones IAC 5, IAC 135 e IAC 263 apresentaram
dano semelhante ao controle suscetível ‗Mundo Novo IAC 515-20‘. Os demais, apesar de
suscetíveis foram menos atacados pelo inseto. A resistência à mancha aureolada foi
constatada em apenas algumas plantas dentro das progênies de polinização aberta, sendo a
maioria delas suscetíveis à doença. IAC 135 foi o clone cuja descendência por polinização
aberta apresentou maior nível de resistência, com 36% de suas plantas resistentes e
moderadamente resistentes R/MR, seguido pelo clone IAC 263, com 19% de plantas R/MR,
de acordo com a avaliação realizada. Os demais clones geraram progênies suscetíveis. Os
resultados indicam que o desempenho dos clones é satisfatório apenas quanto a resistência
para a Hemileia vastatrix, fungo causador da ferrugem do cafeeiro (Tabela 2).
30
Tabela 2. Tipo de reação (TR) de cafeeiros da espécie Coffea canephora à ferrugem do
cafeeiro, causada pelo fungo Hemileia vastatrix, ao bicho-mineiro do cafeeiro, Leucoptera
coffeella e à bacteriose, doença bacteriana causada por Pseudomonas syringae pv. garcae e
classificação da resistência (C).
Clones Hemileia vastatrix
1 Leucoptera coffeela
2 Pseudomonas syringae pv. garcae
3
TR C TR C R/MR S
Pontos Pontos N° N°
IAC 5 4 S 7,5 S 1 23
IAC 15 1 R 5 S 0 27
IAC 105 1,5 MR 5 S 1 26
IAC 107 1 R 7 S 2 25
IAC 135 3,5 MS 7,5 S 7 19
IAC 201 1 R 5 S 3 21
IAC 250 1 R 5 S 2 25
IAC 263 3 MS 8 S 4 21
IAC 286 1 R 5 S 0 26
IAC 352 1 R 5 S 0 26
Mundo
Novo 515-
201
4 S 9 S 0 59
1 Média de duas avaliações de tipo de reação de resistência a ferrugem avaliado em campo sob infestação natural (ESKES &
BRAGHINI, 1982) 0= Imune (I); 1= Resistente (R) – Reação de hipersensibilidade visível macroscópicamente, lesões
cloróticas, pequenas tumefações, não ocorre esporulação; 2= Moderadamente resistente (MR) – Reação de hipersensibilidade
com esporulação nas bordas, pequenas tumefações, início da esporulação com lesões pequenas; 3=Moderadamente suscetível
(MS) – Hipersensibilidade, lesões cloróticas, tumefações. Em geral as lesões estão associadas com tumefações e pústulas
características dos tipos de reação 2 e 4 (com pouca, média ou maior esporulação); 4= Suscetível (S) – Lesões com
esporulação intensa, ocorrem muitas pústulas grandes. 2Média de duas avaliações de reação de resistência ao bicho- mineiro
do cafeeiro avaliada em campo por infestação natural de acordo com escala de pontos de 1-10, sendo 1=ausência completa de
dano e 10=dano muito severo, sendo classificadas como imunes plantas com nota 1, resistentes as de nota 2 a 4 e suscetíveis
as plantas com notas maior que 5 (GUERREIRO-FILHO et al., 1990). 3Avaliação da resistência à bacteriose em progênies de
polinização aberta dos clones por meio de escala de notas de 1-5, sendo nota 1 a planta resistente = R, 2 plantas
moderadamente resistentes = MR e acima de 3 plantas suscetíveis = S (RODRIGUES et al., 2017). Os resultados foram
apresentados em quantidade de plantas contidas em cada classe. 4 Cultivar Mundo Novo 515-20 utilizada como controle
suscetível.
31
4.1.3 Capacidade de produzir frutos
A capacidade de produzir frutos dos clones genitores das progênies foi estimado por
meio do índice de avaliação visual, peso do hectolitro e porcentagem de sementes moca.
Verificou-se que os clones IAC 5 e IAC 286 foram os que obtiveram valores mais altos de
IAV para produção, seguidos pelos clones IAC 15, IAC 135 e IAC 263. Os clones com menor
potencial produtivo foram IAC 105, IAC 107 e IAC 250. Para os componentes de produção
peso do hectolitro (PH) e porcentagem de sementes moca observou-se diferença entre os
clones. Em relação à variável PH, dos clones mais produtivos, destacam-se o IAC 5 e IAC
286, situados entre os melhores também neste parâmetro. Já as plantas de IAC263 e IAC 135,
apesar de produtivos, apresentaram os mais baixos PH. Dos clones menos produtivos apenas
o IAC 250 apresentou PH baixo, sendo juntamente com o IAC 263 os piores nesse quesito.
Dentre os clones mais produtivos apenas o IAC 286 apresentou baixa quantidade de sementes
do tipo moca e, também, o IAC 201 e IAC 107 que, apesar de terem baixa porcentagem de
moca, são pouco produtivos. A planta que obteve maior porcentagem de sementes do tipo
moca foi o clone IAC 15, seguido de IAC 263, IAC 250 e IAC 5, todos eles com maior que
30% de sementes desse tipo. A maior parte dos clones produz frutos grandes e apenas o clone
IAC 5, único representante do subgrupo SG1, variedade botânica Kouilou, tem frutos
pequenos. O ciclo de maturação é variável, com três clones precoces, cinco tardios e dois
muito tardios (Tabela 3).
32
Tabela 3. Potencial produtivo por meio do índice de avaliação visual (IAV), características de
sementes e frutos dos clones de Coffea canephora avaliados respectivamente pelo peso em
quilogramas do hectolitro (PH), quantidade de sementes moca em porcentagem e pelo
tamanho e ciclo de maturação dos frutos.
Clone IAV PH Grãos Moca Tamanho dos frutos* Ciclo de Maturação
*
Pontos Kg %
IAC 5 9 45,7a 32,1c Pequeno Precoce
IAC 15 8 47,7a 55,4d Grande Tardio
IAC 105 5 62,8a 23,5b Grande Tardio
IAC 107 5 40,7a 12,8a Grande Muito Tardio
IAC 135 8 40,5b 29,4c Médio Precoce
IAC 201 6 49,7a 11,8a Grande Tardio
IAC 250 5 35,8c 36,0c Médio Tardio
IAC 263 8 37,6c 38,2c Grande Precoce
IAC 286 9 44,7a 16,6a Grande Muito Tardio
IAC 352 7 42,3b 18,7b Grande Tardio
Valores com a mesma letra na coluna não diferem entre si pelo intervalo de confiança a 95% de probabilidade.
PH: massa em quilogramas de 100 litros de sementes. IAV: índice de seleção subjetivo realizado por meio da
atribuição de 1 a 10 pontos aos cafeeiros, sendo 1, para as plantas menos produtivas e não vigorosas e 10, para as
plantas mais produtivas e vigorosas.* Características das plantas matrizes avaliadas em campos de seleção
localizados em Garça, Campinas e Herculândia, SP.
