Diversidade genética e introgressão do genoma em café.

Abstract

Para estudar a diversidade genética e o padrão de melhoramento entre cultivares de C. arabica lançados entre 1939 e 2009, foi utilizado um total de 110 cultivares. A fim de avaliar a introgressão do genoma do Híbrido de Timor e sua relação com outras espécies de café, foram utilizados cinco acessos de C. arabica, dez de C. canephora var conilon, quinze de C. canephora var robusta e quarenta e seis de Híbrido de Timor, com os marcadores moleculares AFLP, RAPD e SSR. O coeficiente de parentesco estimado entre cultivares de C. arabica foi usado para o estudo da diversidade genética e do padrão de melhoramento do café arábica no Brasil, mostrando uma baixa diversidade genética. O padrão de melhoramento de C. arabica no Brasil foi definido pelas treze linhagens ancestrais. Entre elas, Bourbon Vermelho, Sumatra e Híbrido de Timor contribuíram com mais de 80.00% dos genes para os cultivares de C. arabica. As duas primeiras progênies, Mundo Novo e Icatu Vermelho, contribuíram com 87.56% dos genes para os cultivares de C. arabica no Brasil. A diversidade genética entre cultivares de C. arabica lançados recentemente foi aumentada com a introdução de novas linhagens parentais no programa de melhoramento. O estudo de relação genética entre Híbrido de Timor e outras espécies mostrou alta similaridade genética entre Híbrido de Timor e C. arabica. A análise de introgressão do genoma entre Híbrido de Timor CIFC 4106 com C. arabica e C. canephora var robusta mostrou 18.9% de introgressão do genoma de C. canephora. A mesma análise, considerando todos os acessos de Híbrido de Timor, foi de 10.00%, o que confirma a baixa introgressão de C. canephora. Este resultado confirma que Híbrido de Timor não é planta F1, mas que é proveniente de, no mínimo, dois retrocruzamentos com C. arabica. Além disso, este estudo mostrou a existência de alta diversidade genética entre acessos de Híbrido de Timor, o que é importante no melhoramento de C. arabica no Brasil e no mundo, uma vez que Híbrido de Timor é usado como fonte de resistência para doenças e pragas no café.

To study the genetic diversity among cultivars of C. arabica released from 1939 to 2009 and to study the breeding pattern, a total of 110 cultivars were included. Five C. arabica, ten C. canephora var conilon, fifteen C. canephora var robusta and forty six accessions of Híbrido de Timor were included to study the genome introgression of C. canephora into Híbrido de Timor and its relationship with other coffee species. To study the genome introgression and the genetic diversity within Híbrido de Timor, AFLP, RAPD and SSR molecular markers were used. The estimated coefficient of parentage among cultivars of C. arabica was used to study the genetic diversity and the breeding pattern of C. arabica in Brazil. The study showed low genetic diversity among Brazilian C. arabica cultivars. The breeding pattern of cultivars of C. arabica was defined by 13 ancestral lines. Among them, Bourbon Vermelho, Sumatra and Híbrido de Timor contributed more than 80% of the gene to C. arabica cultivars in Brazil. Mundo Novo and Icatu Vermelho, the first progenies, contributed 87.65% of the gene to Brazilian C. arabica cultivars. The genetic diversity among cultivars released in recent years increased due to the introduction of new parental lines in the breeding program of C. arabica. The genetic relationship study between Híbrido de Timor and other species showed high genetic similarity between Híbrido de Timor and C. arabica. The genome introgression analysis between Híbrido de Timor CIFC 4106 with C. arabica and C. canephora showed 18.9% of the genome of Híbrido de Timor introgressed from C. canephora. The mean genome introgression of C. canephora into Híbrido de Timor considering all accessions of Híbrido de Timor was 10.00%, which confirmed Híbrido de Timor is not an F1 plant instead at least two times backcrossed with C. arabica. In addition, the study demonstrated the existence of high genetic diversity among accessions of Híbrido de Timor, which is important for the future breeding program of arabica coffee, since it is used as source for resistance gene for diseases and pests.