ESTUDO DE VARIABILIDADE GENÉTICA DE NOVE CULTIVARES DE Coffea arábica POR MEIO DE MARCADORES MOLECULARES AFLP

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1 ESTUDO DE VARIABILIDADE GENÉTICA DE NOVE CULTIVARES DE Coffea arábica POR MEIO DE MARCADORES MOLECULARES AFLP Macedo, S.B 1 ; Lacerda, N 1 ; Dias, J.R 1 1 Discentes do Curso de Ciências Biológicas FAP RESUMO O Brasil, em 2015, manteve sua posição de maior produtor e exportador mundial de café e de segundo maior consumidor do produto. As ações do Programa do Café estão direcionadas para o aumento da produtividade e melhoria da qualidade do produto e da bebida, promoção da diversificação das atividades agrícolas nas propriedades, redução de custos de produção, insumos e energia. A análise e melhoramento genético envolve muitas vezes, análises complexas de características agronômicas, tornando difícil a seleção devido ao elevado número de genes envolvidos. Com isso, estratégias de melhoramento, tais como uso de marcadores moleculares como o AFLP (Amplified Fragments Length Polymorfism) podem tornar os programas de melhoramentos mais eficientes, visto que possibilitam o acesso à variabilidade de forma rápida e eficiente. O trabalho tem como objetivo verificar a distância genética dentro do cultivar para possível cruzamento entre espécies e a taxa de variabilidade de Coffea arábica afim fornecer um parâmetro complementar nas definições de estratégias de melhoramento genético. Serão analisadas 10 plantas de cada um dos 9 cultivares. Os resultados desta pesquisa serão utilizados no uso destas cultivares em futuros programa de melhoramento do café. Palavras-chave: Café. Coffea arábica. Variabilidade genética. Melhoramento genético. Marcador molecular. AFLP.

2 ABSTRACT Brazil in 2015, maintained its position as the largest producer and exporter of coffee and second largest consumer of the product. The Coffee Breeding Program actions are directed towards increasing productivity and improving product quality and beverage, promoting diversification of agricultural activities on the properties, reduction of production costs, raw materials and energy. The analysis and genetic improvement involves often complex analysis of agronomic traits, making difficult the selection of the large number of genes involved. Therefore, improvement strategies such as use of molecular markers as AFLP (Amplified Fragments Length Polymorfism) can make more efficient breeding programs, since they allow access to the variability quickly and efficiently. This study aims to determine the genetic distance within cultivars to direct the crossing between species and Coffea arabica and increase variability in order to provide an additional parameter to develop breeding strategies. We analysed 10 plants from 9 different cultivars with 10 plants each. The results of this research will direct the use of these cultivars in future coffee breeding programs. Keywords: Coffee. Coffea arabica. Genetic variability. Genetical enhancement. molecular marker. AFLP. INTRODUÇÃO O Brasil, em 2015, manteve sua posição de maior produtor e exportador mundial de café e de segundo maior consumidor do produto. A safra alcançou 43,24 milhões de sacas de 60 kg de café beneficiado. (Realização da Área de Pesquisas da ABIC Associação Brasileira da Indústria de Café). O programa Café tem realizado pesquisas para o desenvolvimento de modelos tecnológicos de produção adequados às regiões cafeeiras do Estado. As ações do Programa Café estão direcionadas para: aumento da produtividade da cafeicultura, melhoria da qualidade do produto e da bebida, promoção da diversificação das atividades agrícolas nas propriedades, redução de custos de

