Caracterização molecular de acessos de Coffea arabica por marcadores moleculares microssatélites

Abstract

A espécie Coffea arabica é autógama com base genética estreita e originada no sudoeste da Etiópia. As variedades botânicas de cafeeiros introduzidas no Brasil mais representativas foram a Típica e o Bourbon, as quais deram origem a outras variedades. A variedade Bourbon é a reconhecida internacionalmente por apresentar elevado potencial de bebida. E é, por isso, valorizada nos mercados de cafés especiais. Dessa forma é essencial para programas de melhoramento que essa espécie seja conservada em Bancos de Germoplasma. O Banco Ativo de Germoplasma (BAG) de café da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), situado no município de Patrocínio, Minas Gerais, dá suporte aos programas de melhoramento e conta com 1596 acessos de café, destes, 140 foram registradas como Bourbon. O BAG de café da Epamig recebe o apoio do BAG de café da Universidade Federal de Viçosa (UFV), situado na Área Experimental do Fundão, no munícipio de Viçosa. Apesar de apresentarem uma ampla disponibilidade de características, esses bancos ainda não foram devidamente caracterizados, como é o caso do Bourbon, que ainda se tem muitas dúvidas sobre seus acessos, o que dificulta o uso no melhoramento e na comercialização. Para auxiliar a caracterização desses acessos, uma ferramenta útil é a utilização de marcadores moleculares, e os microssatélites são indicados para esse tipo de estudo. Diante disso, objetivou-se avaliar a diversidade genética por meio de marcadores moleculares SSR de acessos de Bourbon, além de variedades antigas e cultivadas, da coleção do BAG de café da Epamig. Esses acessos e variedades antigas e cultivadas foram denominados de populações, totalizado 14. Para as análises de variância molecular (AMOVA), discriminantes e de redes de correlação foram utilizados seis primers microssatélites (SSR), por apresentarem polimorfismo. Com base na AMOVA, observou-se maior variação genética dentro da população (64,88%) do que entre as populações (35,12%). Esses resultados sugerem que pode ter ocorrido polinização cruzada no local de coleta. Quanto à classificação das populações por análise discriminante observou-se que as populações tiveram similaridade com mais de uma população e algumas não tiveram similaridade com sua própria população. As populações caracterizadas pelo BAG como Bourbons foram analisados e, por similaridade, nenhum foi identificado como Bourbon, e sim como Sumatra, Catuaí Amarelo e alguns não foram bem distintos. Além disso, foram comparadas três características morfoagronômicas das quatro populações de possíveis Bourbons com as populações já identificadas como Bourbon Vermelho e Bourbon Amarelo. Observou-se variação para cor de broto nos indivíduos para as três populações caracterizadas como Bourbon Vermelho, e variação de porte na população caracterizada como Bourbon Amarelo. Pelos resultados obtidos, concluiu-se que existe uma maior variabilidade genética dentro das populações, e as quatro com classificação duvidosa de Bourbon apresentam similaridade com outras variedades.

Coffea arabica species is an autogamous with a narrow genetic base originating in southwestern Ethiopia. The most representative botanical varieties of coffee trees introduced in Brazil were Tipica and Bourbon, which gave rise to other cultivars. The Bourbon variety is internationally renowned for its high cup quality. Therefore, it is valued in the specialty coffee market. As a result, it is essential for breeding programs that this species be conserved in Germplasm Banks. The Agricultural Germplasm Bank (BAG) of the Agricultural Research Organization of Minas Gerais (EPAMIG), located in the municipality of Patrocínio, Minas Gerais, supports coffee breeding programs and has 1596 coffee accessions, of which 140 (like Bourbon) have been registered. The Epamig coffee BAG receives the support of the BAG of the Universidade Federal de Viçosa (UFV), located in the experimental area of the UFV, no municipality of Viçosa, Minas Gerais. Although they have a wide availability of characteristics, these banks have not yet been adequately characterized, as is the case of the Bourbon group, in which still there are many doubts about their accesses, which makes difficult to use in breeding and marketing. To help characterize these accesses, a useful tool is the use of molecular markers among which microsatellites are indicated for this type of study. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity through SSR molecular markers of Bourbon accesses, as well as old and cultivated varieties, from EPAMIG's coffee BAG collection. These ancient and cultivated accesses and varieties were called populations, totaling 14 polymorphisms. For analysis of molecular variance (AMOVA), discriminant and correlation networks, six microsatellite primers (SSR) were used. Based on AMOVA, there was greater genetic variation within the population (64.88%) than among populations (35.12%). These results suggest that cross-pollination may have occurred at the collection site. As for the classification of populations by discriminant analysis, it was observed that the populations had similarity with more than one population and some did not have similarity with their own population. Populations characterized by BAG as Bourbons were analyzed and, by similarity, none were identified as Bourbon, but as Sumatra, Catuaí Amarelo and some were not very distinct. In addition, three morphoagronomic characteristics of the four populations of possible Bourbons were compared to populations already identified as Redx Bourbon and Yellow Bourbon. Variation to bud color was observed in the individuals for the three populations characterized as Red Bourbon and variation of size in the population characterized as Yellow Bourbon. From the results obtained, it was concluded that there is a greater genetic variability within the populations and the four with uncertain classification of Bourbon presented similarity with other varieties.