4.1.4 Viabilidade polínica dos clones
Foram constatadas diferenças significativas da viabilidade polínica entre os clones nos
dois anos avaliados. Entre as duas avaliações para um mesmo clone a maior diferença na
coloração foi no clone IAC 105, que variou de 95% para 81%. Os clones com menor
porcentagem de grãos de pólen coloridos foram os clones IAC 286 em 2015 e o IAC 105 em
2017. Os demais, nas duas avaliações, apresentaram mais de 90% de pólen viável por este
método de análise. O clone IAC 263 é uma exceção, uma vez que essa planta tem
característica de esterilidade masculina. Em 2015, as plantas desse clone não produziram
grãos de pólen viáveis e em 2017, pequena quantidade, aproximadamente seis por flor. A
viabilidade do pólen avaliada por meio da germinação foi nula em 2015 e muito baixa (12%)
em 2017. Neste ano, os resultados foram variáveis entre os clones, com um mínimo de 10% e
máximo de 88%. Os clones com maior germinação e alongamento de tubo polínico foram o
IAC 5, IAC 107 e IAC 135 e, os clones com menores porcentagens IAC 15, IAC 105, IAC
33
263 e IAC 286. Os resultados demonstram que os clones produzem gametas masculinos
viáveis e são aptos a cruzamentos entre si, sendo que o IAC 263 não pode ser usado como
genitor masculino (Tabela 4).
Tabela 4. Viabilidade polínica de clones de Coffea canephora clones utilizados em
cruzamentos biparentais, avaliados por meio dos métodos colorimétricos e de germinação em
meio de cultura.
Clones
2015 2017
Grãos de
pólen
Viabilidade Grãos de
pólen
Viabilidade
Coloração Coloração Germinação
nº % nº % %
IAC 5 2163 97a 1753 97ª 88
IAC 15 1979 92a 1269 86b 10
IAC 105 2102 95a 803 81b 13
IAC 107 2234 94a 1112 95a 85
IAC 135 1846 93a 1549 98a 85
IAC 201 1542 99a 1376 95a 37
IAC 250 1716 90a 1101 93a 48
IAC 263 17 00c 25 100a 12
IAC 286 1567 86b 1434 93a 15
IAC 352 1865 97a 1645 95a 33
4.1.5 Compatibilidade em cruzamentos entre os clones de Coffea canephora
A compatibilidade em cruzamentos entre os clones de café estudados foi estimada por
meio da taxa de frutificação (TF) nos cruzamentos biparentais, calculada em porcentagem a
partir da relação entre o número de flores polinizadas e o número de frutos obtidos, de acordo
com a equação: TF=número de frutos obtidos/número de flores polinizadas. Os cruzamentos e
avaliação foram realizados em duas ocasiões, em 2015 e 2017, totalizando aproximadamente
90.000 flores polinizadas. O único cruzamento incompatível foi entre os clones IAC 5 x IAC
135. A média geral de compatibilidade foi de 29% em 2017 e de 48% em 2015. Em 2017, a
taxa de frutificação dos cruzamentos variou de 80 (286 x 135) a 0 % (107 x 352; 263 x 15;
262 x 135; 263 x 186; 286 x 15) e em 2015 de 0% para o IAC 250 x IAC201 a 95% para o
cruzamento entre o IAC 286 com o IAC 135. No ano de 2015, o clone que foi mais
34
compatível com todos os outros foi o IAC 286 e em 2017 o IAC 352. Algumas combinações
apresentaram taxas reduzidas de frutificação possivelmente atribuída a efeitos ambientais de
natureza diversa, mas não à incompatibilidade entre os genitores (Tabela 5).
Tabela 5. Compatibilidade reprodutiva entre clones de Coffea canephora em cruzamentos
biparentais avaliada por meio do número de flores, frutos e taxa de frutificação (TF) em
porcentagem, obtida pela razão entre o número de frutos obtidos e o de flores polinizadas.
Progênie 2015/2016 2017/2018
♀/♂ Flores Frutos TF Flores Frutos TF
nº nº % nº nº %
H5/15 579 348 60 748 306 41
H5/105 497 345 69 1077 492 46
H5/107 608 399 66 858 504 59
H5/135 178 11 6 863 73 8
H5/201 420 224 53 890 321 36
H5/250 490 244 50 868 354 41
H5/286 481 173 36 672 179 27
H5/352 439 231 53 757 275 36
H15/5 962 472 49 839 302 36
H15/105 691 308 45 571 104 18
H15/107 730 338 46 418 70 17
H15/135 389 142 37 537 298 55
H15/201 451 136 30 512 98 19
H15/250 644 279 43 286 62 22
H15/286 394 149 38 366 65 18
H15/352 610 273 45 734 98 13
H105/5 938 517 55 795 76 10
H105/15 923 418 45 759 88 12
H105/107 834 366 44 554 63 11
H105/135 899 463 52 330 21 6
H105/201 918 414 45 588 115 20
H105/250 1233 601 49 585 102 17
H105/286 890 432 49 747 25 3
H105/352 1011 408 40 404 15 4
H107/5 678 406 60 399 192 48
(Continua)
35
Tabela 5. Continuação...
Progênie 2015/2016 2017/2018
♀/♂ Flores Frutos TF Flores Frutos TF
nº nº % nº nº %
H107/15 608 398 65 271 167 62
H107/105 591 310 52 612 177 29
H107/135 605 323 53 451 206 46
H107/201 331 190 57 633 99 16
H107/250 512 270 53 367 41 11
H107/286 561 421 75 487 85 17
H107/352 516 250 48 459 0 0
H135/5 386 3 1 285 1 0
H135/15 285 77 27 260 115 44
H135/105 262 166 63 430 236 55
H135/107 400 114 29 235 49 21
H135/201 110 78 71 282 129 46
H135/250 273 86 32 181 92 51
H135/286 91 42 46 76 36 47
H135/352 208 117 56 20 9 45
H201/5 602 338 56 673 211 31
H201/15 619 301 49 551 90 16
H201/105 620 252 41 370 132 36
H201/107 529 144 27 401 101 25
H201/135 80 9 11 217 51 24
H201/250 570 331 58 334 124 37
H201/286 632 310 49 493 133 27
H201/352 547 282 52 346 65 19
H250/5 581 154 27 600 159 27
H250/15 517 204 39 567 184 32
H250/105 432 100 23 578 275 48
H250/107 577 170 29 433 176 41
H250/135 248 55 22 473 305 64
H250/201 336 0 0 625 187 30
H250/286 213 69 32 415 108 26
H250/352 433 93 21 346 142 41
(Continua)
36
Tabela 5. Continuação...
Progênie 2015/2016 2017/2018
♀/♂ Flores Frutos TF Flores Frutos TF
nº nº % nº nº %
H263/5 363 157 43 685 41 6
H263/15 242 111 46 463 1 0
H263/105 362 123 34 377 29 8
H263/107 265 83 31 442 39 9
H263/135 213 89 42 279 0 0
H263/201 493 289 59 647 58 9
H263/250 299 158 53 615 58 9
H263/286 223 87 39 452 0 0
H263/352 336 165 49 491 18 4
H286/5 289 176 60 783 0 0
H286/15 290 249 86 843 0 0
H286/105 291 260 89 669 372 56
H286/107 296 240 81 699 352 50
H286/135 285 272 95 713 573 80
H286/201 235 174 74 540 85 16
H286/250 284 207 73 621 111 18
H286/352 321 268 83 345 138 40
H352/5 1237 738 60 622 361 58
H352/15 908 588 65 496 272 55
H352/105 943 595 63 837 330 39
H352/107 1060 638 60 772 294 38
H352/135 591 437 74 1012 548 54
H352/201 822 411 50 722 316 44
H352/250 1000 439 44 523 126 24
H352/286 861 440 51 521 123 24
Total 45463 21702 48 43520 12428 29
O polimorfismo identificado pela genotipagem dos clones permitiu a obtenção de seus
perfis genéticos detalhados, auxiliando a caracterização dos mesmos em processos de
proteção intelectual bem como, no controle da pureza genética durante sua manutenção. A
análise dos clones por meio de marcadores moleculares (Figura 4) evidencia que a ausência
de frutificação em cruzamentos entre os clones IAC5 e IAC 135 (H5/135 e H135/5) deve-se a
37
incompatibilidade gametofítica, sendo ambos portadores dos mesmos alelos no loco S que
governam a característica, uma vez que a dissimilaridade entre ambos é evidente, próxima a
90%.
