Plant stem cell extract from Coffea canephora shows antioxidant, anti-inflammatory, and skin regenerative properties mediated by suppression of nuclear factor-κB

Plant cell cultures have become a promising production platform of bioactive compounds for biomedical and cosmetic uses in the last decades. However, the success so far has been limited. The study aimed to evaluate the effectiveness of this unique biotechnology process to obtain a bioactive stem cell extract of Coffea canephora (SCECC) with antioxidant, anti-inflammatory, and regenerative properties. Total phenolic and flavonoid contents were determined in the SCECC by spectrophotometry. The chemical composition of the extracts was characterized by mass spectrometry. Antioxidant activity was evaluated using the colorimetric methods of free radical scavenging 2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) and the ferric reducing ability of plasma (FRAP). The anti-inflammatory activity was determined in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 macrophages through the production of superoxide anion (O2•-), nitric oxide (NO), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and the activity of nuclear factor kappa B (NF-κB). Moreover, the ability of SCECC to stimulate the proliferation and migration of fibroblasts was assessed. Five compounds were tentatively identified, two flavonoids, two phenolic acids, and one sugar. High phenolic content and antioxidant activity were observed in the SCECC. SCECC promoted the proliferation and migration of fibroblasts and suppressed the pro-inflammatory mediators O2•-, NO, TNF-α, and IL-6 in a dose-dependent manner. Moreover, SCECC inhibited the NF-κB transcription factor. Therefore, we obtained evidence that the extract from C. canephora stem cells can be used as a natural agent against skin damage. Hence, it could be of interest in cosmetics for preventing skin aging.

Agricultural wastes as alternative substrates in the production of conilon coffee seedlings / Resíduos agrícolas como substratos alternativos na produção de mudas de café conilon

Research related to the use of agricultural residues as alternatives to commercial substrates has become fundamental for reducing the production costs of coffee seedlings. The objective of this study was to evaluate the effect of residues of pepper (Piper nigrum) powder, coffee (Coffea) husk, coconut (Cocos nucifera) fiber and pine (Pinus) bark as alternative substrates in the development of coffee (Coffea canephora) seedlings in tubes. The experiment was carried out at the Demuner Seedling Nursery, in the municipality of São Roque do Canaã, Espírito Santo, Brazil. The experimental design was completely randomized, with six treatments: T0- Bioplant® commercial substrate (control); and from T1 to T5, increasing proportions (%) of pepper powder and decreasing coconut fiber and pine bark (0/20/50, 10/15/45, 20/10/40, 30/5/35 and 40/0/30) and fixed proportions of coffee husk (30%). At 120 days after staking, we evaluated the plant height, number of leaves, stem diameter, shoot dry mass and root dry mass. Any of the substrates containing different proportions of agricultural residues can be used as an alternative to the commercial substrate in the production of Conilon coffee seedlings since most of the growth variables evaluated did not differ from the control. Due to the high availability of pepper powder in the region, we recommended the substrate with 40% pepper powder, 30% coffee husk and 30% pine bark

Pesquisas relacionadas ao uso de resíduos agrícolas como alternativas aos substratos comerciais são fundamental para reduzir os custos de produção das mudas de café. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito dos resíduos pó de pimenta (Piper nigrum), casca de café (Coffea), fibra de coco (Cocos nucifera) e casca de pinus (Pinus) como substratos alternativos no desenvolvimento de mudas de café Conilon (Coffea canephora) em tubetes. O experimento foi realizado no viveiro de produção de mudas Demuner, localizado no município de São Roque do Canaã, ES. Foi adotado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com seis tratamentos, sendo, T0: Substrato comercial Bioplant® (testemunha); e de T1 ao T5, proporções crescentes de pó-de-pimenta e decrescentes de fibra de coco e casca de pinus (0/20/50; 10/15/45; 20/20; 20/10/40, 30/5/35 e 40/0/30) e proporções fixas de casca de café (30%). Aos 120 dias após estaqueamento avaliaram-se: altura de planta, número de folhas, diâmetro do coleto, massa de matéria seca da parte aérea e massa de matéria seca radicular. Qualquer um dos substratos contendo diferentes proporções de resíduos agrícolas pode ser uma alternativa ao substrato comercial na produção de mudas de café Conilon, já que a maioria das variáveis de crescimento avaliadas não diferiu da testemunha. Em razão da maior disponibilidade de pó-de-pimenta na região, recomenda-se o substrato contento 40% de pó-de-pimenta, 30% de casca de café e 30% de casca de pinus.

Vegetative growth and yield of robusta coffee genotypes cultivated under different shading levels / Crescimento vegetativo e produção de genótipos de café robusta cultivados sob diferentes níveis de sombra

The growing in shaded systems is one of the strategies adopted to mitigate the impacts of climate change on coffee trees. However, there are few studies about the effect of shading on the growth and production of clones of robusta coffee (Coffea canephora). Besides that, exist a paradigm in Brazil of that the shading in coffee robusta is synonymous of less yield. Thus, the aim of this work was to evaluate whether C. canephora genotypes subjected to shading increase their yield and growth vegetative under field conditions. The study was performed between September 2013 and July 2017 (four harvests) in Alegre, Espírito Santostate, Brazil. Three genotypes of cultivar Conilon Vitória - Incaper 8142 were evaluated (03V, 06V, and 12V) and four levels of shade: full sunlight (witness) and, low, moderate and, high shade, with 38, 48 and, 68% of real capacity of shade, respectively. The shade was performed using black polyolefin screens; plants growing in full sunlight were only fenced. The tested shade levels affected the growth rate and yield of Robusta coffee plants. The shading caused a greater leaf expansion as compared to the full sunlight, as well as greater etiolation of the plagiotropic and orthotropic branches. The genotype 06V was shown to be responsive to shading, with a statistically equal production independently of shade level. The low, moderate, and high shade levels affected negatively the yield of genotypes 03V and 12V. The shading can improve the yield of Robusta coffee, in this case, of the genotype 06V of the cultivar Conilon Vitória - Incaper 8142. The success of shaded plantations depends the choice of the shade responsive genotypes and appropriate shading level.