3 produção, insumos e energia; aumento da eficiência da mão-de-obra e infraestrutura disponível e preservação do meio ambiente. CULTIVAR IPR 98 - Em 2004, o IAPAR lançou uma nova cultivar de café, a IPR 98, produtiva, resistente à ferrugem e de porte baixo. Foram gastos cerca de 50 anos desde o primeiro cruzamento realizado no Centro de Investigações da Ferrugem do Cafeeiro em Portugal, dos quais, 30 anos de estudos foram realizados no IAPAR para se chegar ao produto final. ( Atualmente, as técnicas de AFLP (Amplified Fragment length polymorphism) e de SSR (Simple Sequence Repeats) ou microssatélites tem sido amplamente utilizadas para identificar níveis de variabilidade genética entre populações. A técnica de AFLP, descrita por Vos et al. (1995), explora a simplicidade na geração de grande número de marcadores que abrangem todo o genoma, sem que haja necessidade de conhecimento prévio do mesmo. Uma das principais vantagens desta técnica é que a sua repetitividade é relativamente elevada. Porém, os marcadores gerados por AFLP são dominantes e não é possível uma distinção entre homozigotos e heterozigotos (Gaudeul et al., 2000). Entre os diferentes tipos de marcadores moleculares, os SSRs tem sido com frequência escolhidos para estudos de diversidade e de estrutura genética de populações de plantas. A técnica tem como base a identificação de polimorfismo, gerado pela variação do tamanho de regiões repetidas de di-, tri-, tetra- ou penta-nucleotídeos no genoma. Entre as principais vantagens da técnica de SSR destacam-se, a pequena quantidade de DNA necessária por amostra, a facilidade de detecção por PCR, a facilidade de análise, a herança codominante, o multi-alelismo, assim como a alta informatividade e abundância no genoma (Powell et al., 1996; Gupta and Varshney, 2000). A principal dificuldade no uso dos SSRs é a necessidade de sequenciamento das extremidades das regiões do genoma com as repetições e o delineamento dos primers usados na PCR. REFERENCIAS TEÓRICO-METODOLÓGICO Para a realização desse estudo foram coletados 10 plantas de cada um

4 dos 9 cultivares de Coffea arábica no Instituto Agronomico do Parana (IAPAR). As amostras serão analisadas no laboratório de marcadores moleculares e citogenética de plantas da universidade estadual de londrina (UEL). O trabalho consiste em extrair o dna do café segundo o protocolo descrito por Doyle & Doyle (1987). As amostras de DNA serão quantificadas no Nanodrop (Thermo Fisher Scientific) para a verificação da concentração e pureza das mesmas. Após a quantificação, as amostras serão submetidas à técnica de AFLP, que consiste em etapas de restrição e ligação, amplificação pré-seletiva e amplificação seletiva. CONCLUSÃO Resultado parcial das amostras de DNA TOTAL, dos 9 cultivares, a primeira imagem no gel de agarose, aplicada a técnica de eletroforese revela se todas as amostras contem DNA. A segunda imagem após a quantificação, as amostras foram submetidas às etapas de restrição e ligação, no gel de agarose para verificação de fragmentos de DNA, restando para o termino do trabalho as etapas de amplificação pré-seletiva e amplificação seletiva.

5 REFERÊNCIAS ABIC - Associação Brasileira da Indústria de Café. A história do café /origem e trajetória Disponível em: ( Acesso em: 29 de junho de Doyle, J. J.; Doyle, J. L. A rapid DNA isolation for small quantities 161 of leaf tissue. Phytochemistry Bulletin, v. 19, EARL, D. A. e B. M. vonholdt. Structure harvester: a website and program for visualizing structure output and implementing the Evanno method. Conservation Genetics Resources. 4: EXCOFFIER, L.; LAVAL, G.; SCHNEIDER, S. ARLEQUIN ver. 3.0: An integrated software package for population genetics data analysis. Evolutionary Bioinformatics Online. 1: Gaudeul, M.; Taberlet, P.; Till-Bottraud, I. Genetic diversity in an endangered alpine plant, Eryngium alpinum L. (Apiaceae), inferred from amplified fragment length polymorphism markers. Molecular Ecology, v. 9, Intituto Agronômico do Paraná (IAPAR) Disponivel em: ( Acessado em 29 de junho de Ministério da Agricultura Disponivel em: ( Acesso em: 30 de junho de PEAKALL, R.; SMOUSEP, E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research-an update. Bioinformatics. 28, Disponível em: < SCHLÜTER, P. e HARRIS, S. Analysis of multilocus fingerprinting data sets containing missing data. Molecular Ecology Notes. 6:

6 TAMURA, K.; STECHER, GLEN; PETERSON, D.; FILIPSKI, A.; KUMAR, S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0. Molecular Biology Evolution. 30(12): Vos, P.; Hogers, R.; Bleeker, M.; Reijans, M.; Van De Lee, T.; Hornes, M.; Frijters, A.; Pot, J.; Peleman, J.; Kuiper, M.; Zabeau, M. AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Reseach, v. 23, 1995.