Figura 4. Dendrograma representando a divergência genética medida pelo índice de Sokal e
agrupamento realizado pela ligação média entre grupo (UPGMA). [1-IAC 5, 2-IAC 15, 3-IAC
201, 4-IAC 352, 5-IAC 250, 6-IAC 135, 7-IAC 105, 8-IAC 286, 9-IAC 263, 10-IAC 398, 11-
IAC 107, 12-IAC 10].
4.2 Estudo da resistência de progênies de irmãos germanos descendentes dos clones aos
nematoides Meloidogyne exigua, M. incognita e M. paranaensis
O fator de reprodução das três espécies de Meloidogyne obtida no controle suscetível
‗Mundo Novo IAC 515-20‘ permitiu a análise consistente da resistência das progênies
avaliadas. Para M. exígua, o fator de reprodução foi de 15,9, para M. incognita de 17,4 e para
M. paranaensis o FR foi de 14,7. Percebeu-se que das 46 progênies avaliadas quanto a reação
à M. exigua, todas foram resistentes quando se considera o FR e RFR, sendo que sete delas
foram classificadas como suscetíveis pela análise visual por meio do ID. Dentre as progênies
consideradas resistentes pelas variáveis de contagem de nematoides nas raízes, 34 foram
classificadas como imunes e 12, como altamente resistentes de acordo com RFR. Perante os
resultados, atestou-se o potencial para a resistência dessas progênies à infecção ao nematoide
M. exigua (Tabela 6), como já mencionado por (BERTRAND et al., 2001; SILVA et al.,
38
2007) que se referem a esta espécie de cafeeiro como, quase invariavelmente, resistente a M.
exigua.
Tabela 6. Progênies de irmãos germanos de Coffea canephora inoculadas com Meloidogyne
exigua E2 Raça 1 avaliadas por meio do índice de dano (ID), fator de reprodução (FR) e
redução do fator de reprodução (RFR) e classificação da resistência de acordo com cada uma
das variáveis utilizadas.
Híbrido ♀/♂ ID C FR C RFR C
Pontos
%
H5/15 2 R 0,00 I 100,0 I
H5/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H5/107 2 R 0,00 I 100,0 I
H5/201 2 R 0,00 I 100,0 I
H5/250 2 R 0,00 I 99,97 AR
H5/286 2 R 0,00 I 100,0 I
H5/352 2 R 0,00 I 100,0 I
H15/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H15/107 2 R 0,00 I 100,0 I
H15/135 2 R 0,00 I 100,0 I
H15/201 3 S 0,00 I 100,0 I
H15/250 2 R 0,01 R 99,96 AR
H15/352 3 S 0,01 R 99,94 AR
H105/5 0 I 0,00 I 100,0 I
H105/15 1 R 0,05 R 99,70 AR
H105/135 1 R 0,02 R 99,86 AR
H105/201 1 R 0,03 R 99,79 AR
H105/250 2 R 0,00 I 100,0 I
H105/250 1 R 0,04 R 99,73 AR
H105/352 0 I 0,00 I 100,0 I
H107/5 0 I 0,01 R 99,93 AR
H107/15 2 R 0,01 R 99,93 AR
(Continua)
39
Tabela 6. Continuação...
Híbrido ♀/♂ ID C FR C RFR C
Pontos
%
H107/286 2 R 0,00 I 100,0 I
H107/352 1 R 0,00 I 100,0 I
H135/105 3 S 0,01 R 99,92 AR
H135/107 0 I 0,00 I 100,0 I
H135/201 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/15 3 S 0,00 I 100,0 I
H201/107 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/250 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/286 3 S 0,02 R 99,86 AR
H250/5 0 I 0,00 I 100,0 I
H250/15 2 R 0,00 I 100,0 I
H250/105 1 R 0,00 I 100,0 I
H250/107 2 R 0,00 I 100,0 I
H250/286 0 I 0,00 I 100,0 I
H250/352 1 R 0,00 I 100,0 I
H286/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/15 4 S 0,00 I 100,0 I
H286/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/135 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/352 4 S 0,04 R 99,77 AR
H352/286 2 R 0,00 I 100,0 I
Mundo Novo
IAC 515-201 4 S 15,92 S Controle S
Média* 2 0,01 99,96
I: imune; AR: altamente reisistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível
*Média das progênies de irmãos germanos, sem o controle experimental.
1Controle suscetível.
Na interação das 72 progênies inoculadas com M. incognita, 23 progênies revelaram-
se imunes pelo FR e quinze pela RFR. Do total, 56 progênies foram resistentes pelas três
variáveis analisadas. Sendo que todas as 72 foram resistentes pelo RFR e pelo FR. Quatorze
progênies de irmãos germanos foram classificadas como suscetíveis a M. incognita quando
40
avaliadas pelo ID, superior a 2 na escala de pontos adotada. No entanto, sem exceção, todas se
mantiveram resistentes quando avaliadas em função das variáveis FR e RFR, evidenciando
que apesar dos aparentes sintomas de engrossamento das raízes, estas não permitiram a
multiplicação dos nematoides inoculados, como observado em raízes do controle suscetível, a
cultivar Mundo Novo IAC 515-20 de Coffea arabica que, nas mesmas condições
experimentais apresentou alto ID e alto FR. Portanto, as progênies avaliadas possuem também
alto potencial de resistência a M. incognita (Tabela 7).
Tabela 7. Progênies de irmãos germanos de Coffea canephora inoculadas com Meloidogyne
incognita I2 raça 1 avaliados por meio do índice de dano (ID), fator de reprodução (FR) e
redução do fator de reprodução (RFR) e classificação da resistência de acordo com cada uma
das variáveis utilizadas.
Híbrido ♀/♂ ID C FR C RFR C
Pontos
%
H5/15 2 R 0,04 R 99,76 AR
H5/105 3 S 0,07 R 99,61 AR
H5/107 1 R 0,19 R 98,87 AR
H5/201 3 R 1,03 S 93,89 R
H5/250 2 R 0,05 R 99,72 AR
H5/286 3 S 0,01 R 99,91 AR
H5/352 2 R 0,01 R 99,95 AR
H15/5 2 R 0,01 R 99,96 AR
H15/105 2 R 0,06 R 99,62 AR
H15/107 2 R 0,03 R 99,83 AR
H15/35 2 R 0,01 R 99,92 AR
H15/201 3 S 0,03 R 99,81 AR
H15/250 2 R 0,17 R 99,01 AR
H15/286 2 R 0,03 R 99,80 AR
H15/352 1 R 0,01 R 99,92 AR
H105/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H105/15 1 R 0,00 I 99,99 AR
H105/135 3 S 0,00 I 99,97 AR
H105/201 3 S 0,00 I 99,99 AR
H105/250 2 R 0,01 R 99,96 AR
(Continua)
41
Tabela 7. Continuação...