O cultivo em sistemas sombreados é uma das estratégias adotadas para mitigar os impactos da mudança climática sobre os cafeeiros. No entanto, existem poucos estudos sobre o efeito do sombreamento no crescimento e produção de clones de café robusta (Coffea canephora). Além disso, existe um paradigma no Brasil de que o sombreamento nesta espécies é sinônimo de menor rendimento. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar se os genótipos de C. canephora submetidos ao sombreamento aumentam sua produtividade e crescimento vegetativo em condições de campo. O estudo foi realizado entre setembro de 2013 e julho de 2017 (quatro safras) em Alegre, Espírito Santo, Brasil. Três genótipos da cultivar Conilon Vitória - Incaper 8142 foram avaliados (03V, 06V e 12V) e quatro níveis de sombreamento: pleno sol (testemunha) e baixo,moderado e alto nível de sombreamento, com 34, 48 e 68% de capacidade real de sombreamento, respectivamente, obtidos com o uso de telas de poliolefinas de cor preta; plantas cultivadas em pleno sol foram apenas cercadas. Os níveis de sombreamento testados afetaram a taxa de crescimento e produtividade dasplantas de café Robusta O sombreamento provocou maior expansão foliar em relação ao pleno sol, bem como maior estiolação dos ramos plagiotrópicos e ortotrópicos. Os baixos, moderados e altos níveis de sombreamento afetaram negativamente a produção dos genótipos 03V e 12V. O sombreamento pode melhorar o rendimento do café Robusta, neste caso, do genótipo 06V da cultivar Conilon Vitória - Incaper 8142. O sucesso dasplantações cafeeiras sombreadas depende da escolha dos genótipos responsivos à sombra e do nível apropriado de sombreamento.

Desenvolvimento de bebida tipo “café com leite” à base de extrato de café e extrato de soja e sua caracterização físico-química / Development of "coffee with milk" type drink based on extract of coffee and soybean extract and its physical-chemical characterization

O café é uma bebida muito consumida mundialmente, sendo apreciada pelas características sensoriais e estimulantes. Sua qualidade está associada a fatores, como a composição química dos grãos e seu processamento (torra e extração). O extrato de soja é uma bebida nutritiva e saudável, porém não faz parte do hábito alimentar da maioria dos brasileiros, devido ao sabor característico de “beany flavor”. O aumento de pessoas com restrições ao consumo de leite e seus derivados, levou a desenvolvimento uma bebida à base de extrato de café (EC) e extrato de soja (ES), semelhante ao clássico “café com leite". A analise de aceitação sensorial levou a formulação de ES com 3% EC. A bebida foi submetida à liofilização e após o processamento realizou-se a caracterização físico-química e analise de minerais dos extratos puros e da bebida final.

Application of the natural deep eutectic solvent choline chloride-sorbitol to extract chlorogenic acid and caffeine from green coffee beans (Coffea canephora)

This study aimed to determine the optimum method for extracting caffeine and chlorogenic acid (CGA) from greencoffee beans (GCB) of Coffea canephora using choline chloride–sorbitol, a natural deep eutectic solvent (NADES).Three different preparations of choline chloride–sorbitol and choline chloride–sorbitol–urea (2:1, 4:1, and 6:1) wereused for the extraction. The most effective preparation was used to evaluate the effect of dilution with water andextraction time. Reverse-phase high-performance liquid chromatography, with a gradient solvent system of 0.1%acetic acid (90%) and acetonitrile (10%), was used to quantify the CGA and caffeine. Choline chloride–sorbitol ata ratio of 4:1 was the most effective for extracting chlorogenic and caffeine, with caffeine and CGA yield of 4.49and 16.59 mg/g dry weight, respectively. The optimum water concentration was not found. Using a higher NADESdilution for extraction corresponded to an increased yield of caffeine and CGA. The effective time for extraction wasfound to be 30 minutes, which yielded the most caffeine and CGA. Based on these results, choline chloride–sorbitolcould be an alternative green solvent for extracting caffeine and CGA from C. canephora GCB.

Application of the natural deep eutectic solvent choline chloride-sorbitol to extract chlorogenic acid and caffeine from green coffee beans (Coffea canephora)

This study aimed to determine the optimum method for extracting caffeine and chlorogenic acid (CGA) from greencoffee beans (GCB) of Coffea canephora using choline chloride–sorbitol, a natural deep eutectic solvent (NADES).Three different preparations of choline chloride–sorbitol and choline chloride–sorbitol–urea (2:1, 4:1, and 6:1) wereused for the extraction. The most effective preparation was used to evaluate the effect of dilution with water andextraction time. Reverse-phase high-performance liquid chromatography, with a gradient solvent system of 0.1%acetic acid (90%) and acetonitrile (10%), was used to quantify the CGA and caffeine. Choline chloride–sorbitol ata ratio of 4:1 was the most effective for extracting chlorogenic and caffeine, with caffeine and CGA yield of 4.49and 16.59 mg/g dry weight, respectively. The optimum water concentration was not found. Using a higher NADESdilution for extraction corresponded to an increased yield of caffeine and CGA. The effective time for extraction wasfound to be 30 minutes, which yielded the most caffeine and CGA. Based on these results, choline chloride–sorbitolcould be an alternative green solvent for extracting caffeine and CGA from C. canephora GCB.

