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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

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A meu orientador, exemplo de caráter, bom senso e competência profissional, DEDICO.

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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.

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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

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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

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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;

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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.

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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

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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

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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

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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

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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

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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;

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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

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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

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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

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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.,

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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

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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).

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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

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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.

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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

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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).

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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

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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.

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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

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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:

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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

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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). .

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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

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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).

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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.

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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).

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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

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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

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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)

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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)

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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

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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.,

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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)

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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

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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)

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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)

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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

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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)

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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)

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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.

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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 ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒

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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

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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).

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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.

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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

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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

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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

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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.

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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

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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

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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

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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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7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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