Híbrido ♀/♂ ID C FR C RFR C
Pontos
%
H105/286 2 R 0,00 I 99,98 AR
H105/352 3 S 0,00 I 99,99 AR
H107/5 3 S 0,00 I 100,0 I
H107/15 3 S 0,09 R 99,46 AR
H107/105 1 R 0,02 R 99,90 AR
H107/135 2 R 0,01 R 99,96 AR
H107/201 2 R 0,01 R 99,97 AR
H107/250 2 R 0,00 I 100,0 I
H107/286 2 R 0,06 R 99,62 AR
H107/352 2 R 0,00 I 100,0 I
H135/15 2 R 0,00 I 99,99 AR
H135/105 3 S 0,26 R 98,49 AR
H135/107 2 R 0,00 I 100,0 I
H135/201 2 R 0,08 R 99,54 AR
H135/250 2 R 0,04 R 99,78 AR
H135/352 2 R 0,02 R 99,91 AR
H201/5 2 R 0,94 R 94,48 R
H201/15 2 R 0,06 R 99,67 AR
H201/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/107 2 R 0,54 R 96,80 AR
H201/250 2 R 0,02 R 99,86 AR
H201/286 2 R 0,00 I 100,0 I
H201/352 2 R 0,08 R 99,54 AR
H250/5 2 R 0,02 R 99,90 AR
H250/15 2 R 0,00 I 99,99 AR
H250/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H250/107 3 S 0,01 R 99,95 AR
H250/135 3 S 0,11 R 99,37 AR
H250/286 1 R 0,01 R 99,93 AR
H250/352 2 R 0,00 I 99,99 AR
H263/5 2 R 0,08 R 99,52 AR
(Continua)
42
Tabela 7. Continuação...
Híbrido ♀/♂ ID C FR C RFR C
H263/15 2 R 0,02 R 99,87 AR
H263/105 2 R 0,02 R 99,86 AR
H263/107 2 R 0,08 R 99,52 AR
H263/201 2 R 0,02 R 99,86 AR
H263/250 2 R 0,06 R 99,63 AR
H263/352 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/15 3 S 0,01 R 99,96 AR
H286/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/135 2 R 0,04 R 99,74 AR
H286/201 2 R 0,00 I 100,0 I
H286/250 3 S 0,02 R 99,90 AR
H286/352 4 S 0,02 R 99,89 AR
H352/5 2 R 0,00 I 100,0 I
H352/15 2 R 0,00 I 100,0 I
H352/105 2 R 0,00 I 100,0 I
H352/107 2 R 0,04 R 99,78 AR
H352/135 2 R 0,09 R 99,47 AR
H352/201 2 R 0,01 R 99,92 AR
H352/250 1 R 0,04 R 99,77 AR
H352/286 2 R 0,00 I 100,0 I
Mundo Novo
IAC 515-201 4 S 17,40 S Controle S
Média* 2 0,06 99,61
I: imune; AR: altamente reisistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível
*Média das progênies de irmãos germanos, sem o controle experimental.
1Controle suscetível.
Para M. paranaensis, foram avaliadas 66 progênies, sendo apenas três classificadas
imunes pelo FR e RFR (IAC 135 x IAC 15, IAC 263 x IAC 15 e IAC 286 x IAC 201). De
acordo com as variáveis ID e FR, respectivamente 52 e 47 progênies foram consideradas
resistentes a M. paranaensis, sendo que estas possuem alta RFR e classificadas como
altamente resistentes por esta variável. O nível médio de resistência do conjunto de progênies
para M. paranaensis foi menor que aquele observado com os dois outros nematoides testados.
Dezesseis combinações interclonais (IG) revelaram-se suscetíveis a M. paranaensis quando
43
avaliadas pelo FR, superiores a 1, em todas estas progênies e três pelo RFR. Evidentemente,
estas informações devem ser levadas em conta na seleção de clones genitores que devem
compor futuras cultivares com resistência múltipla às três espécies de Meloidogyne (Tabela
8).
Tabela 8. Progênies de irmãos germanos de Coffea canephora inoculadas com Meloidogyne
paranaensis avaliadas por meio do índice de dano (ID), fator de reprodução (FR) e redução
do fator de reprodução (RFR) e classificação (C) da resistência de acordo com cada uma das
variáveis utilizadas.
Híbrido ♀/♂ I.D C FR C RFR C
Pontos
%
H5/15 2 R 0,67 R 95,20 AR
H5/105 2 R 0,72 R 94,86 R
H5/107 2 R 0,68 R 95,14 AR
H5/201 2 R 1,75 S 87,43 MR
H5/250 2 R 0,64 R 95,39 AR
H5/286 2 R 0,54 R 96,11 AR
H5/352 1 R 0,79 R 94,39 R
H15/5 2 R 0,56 R 96,00 AR
H15/105 2 R 0,01 R 99,92 AR
H15/107 2 R 0,26 R 98,15 AR
H15/135 3 S 0,18 R 98,72 AR
H15/201 3 S 0,29 R 97,92 AR
H15/250 2 R 0,03 R 99,76 AR
H15/286 2 R 0,05 R 99,67 AR
H15/352 2 R 0,02 R 99,88 AR
H105/5 2 R 0,57 R 95,93 AR
H105/15 2 R 0,15 R 98,96 AR
H105/135 2 R 3,96 S 71,69 S
H105/201 1 R 0,90 R 93,54 R
H105/250 2 R 0,08 R 99,43 AR
H105/286 1 R 0,32 R 97,72 AR
H105/352 1 R 0,05 R 99,65 AR
H107/5 2 R 0,25 R 98,24 AR
(Continua)
44
Tabela 8. Continuação...
Híbrido ♀/♂ I.D C FR C RFR C
Pontos
%
H107/15 2 R 4,82 S 65,54 S
H107/105 2 R 0,10 R 99,27 AR
H107/135 4 S 0,03 R 99,76 AR
H107/201 2 R 0,23 R 98,36 AR
H107/286 4 S 0,10 R 99,29 AR
H107/352 2 R 1,08 S 92,29 R
H135/15 2 R 0,00 I 100,00 I
H135/105 2 R 0,92 R 93,41 R
H135/107 3 S 4,78 S 65,85 S
H135/201 2 R 1,01 S 92,78 R
H135/286 4 S 0,06 R 99,54 AR
H135/352 2 R 0,75 R 94,65 R
H201/5 2 R 1,38 S 90,11 R
H201/15 2 R 0,36 R 97,42 AR
H201/105 3 S 0,47 R 96,67 AR
H201/107 2 R 0,78 R 94,39 R
H201/250 2 R 1,34 S 90,46 R
H201/286 2 R 0,26 R 98,12 AR
H201/352 2 R 0,10 R 99,28 AR
H250/5 2 R 1,01 S 92,78 R
H250/15 1 R 0,91 R 93,49 R
H250/105 2 R 1,30 S 90,70 R
H250/107 2 R 2,57 S 81,67 MR
H250/286 2 R 0,41 R 97,07 AR
H250/352 3 S 2,70 S 80,70 MR
H263/15 3 S 0,00 I 100,00 I
H263/201 3 S 0,25 R 98,21 AR
H263/250 2 R 1,25 S 91,08 R
H286/5 2 R 0,38 R 97,31 AR
H286/15 2 R 1,60 S 88,56 MR
H286/105 2 R 0,02 R 99,87 AR
(Continua)
45
Tabela 8. Continuação...
Híbrido ♀/♂ I.D C FR C RFR C
Pontos
%
H286/135 3 S 3,02 S 78,45 MR
H286/201 3 S 0,00 I 100,00 I
H286/250 2 R 0,24 R 98,26 AR
H286/352 1 R 0,09 R 99,39 AR
H352/5 2 R 0,37 R 97,33 AR
H352/15 2 R 0,03 R 99,81 AR
H352/105 3 S 0,01 R 99,91 AR
H352/107 4 S 0,05 R 99,63 AR
H352/135 2 R 0,39 R 97,21 AR
H352/201 2 R 0,08 R 99,41 AR
H352/250 3 S 0,03 R 99,78 AR
H352/286 1 R 0,14 R 98,99 AR
Mundo Novo
IAC 515-201 4 S 14,74 S -5,27 S
Média geral 2 0,74 94,70
I: imune; AR: altamente reisistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível
*Média das progênies de irmãos germanos, sem o controle experimental.