Cloning of the Coffea canephora SERK1 promoter and its molecular analysis during the cell-to-embryo transition

Background: Somatic embryogenesis receptor-like kinase 1 (SERK1) is a cell membrane receptor active in different plant tissues and involved in cell differentiation activities including somatic embryogenesis. The identification of promoter elements responsible for SERK1 expression during the onset of somatic embryogenesis can be useful to understand the molecular regulation of the cell-to embryo transition, and these promoter elements represent biotechnological tools in plant organ tissue culture. Results: A −1,620 bp DNA sequence located upstream of the Coffea canephora SERK1 gene homologue (CcSERK1) was isolated, and then, different segments containing key response elements (REs) for somatic embryogenesis onset and development were fused to the uidA (encoding a ß-glucuronidase, GUS) reporter gene to evaluate its expression in transgenic leaf explants. DNA segments of −1,620 and −1048 bp in length directed uidA expression with patterns in leaf explants similar to those occurring during somatic embryogenesis. When a −792-bp fragment was used, uidA expression disappeared only in leaf explants and pro-embryogenic mass but persisted in developing embryos. No uidA expression was detected in any embryogenic stage when a −618-bp fragment was used. Conclusion: DNA deletions showed that a −1048-bp sequence located upstream of the CcSERK1 gene is sufficient to direct gene expression during the onset and the development of C. canephora somatic embryogenesis. The DNA segment located between −1048 and −792 bp (containing BBM and WUS REs) is needed for gene expression before embryogenesis onset but not during embryo development. The promoter segment between −792 and −618 bp (including GATA, ARR1AT, and ANT REs) regulates gene expression in developing embryos.

Influence of tannery wastewater sludge doses on biometric and chlorophyll fluorescence parameters in conilon coffee / Influence of tannery wastewater sludge doses on biometric and chlorophyll fluorescence parameters in conilon coffee = Influência de doses de lodo de curtume nos parâmetros biométricos e de fluorescência da clorofila em café conilon

Tannery wastewater sludge is an industrial residue that can be used in the pure form or associated to other residues, such as byproduct production from cultivated plants. The objective of the present study was to assess substrate composition for producing conilon coffee stem cuttings, varying increasing tannery wastewater sludge doses. A randomized block design was used with four treatments, three increasing doses of tannery wastewater sludge and one conventional treatment. The stem cuttings were assessed for parameters related to photosystem II functioning and biometry. The results indicated that substrates consisting of tannery wastewater sludge, humus and subsoil promote, in general, improvement in plant growth compared to conventional substrates, highlighting the Dickson quality index. Both chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll contents estimates were not affected by using tannery wastewater sludge in the mixture to formulate substrate for conilon coffee stem cuttings.

O lodo de curtume é um resíduo industrial que pode ser aproveitado de forma pura ou associado a outros resíduos, como na produção de substratos de plantas cultivadas. Neste sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição de substrato para a produção de mudas de café conilon, variando doses crescentes de lodo de curtume. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com quatro tratamentos, sendo três doses crescentes de lodo e um tratamento convencional. As mudas foram avaliadas em relação aos parâmetros relacionados ao funcionamento do fotossistema II e a biometria. Os resultados indicam que substratos compostos por lodo, húmus e terra de subsolo promoveram, em geral, melhoria no crescimento das mudas quando comparados aos substratos convencionais, destacandose o índice de qualidade de Dickson. Os parâmetros de fluorescência e estimativas do teor de clorofila não foram afetados pela utilização do lodo de curtume na mistura para formulação de substrato de mudas de café conilon.

Wet bulb and Conilon coffee root distribution under drip irrigation / Bulbo molhado e sistema radicular do cafeeiro Conilon sob irrigação localizada

ABSTRACT Knowledge of the wet bulb and the root system of the Conilon coffee plant is highly important for the correct management of irrigation. Therefore, the aim of this work was to characterize the wet bulb and Conilon coffee root distribution under drip irrigation. The experiment was conducted in the city of São Mateus, ES, Brazil with five replications of a completely randomized design of a 4 x 6 split-plot scheme, which represents four points located according to plant location and six depths. Two points were located in the plant line and two points between lines. For row spacing, we used a split-plot scheme 5 x 6 with five points in relation with plant location and six depths with five replications. The coffee roots were analysed by volume, superficial area, length and diameter. The wet bulb was measured with tubes located in six points near the plants with two points in the plant row (between two plants) and five points between rows. The measurements were conducted at four depth ranges with three replications. The wet bulb reached a depth of between 0.40 and 0.50 m, providing an excess of water in depth, evidencing the importance of this characterization for the irrigation management of drip-irrigated Conilon coffee. The depth of the radicular system for better irrigation management efficiency of drip-irrigated coffee is 0.30 m, exhibiting 67.4% of root volume and 68.0% of surface area.

