Búzios 4 de Agosto de 2011
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- Stéphanie Carlos Alencastre
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1 Luiz Carlos Fazuoli CENTRO DE CAFÉ ALCIDES CARVALHO 6º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas Búzios 4 de Agosto de 2011
2 INTRODUÇÃO Alta produção Cultivares Programa Café IAC teve inicio em 1887 Melhoramento bilhões cafeeiros 4,2 bilhões Arábica 90% cultivares IAC
3 ESPÉCIES DE CAFÉ E VARIABILIDADE CONTROVÉRSIAS NO NÚMERO 80 a 103 COLEÇÕES COMPLETAS IAC - 16 ESPÉCIES - GÊNERO Coffea 3 ESPÉCIES - GÊNERO Psilanthus ESPÉCIES IMPORTANTES NO MERCADO: Coffea arabica 70% (Café arábica) Coffea canephora 30% (Café robusta)
4 PRINCIPAIS ESPÉCIES DE CAFÉ CULTIVADAS NO BRASIL CARACTERÍSTICAS: CAFÉ ARÁBICA: (COFFEA ARABICA L.) Planta tropical de altitude, de meia sombra. Origem: altiplanos da Etiópia: alt m Temperatura média anual: C CAFÉ ROBUSTA: (COFFEA CANEPHORA PIERRE EX A. FROEHNER) Planta equatorial de baixa altitude, de meia sombra. Origem: regiões quentes e úmidas da bacia do Congo. Temperatura média anual: C
5 ORIGEM DO CAFÉ Robusta Arábica
6 BANCO DE GERMOPLASMA Dificuldades coleções completas Manutenção e Caracterização Saída de materiais Importância para o Pré - Melhoramento
7 ESPÉCIES SILVESTRES: Resistência a doenças Resistência a pragas Resistência a nematóides Tolerância a seca Tamanho da planta Arquitetura da planta Vigor Rusticidade Maturação dos frutos CARACTERÍSTICAS Características de folhas, flores, frutos, sistema radicular Rendimento Sólidos solúveis Tamanho de fruto Tamanho de semente Cafeína Outros componentes químicos Varia de espécie para espécie
8 1440 Utilização pelos árabes 1690 Etiópia Iêmen 1706 (1 planta) Amsterdã Suriname(1718) 1714 (1 planta) França (Luiz XIV) 1722 Guiana Francesa 1727 Brasil - Belém (Francisco de Melo Palheta) Colômbia Maranhão, Bahia, Goiás, Espírito Santo, Rio de Janeiro, Ceará e Pernambuco 1780 São Paulo, Minas Gerais, Paraná, E. Santo e Bahia Coffea arabica- Linaeu 1753
9 Mundo Novo Vermelho IAC 376-4
10 VARIABILIDADE EM C. CANEPHORA Conilon Guarini Robusta Conilon Robusta (Apoatã) Conilon
11 C. racemosa
12 C. racemosa
13 C. eugenioides
14 C. dewevrei
15
16 FLOR DO CAFEEIRO Flores hermafroditas
17 BIOLOGIA DA REPRODUÇÃO Coffea arabica Alotetraplóide 44 cromossomos Autofértil Autofecundação Cruzamento natural: 10% Coffea canephora Diplóide 22 cromossomos Autoincompatível (Inc. gametofítica) Fecundação cruzada Cruzamento natural: 100% Em progênies derivadas de híbridos interespecíficos: 30%
18 PROVÁVEL ORIGEM DE COFFEA ARABICA Coffea eugenioides x Coffea canephora F 1 2n = 22 DP 2n = 44 Alotetraplóide (tipo segmental) Características morfológicas, distribuição geográfica, compatibilidade das hibridações, estudos citológicos, polimorfismo enzimático, DNA citoplasmático e nuclear.