1Testemunha suscetível.
Uma síntese do desempenho das progênies de IG com base na classificação das
mesmas como R ou S em função de cada uma das variáveis mensuradas, é apresentado na
tabela 9. Com base na análise da classificação das progênies de irmãos germanos obtidas em
cruzamentos dialélicos e avaliadas em função do ID, FR e RFR das três espécies de
Meloidogyne (Tabela 9), observou-se que, apesar de algumas poucas variações nas respostas,
não parece haver efeito materno associado a expressão da resistência das plantas aos
nematoides. Considerando-se a título de exemplo uma combinação com os clones IAC 5, IAC
15, IAC 105 e IAC 352, nota-se que as 12 progênies de irmãos germanos sintetizadas
apresentam resistência simultânea a M. exigua, M. incognita e M. paranaensis.
46
Tabela 9. Classificação de resistência das progênies de irmãos germanos (IG) a Meloidogyne exigua (Me), M. incognita (Mi) e M. paranaensis (Mp) de
acordo com as variáveis utilizadas, índice de dano (ID), fator de reprodução (FR) e redução do fator de reprodução (RFR)
♀ ♂ Nematoide IAC 5 IAC 15 IAC 105 IAC 107 IAC 135 IAC 201 IAC 250 IAC 263 IAC 286 IAC 352
ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR
IAC 5
Me
X
R I I R I I R I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R I AR ‒ ‒ ‒ R I I R I I
Mi R R AR S R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R S R R R AR ‒ ‒ ‒ S R AR R R AR
Mp R R AR R R R R R AR ‒ ‒ ‒ R S MR R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR R R R
IAC 15
Me R I I
X
‒ ‒ ‒ R I I R I I S I I R R AR ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ S R AR
Mi R R AR R R AR R R AR R R AR S R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR R R AR
Mp R R AR R R AR R R AR S R AR S R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR R R AR
IAC 105
Me I I I R R AR
X
‒ ‒ ‒ R R AR R R AR R I I ‒ ‒ ‒ R R AR I I I
Mi R I I R I AR ‒ ‒ ‒ S I AR S I AR R R AR ‒ ‒ ‒ R I AR S I AR
Mp R R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R S S R R R R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR R R AR
IAC 107
Me I R AR R R AR R I I
X
‒ ‒ ‒ R I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R I I R I I
Mi S I I S R AR R R AR R R AR R R AR R I I ‒ ‒ ‒ R R AR R I I
Mp R R AR R S S R R AR S R AR R R AR ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ S R AR R S R
IAC 135
Me ‒ ‒ ‒ S R AR I I I ‒ ‒ ‒
X
R I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
Mi ‒ ‒ ‒ R I AR S R AR R I I R R AR R R AR ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R R AR
Mp ‒ ‒ ‒ R I I R R R S S S R S R ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ S R AR R R R
IAC 201
Me R I I S I I ‒ ‒ ‒ R I I ‒ ‒ ‒
X
R I I ‒ ‒ ‒ S R AR ‒ ‒ ‒
Mi R S R R R AR R I I R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR ‒ ‒ ‒ R I I R R AR
Mp R S R R R AR S R AR R R R ‒ ‒ ‒ R S R ‒ ‒ ‒ R R AR R R AR
IAC 250
Me I I I R I I R I I R I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
X
‒ ‒ ‒ I I I R I I
Mi R R AR R I AR R I I S R AR S R AR ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R R AR R I AR
Mp R S R R R R R S R R S R ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R R AR S S MR
IAC 263
Me ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
X
‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
Mi R R AR R R AR R R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R I I
Mp ‒ ‒ ‒ S I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ S R AR R S R ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
47
Tabela 9. Continuação...
♀ ♂ Nematoide IAC 5 IAC 15 IAC 105 IAC 107 IAC 135 IAC 201 IAC 250 IAC 263 IAC 286 IAC 352
ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR ID FR RFR
IAC 286
Me R I I S I I R I I ‒ ‒ ‒ R I I ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒
X
S R AR
Mi R I I S R AR R I I ‒ ‒ ‒ R R AR R I I S R AR ‒ ‒ ‒ S R AR
Mp R R AR R S MR R R AR ‒ ‒ ‒ S S MR S I I R R AR ‒ ‒ ‒ R R AR
IAC 352
Me ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ R I I
X Mi R I I R I I R I I R R AR R R AR R R AR R R AR ‒ ‒ ‒ R I I
Mp R R AR R R AR S R AR S R AR R R AR R R AR S R AR ‒ ‒ ‒ R R AR
I: imune; AR: altamente reisistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível
48
4.2.1 Resistência múltipla a M. exigua, M. incognita e M. paranaensis
A exceção das progênies com o clone IAC 263 como genitor masculino, excluído das
análises devido a problemas na gametogênese – a planta revelou-se praticamente macho
estéril – 31 das 36 combinações possíveis entre os demais nove clones foram avaliadas em
relação à resistência às três espécies de Meloidogyne. Como já mencionado no item referente
à compatibilidade em cruzamentos, os clones IAC 5 e IAC 135 revelaram-se incompatíveis,
não gerando descendentes. As progênies H107/135, H135/352 e H201/352 foram avaliadas
apenas em relação à infecção por M. incognita e M. paranaensis enquanto a progênie
H135/250 foi investigada apenas em relação à resistência apresentada ao nematóide M.
incognita.
Se considerarmos que praticamente todo germoplasma de C. canephora apresenta-se
como resistente a M. exigua, como relatado por BERTRAND et al., (2001) e SILVA et al.,
(2007) e selecionarmos as combinações híbridas com base no FR e RFR sem nos atentarmos
ao ID, cujos valores foram, algumas vezes, conflitantes com o FR e com o RFR, 29 das 36
possíveis combinações entre nove clones - considerando-se apenas um dos lados do dialélo e
a exclusão do clone IAC 263 devido a esterilidade masculina – apresentaram resistência
múltipla corroborando a resistência dos genitores selecionados e avaliados por cerca de 25
anos, especialmente em campos com altos níveis de infestação, localizados em diferentes
regiões do Estado de São Paulo. Seis combinações (H5/201, H107/250, H135/201, H135/250,
H135/286 e H201/250) são resistentes apenas uma ou outra espécie e a progênie H5/135 não
foi avaliada devido a incompatibilidade em cruzamentos dos clones genitores.
Dentre as progênies testadas para as três espécies de nematoides, 25 apresentaram
resistência múltipla, sendo classificadas em altamente resistentes pela RFR, sendo que oito
delas (H15/250, H15/352, H105/250, H105/352, H107/105, H107/286, H286/105 e
H286/352) são praticamente imunes aos nematoides inoculados. Não houve segregação para a
resistência nas 25 progênies para M. incognita e M. exigua. Já para M. paranaensis, apenas 7
progênies não segregaram para a característica. Considerando-se o genitor feminino, o clone
que gerou maior número de vezes progênies com resistência múltipla foi o IAC 15 e entre os
genitores masculinos o mais frequente foi o IAC 286, aparecendo como doador de pólen para
20% dessas progênies (Tabela 10).
49
Tabela 10. Segregação em porcentagem de plantas imunes e altamente resistentes (I/AR) e
suscetíveis para a resistência múltipla de progênies de irmãos germanos de Coffea canephora
inoculadas com Meloidogyne paranaensis, Meloidogyne incognita e Meloidogyne exigua
avaliadas por meio da redução do fator de reprodução (RFR).