RESUMO O conhecimento do bulbo molhado e do sistema radicular do cafeeiro Conilon é de suma importância para o manejo correto da irrigação. Diante disso, objetivou-se caracterizar o bulbo molhado e o sistema radicular do cafeeiro Conilon sob irrigação localizada. O experimento foi realizado em São Mateus-ES, em um delineamento inteiramente casualizado em parcela subdividida 4 x 6, sendo quatro pontos em relação à planta e seis faixas de profundidade, com cinco repetições. Sendo dois na linha e sete na entre linha com distância entre si de 0,20 m. E na entre linha do cafeeiro em parcela subdividida 5 x 6, sendo cinco pontos em relação à planta e seis faixas de profundidade, com cinco repetições. Foram avaliados volume, área superficial, comprimento e diâmetro de raiz. O bulbo molhado foi determinado usando tubos dispostos em seis pontos em relação à planta, sendo um ponto na linha de plantio do cafeeiro entre duas plantas, e em cinco pontos na entre linha, sendo as medições realizadas em quatro faixas de profundidades, com três repetições. O bulbo molhado atingiu profundidade entre 0,40 a 0,50 m, proporcionando excesso de água em profundidade, evidenciando a importância dessa caracterização para o manejo da irrigação do cafeeiro Conilon irrigado por gotejamento. A profundidade do sistema radicular para melhor eficiência do manejo da irrigação do café Conilon irrigado por gotejamento é de 0,30 m, tendo apresentaram está profundidade 67,4% do volume de raiz e 68,0% de área superficial.

Genetic progress with selection of Coffea canephora clones of superior processed coffee yield / Progresso genético com a seleção de clones de Coffea canephora para produção superior de café beneficiado

ABSTRACT: The aim of this study was to select Coffea canephora clones of superior processed coffee productivity based on the estimates of the genetic parameters and of genetic progress with the plant selection. For this, the production of processed coffee from 130 clones was evaluated from 2014 to 2016 in a clonal test, installed in randomized complete blocks with four plants per plot and six replications, spaced 3 × 2m at the experiment station Embrapa Rondônia in the municipality of Ouro Preto do Oeste - RO. The estimation of genetic parameters and prediction of genotypic values were performed using REML/BLUP procedure (Restricted Maximum Likelihood/Best Unbiased Linear Prediction). Estimates of the genetic parameters confirmed the predominance of the genetic component in the expression of this trait, indicating the possibility of obtaining gains with the plant selection. Genetic progress of processed coffee productivity from the selection of 10% of the best clones was 49.88%, which is equivalent to an increase in average productivity from 42.57 bags.ha-1 to 66.95 bags.ha-1. The use of the harmonic mean of the genetic values helped to identify the clones of superior performance, with higher adaptability and stability for the northern region of Brazil.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi mensurar o progresso genético da produtividade de café beneficiado a partir da seleção de clones de Coffea canephora, com a obtenção de estimativas dos parâmetros genéticos e de ganhos com a seleção ao longo de três safras. Para isso, a produção de café beneficiado de 130 clones foi avaliada nas safras de 2014, 2015 e 2016 em ensaio clonal instalado em blocos completos casualizados, com quatro plantas por parcela e seis repetições, em espaçamento de 3 x 2m na estação experimental da Embrapa Rondônia no município de Ouro Preto do Oeste - RO. A estimação dos parâmetros genéticos e predição dos valores genotípicos foram realizadas utilizando procedimento REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não-viesada). As estimativas dos parâmetros genéticos quantificaram predominância do componente genético na expressão dessa característica, indicando a possibilidade de obtenção de ganhos com a seleção de plantas. O progresso genético da produtividade de café beneficiado com a seleção de 10% dos melhores clones foi de 49,88%, que equivale a um incremento na produtividade média de 42,57 sacas.ha-1 para 66,95 sacas.ha-1. A média harmônica da performance relativa dos valores genotípicos (MHPRVG) permitiu identificar clones de desempenho superior estável em condições tropicais da região Amazônica.

Selection of Coffea canephora parents from the botanical varieties Conilon and Robusta for the production of intervarietal hybrids / Seleção de genitores de Coffea canephora das variedades botânicas Conilon e Robusta visando à produção de híbridos intervarietais

ABSTRACT: The objective of this research was to quantify the genetic divergence of potential Coffea canephora parents, with the goal of developing progenies that associate the best traits of the Conilon and Robusta botanical varieties for hybrid vigor expression. Thus, 10 morphological and productive characteristics of 130 clones of Conilon and Robusta botanical varieties and their intervarietal hybrids were evaluated over 2 years. The experiment was conducted in a randomized block design with four replicates of four plants per plot. For selection of parents, the main component analysis was used to associate values with reference points obtained from the average of each botanical variety. The first two principal components allowed for the separation of the botanical varieties representing the variability contained in the original data with 76% for the first year and 69% for the second year. Although, the genotype × years interaction had significant effects, there were minor differences in the grouping from one year to the next, which is associated with the higher repeatability estimates observed in this study. It was observed that crosses with the 16-1-81I, 9-1-82L, and 13-1-61I parents of the botanical variety Robusta and the 167I, 890E, and 130I parents of the Conilon botanical variety presented greater potential for obtaining selection gains.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi quantificar a divergência genética entre matrizes de C. canephora visando desenvolver progênies que associem características das variedades botânicas Conilon e Robusta à expressão do vigor do híbrido. Para isso, foram avaliadas dez características morfológicas e produtivas de 130 clones das variedades botânicas Conilon, Robusta e de híbridos intervarietais, ao longo de dois anos, em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições de quatro plantas por parcela. Para seleção de genitores foi utilizada a técnica de componentes principais associada a pontos referenciais obtidos a partir da média de cada variedade botânica. Os dois primeiros componentes principais permitiram a separação das variedades botânicas e dos híbridos intervarietais com uma representação da variabilidade contida nos dados originais de 76% no primeiro ano e 69% no segundo ano. Apesar da significância da interação genótipos x anos, observou-se pouca diferença no agrupamento ao longo do tempo, o que está associado às maiores estimativas de repetibilidade observadas nesse estudo. Observou-se que as matrizes 16-1-81I, 9-1-82L e 13-1-61I da variedade botânica Robusta e as matrizes 167I, 890E e 130I da variedade botânica Conilon apresentaram maior potencial para a obtenção de ganhos com a seleção.

