Influência do etileno na regulação do florescimento de Coffea arabica L.

Abstract

O café é uma das mais valiosas exportações agrícolas do mundo e a segunda commodity mais comercializada após o petróleo. Essa cultura representa fonte de empregos e agrega volume considerável para a receita do país, sendo indiscutível a sua importância para o cenário socioeconômico local e mundial. A qualidade da bebida de café está diretamente associada ao estádio de maturação dos frutos que são encontrados em diferentes faixas no momento da colheita em virtude do florescimento sequencial, elevando os custos com a produção e gerando bebida de menor qualidade. A assincronia no florescimento do cafeeiro resulta da desuniformidade no desenvolvimento das gemas, processo influenciado por fatores ambientais, considerando que a antese ocorre após um período de deficiência hídrica seguida por precipitação. Alterações no balanço hormonal têm sido observadas após ciclos de restrição hídrica e reidratação, e essa oscilação sobre o status hídrico da planta promoveu o aumento nos níveis de etileno em algumas espécies. Essa constatação levou a associação entre as exigências na fase de florescimento do cafeeiro e o envolvimento do etileno na promoção da antese. A aplicação do 1-MCP (inibidor da ação do etileno) promoveu a antese em cafeeiros em condição de campo. Em casa de vegetação, foi verificado em mudas de café, após um período de restrição hídrica seguido por reidratação, que o perfil de expressão dos genes da rota de biossíntese e sinalização do etileno foram alterados em folha e raiz. O aumento na expressão do precursor do etileno (ACC) na raiz, durante o período seco, e o transporte desse composto para a parte aérea pode ser o sinal para desencadear a antese no cafeeiro, após reidratação. Com o objetivo de melhor entender o envolvimento do etileno na regulação do florescimento, esse trabalho avaliou os efeitos da aplicação exógena de 1-MCP em diferentes características fisiológicas (gs, A, E), e na expressão de genes relacionados á biossíntese e sinalização, em folhas e gemas do cafeeiro sob condição de campo. As avaliações e coletas foram realizadas em diferentes tempos após a implementação dos tratamentos: T1 - controle, T2 - 1-MCP+Break-Thru e T3 – Break-Thru. Houve influência do 1- MCP e Break-Thru nos parâmetros de trocas gasosas e o 1-MCP+Break-thru contribuiu para o aumento no teor relativo de água. As análises de RT-qPCR demonstraram diferente comportamento quanto ao perfil de expressão dos genes (CaACS1 – like, CaACO1 – like, CaACO4 – like, CaETR4 – like) em folhas e gemas analisadas nesse estudo e os níveis de expressão foram alterados poucas horas (2h) após aplicação dos produtos. Entretanto, o florescimento ocorreu somente nas plantas tratadas com 1-MCP, na ausência de chuva e irrigação.

Coffee is one of the most valuable exported agricultural product worldwide as well as the second most traded commodity after oil. This crop represents a source of employment and considerably accounts for the revenue of the country, besides its undeniable importance for local and world socioeconomical scenery. The quality of the coffee drink is directly related to the fruit ripening stage, which is found in different stages at harvesting due to the sequential flowering, increasing costs with the production and generating a lower-quality beverage. The asynchronous flowering of the coffee tree comes from the uneven development of buds, which can be influenced by environmental factors, taking into account that the anthesis takes place after a water deficit period, followed by precipitation. Changes in the hormone balance have been observed after water deficit and rehydration cycles, and such oscillation on the water status of the plant increased the level of ethylene in some species. This finding led to the association between the requirements at the flowering stage of the coffee tree and the involvement of the ethylene in promoting anthesis. The application of 1- MCP (ethylene action inhibitor) triggered the anthesis in coffee trees. And, in coffee seedlings in greenhouse conditions after a period of water shortage followed by irrigation, the profile of gene expression of the biosynthesis route and signaling of ethylene are changed in leaves and roots. The increased levels of the ethylene precursor (ACC) in roots throughout the dry season and the transportation of this compound into shoots may be the signal to trigger the anthesis in coffee tree after rehydration. Thus, in order to better understand the role of the ethylene in regulation of flowering, we analyzed the effects of the exogenous application of 1-MCP in different physiological characteristics and in the expression of genes related to the ethylene biosynthesis and signaling pathways in coffee leaves and bud from plants under field conditions. The evaluations and tissue sampling were carried out in different times treatments implementation: T1 – control, T2 – 1-MCP+Break-Thru, and T3 – Break-Thru. There was influence of 1-MCP and Break-Thru in gas exchange parameters and of 1-MCP contributed to the increase in relative water content. RT-qPCR analyses showed a different behavior in relation to the profile of gene expression in leaves and buds analyzed in the present study (CaACS1 – like, CaACO1 – like, CaACO4 – like, CaETR4 – like) and the expression levels were changed a few hours (2h) after applying the products. However, there was flowering only in plants treated with 1-MCP, in the absence of rain and irrigation.