Progênie Meloidogyne paranaensis Meloidogyne incognita Meloidogyne exigua
♀/♂ I/AR R/MR S I/AR R/MR S I/AR R/MR S
H5/15 92 0 8 100 0 0 100 0 0
H5/107 84 8 8 100 0 0 100 0 0
H5/250 84 16 0 100 0 0 100 0 0
H15/5 66 34 0 100 0 0 100 0 0
H15/107 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H15/135 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H15/201 84 16 0 100 0 0 100 0 0
H15/250 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H15/352 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H105/5 84 8 8 100 0 0 100 0 0
H105/15 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H105/250 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H105/286 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H105/352 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H107/5 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H107/105 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H107/201 92 0 8 100 0 0 100 0 0
H107/286 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H201/15 84 16 0 100 0 0 100 0 0
H201/286 92 8 0 100 0 0 100 0 0
H250/286 88 12 0 100 0 0 100 0 0
H286/5 84 16 0 100 0 0 100 0 0
H286/105 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H286/352 100 0 0 100 0 0 100 0 0
H352/286 92 8 0 100 0 0 100 0 0
I: imune; AR: altamente reisistente; R: resistente; MR: moderadamente resistente; S: suscetível.
A segregação foi calculada pela proporção entre o número de plantas de cada híbrido nas classes
de resistência pelo número total de plantas avaliadas. Para M. paranaensis e M. incognita foram
avaliadas 12 plantas e para M. exigua o número foi variável entre 3 e 12 plantas.
50
Dessa forma, 42 possíveis combinações interclonais podem ser consideradas com
vistas à composição de cultivares porta-enxerto com resistência múltipla a M. exigua, M.
incognita e M. paranaensis, sendo 21, 16 e cinco, respectivamente, combinações entre dois,
três e quatro clones de C. canephora, como detalhado na tabela 11.
Tabela 11. Combinações híbridas interclonais com resistência múltipla a Meloidogyne
exigua, M. incognita e M. paranaensis apresentada por progênies de irmãos germanos
avaliadas a partir do fator de reprodução e redução do fator de reprodução dos nematoides nas
plantas.
Número de
clones
Progênie de irmãos germanos
2
IAC 5 x IAC 15
IAC 5 x IAC 105
IAC 5 x IAC 107
IAC 5 x IAC 286
IAC 5 x IAC 352
IAC 15 x IAC 105
IAC 15 x IAC 135
IAC 15 x IAC 201
IAC 15 x IAC 250
IAC 15 x IAC 352
IAC 105 X IAC 107
IAC 105 X IAC 201
IAC 105 X IAC 286
IAC 105 X IAC 352
IAC 107 x IAC 201
IAC 107 x IAC 286
IAC 135 x IAC 352
IAC 201 x IAC 286
IAC 201 x IAC 352
IAC 250 x IAC 286
IAC 286 x IAC 352
3
IAC 5 x IAC 15 x IAC 105
IAC 5 x IAC 15 x IAC 352
IAC 5 x IAC 105 x IAC 107
IAC 5 x IAC 105 x IAC 286
IAC 5 x IAC 105 x IAC 352
IAC 5 x IAC 107 x IAC 286
IAC 15 x IAC 105 x IAC 201
IAC 15 x IAC 135 x IAC 352
IAC 15 x IAC 201 x IAC 352
IAC 105 x IAC 107 x IAC 201
IAC 105 x IAC 107 x IAC 286
IAC 105 x IAC 201 x IAC 286
IAC 105 x IAC 201 x IAC 352
IAC 105 x IAC 286 x IAC 352
IAC 107 x IAC 201x IAC 386
IAC 201 x IAC 286 x IAC 352
4
IAC 5 x IAC 15 x IAC 105 x IAC
352
IAC 5 x IAC 105 x IAC 107 x IAC
286
IAC 5 x IAC 105 x IAC 286 x IAC
352
IAC 105 x IAC 107 x IAC 201 x IAC 286
IAC 105 x IAC 201 x IAC 286 x IAC 352
51
5 DISCUSSÃO
Há décadas o Instituto Agronômico de Campinas vem investigando a variabilidade
genética para resistência em C. canephora a algumas populações de nematoides das galhas
patogênicas ao cafeeiro das espécies M. exigua, M.incognita e M. paranaensis. O processo
constitui-se na seleção de plantas vigorosas e produtivas em campos infestados com esses
parasitas, localizados em diversas regiões do Estado de São Paulo. Clones ou progênies de
meios irmãos (MI) de plantas selecionadas são avaliadas para confirmação da resistência, em
experimentos controlados em casa de vegetação. Os cafeeiros mortos no campo são
substituídos por outros, comprovadamente resistentes nos experimentos controlados, dando
continuidade ao processo de seleção. Por meio dessa estratégia foram identificados vários
clones com resistência múltipla a algumas espécies e populações de nematoides das galhas.
Dez desses clones foram reavaliados em relação à resistência múltipla dessas plantas,
comprovando-se a eficiência da seleção praticada durante esses anos de trabalho. Como o
foco, em curto prazo, de nosso trabalho foi selecionar progênies híbridas com elevada
resistência múltipla aos nematoides das galhas para utilização como porta-enxerto, utilizamos
a estratégia de cruzar dois a dois esses clones resistentes para gerar cultivares com mínima
segregação de plantas suscetíveis. A estratégia comprovou-se correta, uma vez que a maioria
foi compatível e gerou progênies com alta resistência aos nematoides das três espécies
estudadas. Dessa forma, a partir destes resultados experimentais, é possível o estabelecimento
de campos de produção de sementes para serem comercializadas, após o registro e proteção
dos clones selecionados, como novas cultivares da espécie.
Alguns clones resistentes de C. canephora a espécies do gênero Meloidogyne já foram
identificados previamente. FATOBENE et al., (2018) inocularam duas populações de M.
paranaensis, quatro populações de M. incognita e uma mistura contendo as duas espécies de
nematoides e concluíram que dois dos clones avaliados são altamente resistentes às duas
espécies de nematoides das galhas, sendo um deles da variedade Kouilou e outro Robusta. A
resistência foi confirmada após duas avaliações, uma antes e outra após poda drástica, para
verificar a capacidade desses clones suportarem esta prática comum na cafeicultura atual.
Esses clones foram também previamente comprovados como resistentes a M. exigua em
avaliações realizadas por pesquisadores do IAC. Outros pesquisadores também reportaram a
identificação de clones resistentes a M. paranaensis, M. incognita (raça 1 e 3) e M. exigua
(virulento e avirulento) (LIMA et al., 2015). Outro relato da literatura de C. canephora com
resistência múltipla demonstrou que dois clones relacionados geneticamente com a cultivar
52
Apoatã IAC 2258 também foram resistentes a M. incognita e a Meloidogyne spp.
(BERTRAND et al., 2000), dando origem à cultivar Nemaya, utilizada como porta enxerto na
América Central.
Para a produção de sementes em campos de polinização aberta é importante saber do
desempenho agronômico dos clones genitores das progênies. Isso ocorre, pois, além de
transferir a resistência genética à descendência, eles têm que possuir boas características
agronômicas para que a produção de sementes seja economicamente viável. Deve-se ressaltar
que ao longo de 25 anos, clones de C. canephora foram selecionados, não apenas em função
da resistência múltipla a Meloidogyne spp., mas também pela elevada produção de frutos,
assim como, pelo tipo e tamanho das sementes e pela duração do ciclo de maturação das
plantas. Os resultados obtidos no presente estudo confirmaram que os clones são produtivos,
com boas características de sementes e que alguns deles possuem resistência à ferrugem,
principal doença do cafeeiro no Brasil. Quanto à mancha aureolada e ao bicho-mineiro não foi
constatada resistência significativa, fazendo com que em campos de produção de sementes o
controle desses agentes bióticos danosos seja necessário, principalmente em regiões com
maior pressão da doença e ao ataque do inseto.