Diversity among genotypes of conilon coffee selected in Espírito Santo state / Diversidade entre genótipos de café conilon selecionados no estado do Espírito Santo

The use of multivariate techniques for factor analysis is an efficient alternative for coffee breeding programs. This study aimed to evaluate the genetic diversity of 60 genotypes of conilon coffee based on agronomic performance in the northern state of Espírito Santo and to estimate the relative contribution of different agronomic characteristics towards the diversity of the species. The data were collected in an experiment conducted on the Experimental Farm of Bananal do Norte (Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extenção Rural ­ INCAPER) in the southern state of Espírito Santo, and 12 agronomic characteristics were evaluated over four sequential harvests (4 years). Significant differences between the genotypes were observed for all of the characteristics, indicating the possibility of exploiting the high genetic variability to classify the genotypes into different groups based on their similarities. Of the agronomic characteristics, the duration of the ripening cycle was the variable that contributed the most to the variability among the 60 genotypes, with a relative contribution of 70.02%.

A utilização de técnicas multivariadas de análise de fatores é uma alternativa eficiente utilizada no melhoramento genético do cafeeiro. O presente trabalho objetivou avaliar a divergência genética de 60 clones de café conilon, selecionados pelo seu desempenho no norte do Estado do Espírito Santo, e estimar a contribuição relativa de diferentes características agronômicas para a diversidade da espécie. Os dados foram coletados em experimento conduzido na Fazenda Experimental Bananal do Norte (INCAPER), considerando 12 características agronômicas, avaliadas através de médias de quatro safras. Diferenças significativas entre os genótipos foram observadas para todas as características avaliadas, indicando a possibilidade de exploração da alta variabilidade genética para a classificação dos genótipos em diferentes grupos homogêneos, baseado em suas similaridades. Dentre as características agronômicas, a duração do ciclo de maturação foi a variável que mais contribuiu para a variabilidade entre os 60 genótipos, com contribuição relativa de 70,02%.

Molecular characterization of arabica and Conilon coffee plants genotypes by SSR and ISSR markers

The molecular characterization of ten genotypes of the Coffea arabica plants and of seven genotypes of C. canephora having interesting features for coffee breeding programs was carried to select the parents for breeding. A total of 40 SSR and 29 ISSR primers were used. The primers generated a total of 331 (307 polymorphic and 24 monomorphic) bands. Analysis of genetic diversity presented dissimilarity intervals ranging from 0.22 to 0.44 between the Conilon genotypes, from 0.02 to 0.28 between the Arabica genotypes, and from 0.49 to 0.60 between the genotypes of the two species in the joint analysis. Four groups were formed: I = genotypes of C. arabica, II = four progenies of C. canephora, Conilon group, and one non defined C. canephora (Conilon or Robusta), III = one progeny of un-defined C. canephora (Conilon or Robusta) and IV = one progeny of C. canephora of Robusta group. The grouping formed was consistent with the origins of each group. High stabilities of the bifurcations were found by bootstrap analysis. The use of molecular markers of the SSR and ISSR types in the diversity study was efficient in distinguishing genotypes between and within C. arabica and C. canephora. .

Obtención de suspensiones celulares y embriones somáticos de cafeto (Coffea canephora P) con el empleo de metabolitos bacterianos / Obtaining of cell suspensions and somatic embryos of coffee (Coffea canephora P) using of bacterial metabolites

La embriogénesis somática es importante como sistema modelo para estudiar el desarrollo de eventos fisiológicos, citológicos y moleculares que sustentan la embriogénesis en plantas, por ser un sistema adecuado para la propagación masiva de especies vegetales y servir de herramienta para el mejoramiento genético, la conservación de germoplasma y la validación de nuevos productos biológicos, y facilitar la producción a gran escala a través del cultivo en medio líquido y su aplicación en biorreactores, proporcionando alta frecuencia de multiplicación, rápido crecimiento del embrión, facilidad de absorción de nutrientes y reducción de la labor de subcultivo. En este trabajo se empleó la embriogénesis somática como vía de multiplicación para evaluar el efecto de metabolitos bacterianos en la inducción de suspensiones celulares y embriones somáticos en tres genotipos de cafeto pertenecientes a Coffea canephora P. variedad Robusta. Para ello se estudiaron densidades de inóculo entre 0,2, 0,5, 1,0 y 3,0 gMF/L-1, y se evaluó el efecto de diferentes medios de cultivo en el desarrollo del proceso. Los resultados mostraron un comportamiento diferenciado en el genotipo M-28, en medios de cultivo suplementados con reguladores de crecimiento convencionales y en los alternativos. Se evidenció una fuerte relación entre la viabilidad celular y el número de células, ante las diferentes condiciones de cultivo y según la densidad de inóculo, se observó un amplio rango de tamaño y forma en las poblaciones de embriones somáticos. Los porcentajes de conversión de ES con el medio MDE-2 evidenciaron mejoras de este indicador para el cultivo del cafeto.