19 ANÁLISES GENÉTICAS EM C. ARABICA E MELHORAMENTO 47 MUTANTES (79 anos de estudos) VARIABILIDADE CARACTERÍSTICAS DAS FOLHAS CARACTERÍSTICAS DAS FLORES CARACTERÍSTICAS DOS FRUTOS CARACTERÍSTICAS DAS SEMENTES TAMANHO DA PLANTA ARQUITETURA DA PLANTA (Colheita mecânica) ESTERILIDADE MASCULINA RESISTÊNCIA À FERRUGEM RESISTÊNCIA AOS NEMATÓIDES RESISTÊNCIA AO BICHO MINEIRO
20 ANÁLISES GENÉTICAS Ciclo aproximado de 4 anos Baixo número de óvulos por fruto Longo período de maturação dos frutos Florescimento nem sempre coincidente Espécie pouco atraente a estudos genéticos Espécie perene das mais estudadas Análises clássicas Cruzamentos e autofecundações 37 genes caracterizados 10 mutantes em análise
21 CARACTERÍSTICAS DA FOLHAS br Br pr Angustifolia ag Coloração folha
22 CARACTERÍSTICAS DAS FLORES GENE sf (SEMPERFLORENS) Florescimento Contínuo
23 Coloração Fruto Codominância Xc xc
24 Coloração - Fruto Mg mo Café goiaba Sépalas desenvolvidas sd Tamanho de fruto
25 CARACTERÍSTICAS DAS SEMENTES Teor de cafeína: 0,6% Planta de internódios curtos lrlrmomo Laurina Mutante: Laurina (ha) Teores menores em C. arabica 0,07% AAC1 AC2 AC3
26 Coloração das sementes Cera Verde ce Mutante cera Ce
27 TAMANHO DE SEMENTES Fatores quantitativos e qualitativos (Mg)
28 ESTERILIDADE MASCULINA GENÉTICA ms ms ms = Planta macho estéril
29 TAMANHO DA PLANTA Porte baixo Caturra Amarelo Ct São Bernardo Sb Caturra Vermelho Ct San Ramón Sr Villa Sarchi Ct Pacas Ct Mokka mo e Pache enano Porte alto ct
30 PARÂMETROS UTILIZADOS NA SELEÇÃO 1. Produção e Produtividade 2. Vigor 3. Enfolhamento 4. Índices IAV ( Produção, Vigor e outras características ) 5. Porte (altura da planta) 6. Diâmetro da copa 7. Diâmetro do caule 8. Arquitetura da planta 9. Coloração dos frutos e maturação 10.Tamanho dos frutos 11.Rendimento (cereja, coco)
31 PARÂMETROS UTILIZADOS NA SELEÇÃO 12. % grãos tipo chato 13. % grãos tipo moca 14. % grãos tipo concha 15. Peneira média 16. % de grãos com peneira acima de 16 ou Massa de 100 grãos 18. Sistema Radicular 19. Resistência à pragas, doenças e nematóides 20. Resistência às condições adversas do ambiente 21. Eficiência na absorção de nutrientes 22. Qualidade da bebida 23. Componentes químicos (óleo, sólidos solúveis, açúcares, cafeína, trigonelina, ácidos clorogênicos, acidez, ácidos orgânicos, etc.)
32 MÉTODOS DE MELHORAMENTO PARA C. ARABICA Seleção de plantas individuais com teste de progênies Genealógico Massal Retrocruzamento Seleção Recorrente Métodos combinados Uso de híbridos F1
33 MELHORAMENTO DO CAFÉ ARABICA Arábica A x Arábica B x Híbrido... Nova cultivar mistura A + B - CATUAÍ x BC1 (seleção) - OURO VERDE x BC2 (seleção) BC & Nova cultivar maioria A + B BC... Nova cultivar Híbridos F 1 ou mais complexos SEGREGAÇÃO TRANSGRESSIVA
34 MELHORAMENTO DO CAFÉ ARÁBICA Arábica X Espécies silvestres (Duplicação ou não com colchicina) 4n Arábica F1 2n X Híbrido F 1 ( Robusta, Racemosa, Liberica Congensis, Dewevrei, Salvatrix, Eugenioides) Arábica Arábica X BC1 X BC2 Híbrido do Timor (Robusta) Arábica : X BCn +... Nova Variedade Arábica + genes da espécie silvestre
35 EXEMPLOS Caturra + Robusta Catimor Mundo Novo, Catuaí + Robusta Icatu Bourbon, Mundo Novo, Catuaí + Robusta Icatu Típica,.. + Liberica S(Índia) Icatu (Arabicas + Robusta) + Racemosa Híbridos complexos Aramosa
36 Bourbon Vermelho Mutante Típica 1939 Seleções IAC
37 Bourbon Amarelo Mutante de Bourbon Vermelho Cruzamento BV x Típica Amarelo Seleções IAC
38 Mundo Novo Vermelho IAC Bourbon Vermelho x Sumatra (Típica) 1952 e 1977 Seleções IAC
39 Mundo Novo Amarelo IAC4266 Mutante MN ou MN x Bourbon Amarelo 2011
40 Acaiá BV x Sumatra Seleções IAC
41 ICATU Trabalhos de Pré - Melhoramento 1950 C. canephora 4N X Bourbon Vermelho Arabusta X Mundo Novo X Mundo Novo... Icatu Vermelho 1992 X Bourbon A. e/ou M. Novo Amarelo Icatu Amarelo 1992 Icatu Precoce 1996
42 Icatu Vermelho IAC 4045
43 Icatu Amarelo IAC 2944
44 Icatu Amarelo IAC Excelente Bebida
45 MUNDO NOVO RESISTENTE À FERRUGEM Em seleção final Mundo Novo SH3 Mundo Novo x BA10 BA10: Introgressão de Coffea liberica em Coffea arabica. *Tolerância à seca e à Cercóspora