Com relação à resistência à ferrugem dos clones estudados, o resultado geral foi
concordante com o conhecimento existente, que as plantas da variedade Kouilou são mais
suscetíveis à doença do que as da variedade Robusta (MONTAGNON et al., 2012; CUBRY
et al., 2008). Porém, algumas plantas de Kouilou apresentam resistência horizontal ao
patógeno, sendo que a reação pode variar de plantas imunes à suscetíveis (ESKES, 1983). O
comportamento dos clones frente a infestação natural por bicho-mineiro do cafeeiro
demonstrou que todos eles sofrem o ataque do inseto, sendo que três deles são danificados em
semelhante proporção à cultivar suscetível Mundo Novo IAC 515-20 de C. arabica. Não
houve clara definição de qual variedade botânica de C. canephora foi mais suscetível, porém
nossos resultados foram concordantes com pesquisas anteriores que demonstraram que a
variedade Kouilou é um pouco mais infestada pelo inseto praga (MEDINA-FILHO et al.,
1977). Em plantações comerciais, de acordo com trabalhos publicados no passado, o dano
econômico parece não ser intenso (PAULINO et al.,1984). Para a mancha aureolada do
cafeeiro, até o momento foram identificadas poucas plantas de C. canephora com resistência.
Em nosso experimento observamos algumas plantas resistentes em progênies de polinização
aberta. No entanto, os alelos de resistência parecem ter origem em plantas presentes no banco
de gemoplasma do IAC, uma vez que foram inoculadas progênies de irmãos germanos dos
53
clones com algum nível de resistência em polinização aberta e o nível de resistência foi
diminuído (resultados não publicados).
Dentre os dez clones estudados alguns deles destacaram-se pela maior produção de
frutos e vigor de suas plantas durante toda a condução dos experimentos, que se iniciou no
final de 2013. Os clones IAC 5, IAC 135 e IAC 263 mostraram-se altamente produtivos e
também são mais precoces em relação à maturação de frutos, permitindo uma colheita
antecipada, fator importante na produção de mudas por sementes. A desvantagem destes
clones, conforme mencionado anteriormente, é a suscetibilidade à ferrugem do cafeeiro, que
precisa ser controlada. Os demais clones também são bastante produtivos. Porém, são mais
tardios com ciclo de maturação, da antese a maturação completa dos frutos, próxima a 12
meses. Dessa forma, esses clones teriam alguma dificuldade em ser usados porque a obtenção
de sementes precisa ser realizada até os meses de abril e maio para o plantio até
novembro/dezembro. Essa constatação é fundamental na composição dos campos de produção
de sementes. Os clones mais tardios até podem ser usados, caso eles tenham alto valor
reprodutivo para a resistência. Porém, devem ser usados como genitores masculinos e as
sementes colhidas nas plantas precoces.
Outra possibilidade do uso de clones tardios se relaciona ao armazenamento de
sementes em câmara fria, técnica comercialmente empregada por produtores de sementes de
café, desenvolvidas por BRAGHINI & FAZUOLI (2007). Sementes de C. canephora com
umidade innicial de 35% acondicionadas em sacos de polietileno, armazenadas em baú
frigorífico com temperatura entre 10-16ºC e umidade relativa entre 60 e 90% mantém em
cerca de 70% a germinação após 10 meses de armazenamento. O uso desta tecnologia pode
permitir que cultivares resistentes possam ser compostas por clones precoces e tardios.
Sementes oriundas de clones precoces seriam utilizadas na produção de mudas enxertadas de
imediato e sementes provenientes de clones tardios poderiam ser armazenada e utilizada no
ano seguinte, eventualmente, antes mesmo da colheita de frutos dos clones mais precoces.
Alguns dos clones apresentaram no período investigado floração abundante no início
do ciclo reprodutivo. Entretanto, com o progresso da maturação dos frutos os mesmos se
tornaram negros e caíram. Sabe-se que a porcentagem de frutificação em C. canephora é
baixa e que existe acentuada queda de frutos no decorrer da maturação (CONAGIN &
MENDES, 1961). Porém, a queda de frutos dos clones IAC 105 e IAC 107 foi bastante
acentuada, razão pela qual eles devem ser evitados na composição de novas cultivares e
estabelecimento de campos de produção de sementes.
54
O tamanho e peso das sementes não interferem significativamente na produção de
mudas por sementes. Já a maior quantidade de sementes tipo moca em determinado clone
pode interferir um pouco, pois dependendo da proporção de sementes desse tipo, terá que se
colher uma maior quantidade de frutos para se obter o mesmo número de sementes que um
clone com baixa porcentagem de moca, ou até mesmo ter que plantar um maior número de
plantas nos campos, para compensar essa característica.
A freqüência de grãos do tipo moca não pode ser utilizada como indicador fidedigno
da compatibilidade reprodutiva entre clones. Sendo C. canephora uma espécie diplóide e
alógama em função da existência de um sistema de incompatibilidade gametofítico, a
compatibilidade entre clones pode ser considerada nula, parcial ou completa, quando dois
clones apresentam, respectivamente, dois, um ou nenhum alelo comum no loco S. Entretanto,
na presença de apenas um alelo em comum em duas plantas intercruzadas, o alelo diferente é
abundante nos gametas masculinos o suficiente para a fertilização dos óvulos de qualquer
constituição genética do genitor feminino e portanto, para a produção normal de grãos chatos,
conseqüência do desenvolvimento do endosperma nas duas lojas do ovário. O determinismo
genético da incompatibilidade gametofítica em C. canephora pode ser estabelecido com
eficácia a partir de técnicas citológicas que permitem a visualização do crescimento ou não do
tubo polínico ao longo do estilo, como reportado por BERTHAUD (1980) ou ainda, por meio
de marcadores moleculares (LASHERMES et al., 1996).
Assim, nossos resultados evidenciaram que apenas a combinação IAC 5 x IAC 135 é
inviável devido à incompatibilidade completa entre os genitores e que a frequência de frutos
moca em diversas outras combinações híbridas se deve a efeitos de natureza ambiental.
Os dez clones avaliados, comprovadamente resistentes às três espécies de nematoides,
foram usados para realização de cruzamentos dialelicos completos. Ao se realizar os
cruzamentos foram obtidas informações sobre a compatibilidade reprodutiva dos clones por
meio da taxa de frutificação. As análises anteriores, da viabilidade do pólen por meio da
coloração e da germinação in vitro proporcionaram maior confiabilidade aos resultados,
confirmando que a taxa nula de frutificação no híbrido H5/135 e H135/5 se deve a
incompatibilidade gametofítica e não a problemas relacionados com a viabilidade polínica,
influenciada pela porcentagem de células mães dos grãos de pólen contendo onze bivalentes
(LOUARN, 1993).
A avaliação da coloração dos grãos de pólen realizada por duas vezes em anos
diferentes demonstrou que os resultados foram condizentes com os obtidos em estudos
anteriores, bem como a germinação dos grãos de pólen (MENDES, 1949), que foi realizada
55
em apenas uma ocasião. Em C. canephora o máximo de germinação dos grãos de pólen foi de
55,2% (CONAGIN & MENDES, 1961). Apesar de alguns clones terem apresentado baixa
porcentagem de germinação de grãos de pólen, o grande número de gametas produzidos, não
afetou os cruzamentos em que estes clones participaram como genitores masculinos.