The somatic embryogenesis is important as model system to study the development of physiologic and molecular events that sustain the embryogenesis in plants, is an appropriate system for the massive propagation of vegetable species and as tool for the genetic improvement, the germplasm conservation and the validation of new biological products and to facilitate the multiplication to great scale through the culture in liquid medium, as well as application in bioreactores, providing high multiplication frequency, quick growth of the embryo, easiness of absorption of nutritious and reduction of the subculturing. In this paper the somatic embryogenesis was used to evaluate the effect of bacterial compounds in the induction of cellular suspensions and somatic embryos in three coffee genotypes of Coffea canephora P. var. Robusta. Were studied inoculo densities among 0.2, 0.5, 1.0 and 3.0 gMF/L-1 and the effect of different culture medium in the development of the process. The results showed a behavior differed in the genotype M-28, in medium culture with conventional regulators of growth and the alternatives. Strong relationship was evidenced between the cellular viability and the number of cells, in the different cultivation conditions and according to the inoculo density, a wide range of size and forms as observed in the populations of somatic embryos. The conversion percentages with the medium MDE-2, evidenced improvements of this indicator for the coffee.

Manejo da irrigação na cafeicultura irrigada por pivô central nas regiões norte do Espírito Santo e extremo sul da Bahia / Irrigation management of coffee crop irrigated by center pivot in the north of Espírito Santo and south of Bahia states

O objetivo desse trabalho foi avaliar as formas de analisar o manejo de irrigação na cafeicultura irrigada por pivô central na região Norte do Espírito Santo e Extremo Sul da Bahia. Em uma primeira etapa, três propriedades foram utilizadas para estudar o manejo de irrigação adotado, analisando-se a lâmina aplicada e o momento da irrigação. Para isso, foram feitas três avaliações consecutivas de manejo em cada uma das propriedades, determinando-se a umidade do solo antes da irrigação e a lâmina aplicada pelo sistema. Em todas as propriedades avaliadas nessa etapa foram detectadas falhas no manejo de irrigação adotado, com atraso nas irrigações e lâminas aplicadas inferiores às lâminas requeridas, proporcionando elevados valores de déficit. Na segunda etapa, fez-se um acompanhamento do manejo de irrigação em outras três propriedades selecionadas, durante o período de um ano, utilizando-se dados meteorológicos de estações locais e o aplicativo Irriplus. Foram detectadas falhas no manejo de irrigação nas três propriedades avaliadas, com déficits hídricos acentuados em importantes fases da cultura.

This study was carried out to analyze the irrigation management in coffee growing irrigated by center-pivots in the South of Bahia and North of the Espírito Santo States. In a first step, three farms were used to study the irrigation management adopted, analyzing the applied depth and the timing of irrigation. It were made three consecutive assessments of management in each of that farms, determining the soil moisture before irrigation and irrigation depth applied by the system. On all farms assessed at this stage were observed failures in the irrigation management, with late in the irrigation and water depths below the required, providing high deficit levels. In the second stage it was made up an irrigation management in three other farms, during the period of one year, with meteorological data from local automatic stations using the software Irriplus. Failures were detected in irrigation management in the three properties examined, with pronounced water deficits at important culture stages.

Condições microclimáticas em cultivo de café conilon a pleno sol e arborizado com nogueira macadâmia / Microclimatic alterations in a conilon coffee crop grown shaded by macadamia nut tree

Medições microclimáticas (radiação fotossinteticamente ativa - RFA, temperatura do ar, umidade relativa do ar e velocidade do vento) foram realizadas em um cultivo de café Conilon (Coffea canephora Pierre) cultivado a pleno sol e arborizado com nogueira macadâmia (Macadamia integrifolia Maiden & Betche), no Município de São Mateus, Espírito Santo (ES) (18°43'S; 39°54'W; 39m), durante o período de setembro de 2008 a junho de 2009, com o objetivo de apresentar os efeitos do cultivo arborizado no microclima. Os resultados obtidos mostraram diferenças na transmissividade à RFA dentro do sistema arborizado em relação ao pleno sol, com variações de 18 a 88 por cento e de 17 a 87 por cento quando comparados em dois episódios de amostragem. A transmissividade média da RFA provocada pelas árvores de macadâmia variou de 65 a 59 por cento durante as duas épocas de amostragem. Com relação à velocidade do vento, ocorreu uma redução média de 72 por cento em sua incidência no cultivo arborizado. As diferenças na transmissividade de radiação e na incidência de ventos proporcionaram diferentes regimes de temperatura do ar e umidade relativa do ar, com maior efeito sobre os valores diurnos e no ponto de amostragem próximo ao renque de macadâmias, em que a média da temperatura máxima do ar foi até 2,2°C inferior ao cultivo a pleno sol.