46 Mutante Bourbon Vermelho ct-ct Caturra
47 Catuaí Vermelho IAC 99 Caturra Amarelo x Mundo Novo Ct Ct xc xc Cruzamento: 1949 Lançamento: 1972 ct ct Xc Xc
48 Catuaí Vermelho IAC 99
49 Catuaí Amarelo IAC 62
50 Catuaí Amarelo IAC 62
51 Ouro Verde Catuaí X MN (2011)
52 OBATÃ IAC VILLA SARCHI x HÍBRIDO DE TIMOR 1967 F1 Oeiras - Portugal (CIFC) 1971 F2 IAC 1977 F2 x CATUAÍ VERMELHO F 1 RC F6 RC 1 OBATÃ 2000 LANÇAMENTO OFICIAL
53 Obatã IAC
54 Obatã - 5 Anos
55 TUPI IAC VILLA SARCHI x HÍBRIDO DE TIMOR 1967 F1 Oeiras - Portugal (CIFC) 1971 F F6 TUPI 2000 LANÇAMENTO OFICIAL
56 TUPI
57 TUPI IAC
58 Catuaí SH3 Catuaí Vermelho IAC 81 x BA 10 ( Introgressão com C. liberica) Avaliação final
59 RESISTÊNCIA MÚLTIPLA Ferrugem e Nematóide (Meloidogyne exigua) Tupi IAC RN
60 IAC Tupi RN Vila Sarchi x Híbrido- Timor ( derivado C canephora) Registro em 2011
61 RESISTÊNCIA AO BICHO MINEIRO (Leucoptera coffeella) (Coffea racemosa) Coffea racemosa x C. arabica Análises genéticas Dois genes complementares dominantes Lm 1 e Lm 2
62
63 Plantas AC1, AC2, AC3 (Etiópia) 0,07% de cafeína Café Descafeínado Naturalmente Importante para o agronegócio brasileiro Cultivares em fase de seleção Cultivar Laurina IAC 870 (0,6%) Seleções com altos teores de cafeína (Etiópia e Híbridos interespecíficos) - Mercados específicos
64 Estudos básicos - Identificação de genes - Genômica funcional - Poderá contribuir para o programa de melhoramento de café arabica e robusta - Marcadores moleculares
65 Seria interessante principalmente para broca e cigarras (não têm fontes de resistência) bicho mineiro poderia também Brasil - proibido plantar Mundo - alguns estudos Outras culturas: Tem cultivares disponíveis no mercado
66 IAC -EM 79 ANOS DE PESQUISA Número de híbridos = mais de Número de flores emasculadas = 2 milhões Materiais segregantes = plantas VARIABILIDADE DE MATERIAIS NO BANCO DE GERMOPLASMA QUE PODERÃO SER UTILIZADOS PARA DESENVOLVER NOVAS CULTIVARES, COM FINALIDADE DE ATENDER DEMANDAS DO MERCADO PROGRAMA DE PRÉ MELHORAMENTO E MELHORAMENTO GENÉTICO
67 TENDENCIAS ATUAIS NO MELHORAMENTO - Produção mais elevada; - Análises genéticas de outros mutantes de Coffea arabica; - Resistência a pragas, doenças, e nematóides; - Porte e arquitetura ideais; - Maturação diferenciada dos frutos; - Tamanho dos frutos e sementes; - Tolerância às condições adversas do meio-ambiente (seca e calor); - Sistema radicular e maior eficiência na absorção de nutrientes; - Atributos Químicos; - Qualidade da bebida.
68 Biotecnologia Propagação vegetativa - Cultura de tecidos Embriogênese somática direta e indireta Bio-reatores Genoma genes Transgênicos...? Seleção assistida - marcadores moleculares Mapas Genéticos
69 AQUECIMENTO GLOBAL ADAPTAÇÕES AGRONÔMICAS: Seleção de cultivares Espécies e Cultivares Programa de Melhoramento no IAC Seleção de genótipos resistentes às doenças, tolerantes ao calor e seca: (C. arabica, C. canephora, C. dewevrei, C. congensis, C. racemosa). Hibrídos Inter-específicos, Arabusta e derivados. Seleções de C. canephora
70 Resistência múltipla às doenças, às pragas e aos nematóides Maior produção Associado ou não a características de qualidade de bebida Em andamento Resistência ao Bicho Mineiro e à Ferrugem Resistência à ferrugem e aos nematóides Multiplicação: Cultura de tecidos
71 * Híbridos F1 (estaquia ou cultura de tecidos) F1 Obatã IAC x Icatu IAC 4045
72 F1 TUPI IAC X ICATU VERMELHO 4045 HIBRIDO F 1
73 HÍBRIDO F1 Alta Heterose F1 Obatã IAC x Icatu IAC 4045
74 F1 Tupi IAC x Icatu Vermelho 4045 Híbrido F1 Alta Heterose
75 Explante Explante com calo Calo Plântula fora Calo + embrião Embriões Plântula in vitro
76
77 CULTIVAR PRODUÇÃO Kg/ha/ano %RELATIVA Típica Caturra Bourbon V Bourbon A Mundo Novo Catuaí Outros com irrigação
78 Varia de 17,1 % - 26,5% Conclusões A alocação de Recursos na Pesquisa e Assistência Técnica na produção do Café é eficiente Estas atividades são importantes fontes de desenvolvimento econômico para o agronegócio café. Fonseca et. al., 1979 IEA
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83 OBRIGADO! Luiz Carlos fazuoli
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