Uma premissa para a estratégia de produção de híbridos resistentes por meio de
cruzamentos entre clones é, obviamente, a existência de compatibilidade reprodutiva entre
eles. Logo, as combinações incompatíveis H5/135 e H135/5 não podem ser usadas em
campos de cruzamentos. Esse resultado nos remete à diversidade genética entre os clones
(NOWAK et al., 2011). A taxa de frutificação alcançada nos dois anos de cruzamentos foi
condizente com trabalhos anteriores (CONAGIN & MENDES, 1961; MONACO &
CARVALHO, 1972), apesar de ter variado um pouco de um ano para o outro, o que deve ser
atribuído a causas de natureza ambiental.
Outra constatação durante a realização dos cruzamentos e dos experimentos de
avaliação da viabilidade polínica foi a presença de um clone macho estéril. A macho
esterilidade foi previamente reportada em C. arabica e em C. canephora (GEROGET et al.,
2015; DUFOUR et al., 1997; MAZZAFERA et al., 1989), assim como em C. congensis
(CONAGIN, 1961). Em C. arabica o uso da macho esterilidade é promissor na produção de
híbridos sem a necessidade de cruzamentos manuais, o que poderia viabilizar a produção
comercial de híbridos por sementes. Para espécies que possuem incompatibilidade genética
para autofecundação, como C. canephora, esse fenômeno biológico possui menor interesse, a
não ser que se queira colher sementes apenas no genitor feminino em campos de polinização
livre, por alguma razão específica. Uma opção interessante seria a duplicação do número de
cromossomos dessa planta de C. canephora para permitir o cruzamento interespecífico com
C. arabica e, assim obter linhagens macho estéril para a produção de híbridos interespecíficos
‗Arabusta‘ (CAPOT, 1972). Vale lembrar que a identificação de plantas que não produzem
pólen é apenas a primeira parte do trabalho até se poder utilizar o macho estéril, pois há a
necessidade de inserção desse gene em outras plantas por meio de cruzamentos.
Como esperado, conforme relatos na literatura e observações práticas, o nível de
resistência das progênies é maior para M. exigua. A agressividade da espécie M. paranaensis
compromete severamente o sistema radicular das plantas e com isso o nível de resistência
geral é diminuído. Para M. incognita a resistência se situa em posição intermediária a esses
dois nematoides mencionados.
Nossos resultados indicam que sintomas nas plantas causados pelos nematoides,
especialmente aqueles das espécies M. incognita e M. paranaensis, avaliados pelo ID nem
56
sempre coincidem com as contagens de nematoides em raízes das plantas inoculadas. Uma
das possibilidades se relaciona à suscetibilidade das plantas e à conseqüente destruição de
grande parte do sistema radicular das mesmas, que conduziria à redução drástica no número
de nematoides nas contagens. Este parece não ser o caso, uma vez que o número de
nematoides em raízes do controle suscetível, a cultivar Mundo Novo IAC 515-20, é muito
elevado. A hipersensibilidade do cafeeiro a M. paranaensis e M. incognita pode ser também
considerada. Neste caso, nematoides destas espécies não conseguiriam estabelecer sítios de
alimentação devido à morte programada de tecidos localizados ao redor das injúrias causadas
pelos juvenis infectivos (LIMA et al., 2015).
M. incognita e M. paranaensis não induzem a formação de galhas típicas em cafeeiros
suscetíveis. Raízes de plantas infestadas exibem um engrossamento e descortiçamento de
magnitude variável e nem sempre associados à presença de grande número de nematoides.
Por conta desta particularidade, a avaliação e a seleção de plantas resistentes parecem ser mais
confiáveis na população em estudo quando realizadas a partir de variáveis associadas à
reprodução dos nematoides.
Com base neste critério de seleção grande parte das progênies de irmãos germanos
avaliadas apresentou resistência múltipla a M. exigua, M. incognita e M. paranaensis,
constituindo valioso material para a seleção de novas cultivares de C. canephora, tanto para a
produção de café robusta, como para a produção de sementes híbridas destinadas ao uso como
porta enxerto, ambas preferencialmente em áreas infestadas por estes nematoides.
Várias possibilidades podem ser exploradas no que diz respeito à composição de novas
cultivares. A primeira e mais simples se relaciona a combinações biparentais formada por dois
clones compatíveis cuja descendência apresenta resistência simultânea aos três nematoides.
Vinte e uma combinações com estas características foram identificadas em nosso estudo
(Tabela 11). Cada uma delas pode dar origem a duas cultivares distintas, sendo uma cultivar
biclonal formada pelos dois clones e um híbrido resultante do cruzamento entre os genitores.
A primeira cultivar pode ser recomendada tanto para o cultivo e produção de café destinado
ao mercado consumidor, como para o estabelecimento de campos de produção de sementes
destinadas à formação de mudas enxertadas. As sementes oriundas destes campos constituem
a segunda cultivar passível de proteção e registro.
Novas cultivares também podem ser compostas por três e por quatro clones, todos
compatíveis entre si e com descendências resistentes a M. exigua, M. incognita, e M.
paranaensis. Respectivamente, 16 e 5 combinações foram identificadas em nosso trabalho
(Tabela 11) e cada uma delas pode ser igualmente explorada como ilustrado anteriormente no
57
exemplo com dois clones. É importante ressaltar que a recomendação de uma cultivar
formada por dois clones para a produção de café deve ser precedida de experimentação em
regiões produtoras distintas com vistas à obtenção de informações sobre a estabilidade e
adaptabilidade tanto no que diz respeito à produção como também em relação à resistência
aos nematoides.
Os resultados obtidos nesta experimentação têm aplicação prática imediata e devem
trazer benefícios muito importantes para a cafeicultura brasileira uma vez que os nematoides
tem se revelado um problema cada vez maior em regiões tradicionais e até alguns anos,
isentas destes parasitos. Finalmente, deve-se prestar homenagem e valorizar o trabalho eficaz
do Dr. Wallace Gonçalves, pesquisador do IAC, que por cerca de 25 anos com perseverança
avaliou grande número de plantas nas mais diversas regiões brasileiras infestadas por
Meloidogyne spp. O referido pesquisador selecionou uma população base da qual foram
extraídos os clones utilizados em nossa experimentação.
6 CONCLUSÕES
Grãos de pólen de nove dos dez clones avaliados são viáveis, permitindo sua utilização
em cruzamentos.
O clone IAC 263 apresentou esterilidade masculina, podendo ser exclusivamente
utilizado como genitor feminino em hibridações interclonais.
Das combinações híbridas possíveis realizadas entre os dez clones de C. canephora
estudados apenas uma, IAC 5 e IAC 135, é incompatível.
A resistência múltipla dos clones a M. exigua (7), M. incognita (8) e M. paranaensis
(5) foi confirmada em experimentos controlados em casa de vegetação.
A análise conjunta dos resultados do dialelo completo entre os 10 clones revelou a não
existência de efeito materno na expressão de resistência às três espécies de Meloidogyne.
As progênies de irmãos germanos geradas do cruzamento entre os clones genitores de
C. canephora são resistentes aos nematoides estudados e 25 delas possuem alta resistência
múltipla a M. paranaensis, a M. incognita e a M. exigua.
Com base na análise do FR e RFR, foi possível identificar 21 combinações híbridas
entre dois clones, 16 combinações entre três clones e cinco combinações entre quatro clones
com resistência múltipla a Meloidogyne spp. que poderão constituir novas cultivares
resistentes.
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