Microclimatic measurements (photosynthetically active radiation - PAR, temperature and relative humidity of air and wind speed) were made in a Conilon coffee crop (Coffea canephora Pierre), grown in two different conditions: shaded by macadamia nut trees (Macadamia integrifolia Maiden & Betche) and unshaded. The experiment was carried out at Sâo Mateus, Espirito Santo State, Brazil (18°43'S; 39°54'W; 39m), between September 2008 and June 2009, aiming to show the effects of shading crop system into the microclimate. The obtained results had inside shown differences in the transmission of PAR in the shaded crop, with variations of 18 to 88 percent and 17 to 87 percent when compared the two sampling episodes . The average transmission of PAR caused by macadamia nut trees varied of 65 to 59 percent during the sampling episodes. The wind speed was reduced by 72 percent at the shaded crop. The differences in the transmission of PAR and the incidence of winds produced different values of temperature and relative humidity of the air with the greatest effect during day-light values period and at the sampling nearest point to macadamias nut trees, where the average maximum temperature was up to 2.2°C lower than the unshaded ones.

Qualidade da matéria orgânica e distribuição do fósforo no solo de lavouras orgânicas de café Conilon / Organic matter quality and phosphorus distribution in soils under organic Conilon coffee

O cultivo de café orgânico utiliza fontes não solúveis de fósforo e grande quantidade e variedade de material orgânico em seu manejo. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar as frações que compõem a matéria orgânica e distribuição do fósforo no solo de cafeeiros Coffea canephora da cultivar 'Conilon' cultivados sob diferentes sistemas de manejos de produção orgânica. O solo foi coletado na projeção da copa do cafeeiro, na camada de 0 a 20cm. Determinaram-se as características químicas e granulométricas do solo em procedimentos de rotina e as frações de fósforo e da material orgânica. Na maioria das lavouras, o fósforo orgânico constituiu a maior parte do fósforo lábil, e a fração humina constituiu a maior parte da matéria orgânica. Houve maior presença de fósforo inorgânico nos solos das lavouras com maiores concentrações de fósforo total e lábil. O conteúdo total de Pi + Po nos solos avaliados apresentou valores elevados, variando de 426,9 até 910,4mg dm-3 de solo. A fração humina constituiu a maior parte da matéria orgânica. As frações que compõem a distribuição do fósforo no solo apresentaram discrepâncias entre os sistemas de manejos de produção orgânica.

The organic management in coffee uses insoluble phosphorus sources and a large quantity and variety of organic material. Thus, the objective of this research was to evaluate organic matter composition and phosphorus distribution on soils from Coffea canephora cv. 'Conilon' crops, under different organic management production systems. Soil under the coffee tree canopy was collected from 0 to 20cm depth. Chemical and soil texture characteristics were determined by routine analysis as well as phosphorus and organic matter constitution. On the average crops organic phosphorus was the main part of the labile phosphorus and carbon humine. There was a higher content of inorganic phosphorus on soils from the crops with the highest concentrations of total and labile phosphorus. The total content of Pi + Po in the evaluated soils showed high and variation from 426.9 to 910.4mg dm-3 of soil. The humin fraction formed the bulk of organic matter. The fractions that make up the phosphorus distribution in the soil showed discrepanncies between the organic management production systems.

Produção de cafeeiros Coffea arabica L. pés francos autoenxertados e enxertados em apoatã IAC 2258 / Production of coffee plants grafted on Apoatã IAC 2258

Visando obter informações sobre a produção de sete cultivares de C. arábica L. pé franco, auto-enxertados e enxertados no porta enxerto C. canephora Pierre ex Froehn cultivar Apoatã IAC 2258, foi instalado e conduzido este ensaio, em condições de campo isento de nematóides, de janeiro de 2004 a junho de 2006. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, num esquema fatorial (7 x 3) com quatro repetições, sendo sete cultivares de Coffea arabica L. e três tipos de mudas (enxertada, autoenxertada e pé franco). Os resultados da primeira produção mostraram que as plantas enxertadas produziram menos que as outras auto-enxertadas e pé franco, independentemente da cultivar. Não houve diferenças significativas entre cafeeiros pé franco e autoenxertados. Não se recomenda o cultivo de cafeeiros Coffea arábica L. enxertados em Cofea canephora Pierre ex Froehn, cultivar Apoatã IAC 22587, em área isenta de nematóides. A cultivar Paraíso produziu menos que as demais.

Aiming to get information about the production of seven cultivars of coffee trees (Coffea arabica L.), ungrafted, self grafted or grafted on Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora Pierre ex Froehn) rootstock, this essay was installed and carried out on a nematode-free-land from January 2004 to June 2006. The experimental outline used was the randomized blocks with a 7 x 3 factorial split-plot arrangement and four replications, as follows: seven Coffea arabica L. cultivars and three types of seedling (grafted, selfgrafted and ungrafted). The results obtained from the first production showed that grafted seedlings yielded less than the self grafted and ungrafted plants, regardless of the cultivar. No significant differences were found between the ungrafted and the self-grafted coffee trees. Coffee trees (Coffea arabica L.) grafted on Coffea canephora Pierre ex Froehn, cultivar Apoatã IAC 2258 are not recommended for nematoid-free land. The Paraiso cultivar was less productive than the other cultivars.

Diferenças genéticas na eficiência de absorção, na translocação e na utilização de K, Ca e Mg em mudas enxertadas de cafeeiro / Genetics differences in the efficiency of absorption, translocation and use of K, Ca and Mg in grafted seedlings of coffee

O estudo da eficiência nutricional de plantas enxertadas de cafeeiro é importante para a seleção de combinações enxerto/porta-enxerto visando desenvolvimento e produção máximos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as diferenças genéticas na eficiência de absorção, no transporte e na utilização de Potássio, Cálcio e Magnésio em mudas enxertadas de cafeeiro. O plantio foi realizado em vasos de 20L contendo como substrato terra, areia e esterco na proporção de 3:1:1, em que as plantas permaneceram por 18 meses até a coleta do experimento. Utilizaram-se como enxertos quatro genótipos de Coffea. arabica L.: as variedades Catuaí Vermelho IAC 15 e Oeiras MG 6851 e os híbridos H419-10-3-4-4 e H514-5-5-3 do programa de melhoramento da EPAMIG/UFV. Como porta-enxerto, foram empregados cinco progênies famílias de meios-irmãos de clones de Coffea canephora Pierre cv. Conilon: "ES 21", "ES 36", "ES 26", "ES 23" e "ES 38" do programa de melhoramento de café robusta do INCAPER. Houve variação da eficiência nutricional de K, Ca e Mg das plantas de cafeeiro em função da combinação enxerto/porta-enxerto. Na maioria das vezes, as plantas enxertadas tiveram desempenho inferior ao do pé-franco quanto à eficiência de absorção, translocação e utilização do K, Ca e Mg, bem como na produção de matéria seca. As combinações da variedade Catuaí Vermelho IAC 15 com os porta-enxertos ES 26 e ES 23 foram eficientes quanto à utilização de Mg e à produção de matéria seca. A baixa eficiência de absorção de K e Mg das combinações de enxertia com a cultivar Oeiras MG 6851 podem ter contribuído para a redução de produção de matéria seca total das mesmas.

Studies on the nutritional efficiency of grafted coffee trees are important for the selection of the rootstocks/grafts combinations that aim at for a good development and maximum yield. This study aimed to evaluate the genetic differences in the efficiency of K, Ca and Mg uptake, transport and use in grafted coffee seedlings. Trees were planted in 20-L pots containing soil, sand and manure (3:1:1) to grow for 18 months, until harvest. As grafts, four genotypes of Coffea arabica L were used: varieties Catuaí Vermelho IAC 15 and Oeiras MG 6851 and hybrids H419-10-3-4-4 and H514-5-5-3, of the breeding program of EPAMIG/UFV. As rootstocks, five half-sib progenies of Coffea canephora Pierre cv. Conilon clones were used: 'ES 21', 'ES 36', 'ES 26', 'ES 23' and 'ES 38', of the robust coffee breeding program of INCAPER. The nutritional efficiency of the coffee trees regarding K, Ca and Mg varied with the graft/ rootstock combination. The performance of the grafted coffee plants was inferior to the control varieties, with regard to the nutritional efficiency and dry matter yield. Catuaí Vermelho IAC 15 combined with the rootstocks ES 26 and ES 23 was highly effective regarding Mg utilization and dry matter yield. The dry weight reduction in the cv. Oeiras MG 6851 combinations may be explained by the low potassium and magnesium uptake efficiency.

Crescimento vegetativo e produtividade de cafeeiros Conilon propagados por estacas em tubetes / Vegetative growth and productivity of Conilon coffee-trees proceeding from seedlings produced of deep-rooted cuttings in plastic tubes

Objetivou-se neste trabalho avaliar o crescimento vegetativo e a produtividade de cafeeiros conilon (Coffea canephora Pierre ex Froehner), oriundos de mudas produzidas por estacas plantadas inicialmente em tubetes plásticos de 50 cm³ de capacidade. O experimento foi constituído de cinco tratamentos, que corresponderam aos tempos de permanência das estacas nos tubetes: 0; 15; 30; 45 e 60 dias. Transcorridos esses tempos as mudas foram, sucessivamente, transplantadas para sacos de polietileno, contendo mistura de terra, esterco de curral e adubo químico, enviveiradas em um viveiro coberto com sombrite (50 por cento), provido de micro aspersão automática. As mudas permaneceram no viveiro com micro aspersão automática por 150 dias, quando então foram transferidas para o viveiro de aclimatação, onde ficaram por mais 30 dias. Após esse período, em setembro de 1999, as mudas foram plantadas em condições de campo, na área experimental do CCA-UFES, em Alegre, Sul do Estado do Espírito Santo. Foram feitas as seguintes medições: crescimento de ramos ortotrópicos e plagiotrópicos no segundo ano após o plantio e as quatro primeiras colheitas. A produção inicial de mudas de café conilon em tubetes não afetou o crescimento vegetativo, tampouco a produção de frutos.

The objective of this work was to evaluate the vegetative growth and productivity of conilon coffee-tree (Coffea canephora Pierre ex Froehner), proceeding from seedlings produced of deep-rooted cuttings initially in plastic tubes with capacity of 50 cm³. The treatments were constituted of permanence period in plastic tube for 0; 15; 30; 45 and 60 days. After these periods the plants were transplanted for polyethylene bags filled with substrate (soil + sand + manure bovine and chemical fertilization) maintained on the greenhouse with environment under shading canvas (50 percent) and automatic micro aspersion during 150 days. After this time the plants were maintained during 30 days in acclimatization greenhouse management. Field experiment was set up in September of 1999, at experimental area CCA-UFES, in Alegre, south state of the Espírito Santo, Brasil. The following measurements were made: length of orthotropic and plagiotropic branches after first year and the first four productions. The results showed there were no differences either in vegetative growth and fruits production.