vigor vegetativa de clones de café conilon em - Pgdra

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA
Núcleo de Ciências e Tecnologia
Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Regional e Meio
Ambiente
VIGOR VEGETATIVO DE CLONES DE CAFÉ CONILON EM CONDIÇÕES DE
CAMPO E SEU POTENCIAL PARA PROPAGAÇÃO IN VITRO
CARLA LIEGI LONARDONI GOMES DE OLIVEIRA
Porto Velho - Rondônia
2011
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA
Núcleo de Ciências e Tecnologia
VIGOR VEGETATIVO DE CLONES DE CAFÉ CONILON EM CONDIÇÕES DE
CAMPO E SEU POTENCIAL PARA PROPAGAÇÃO IN VITRO
CARLA LIEGI LONARDONI GOMES DE OLIVEIRA
Orientador: D. Sc. Maurício Reginaldo Alves dos Santos
Dissertação de Mestrado apresentada junto ao
Programa
de
Pós-Graduação
em
Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente
da Fundação Universidade Federal de
Rondônia – UNIR, como parte dos requisitos
para obtenção do Título de Mestre em
Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente.
Linha de Pesquisa: Ambiente, Saúde e Sustentabilidade
Área de Concentração: Biotecnologia Vegetal
Porto Velho - Rondônia
2011
O48v
Oliveira, Carla Liegi Lonardoni Gomes de.
Vigor vegetativo de clones de café Conilon em condições de campo e seu
potencial para propagação in vitro. / Carla Liegi Lonardoni Gomes de
Oliveira. – 2011.
48f. : il ; color.
Orientador: Dr. Maurício Reginaldo Alves dos Santos.
Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente)
– Universidade Federal de Rondônia, Porto Velho.
Banca: Dr. Marcelo Curitiba Espindula; Dr. José Maria Thomaz
Menezes.
1. Café conilon. 2. Coffea canephora. 3. Crescimento vegetativo. 4.
Cultura de tecidos vegetais. 5. Rondônia. I. Título.
CDU 633.73
Ficha catalográfica elaborada por:
Daniela Maciel
CRB 638/11
CARLA LIEGI LONARDONI GOMES DE OLIVEIRA
VIGOR VEGETATIVO DE CLONES DE CAFÉ CONILON EM CONDIÇÕES DE
CAMPO E SEU POTENCIAL PARA PROPAGAÇÃO IN VITRO
Comissão Examinadora
___________________________________
D. Sc Maurício Reginaldo Alves dos Santos
___________________________________
D. Sc. José Maria Thomaz Menezes
___________________________________
D. Sc. Marcelo Curitiba Espindula
Porto Velho, Junho de 2011.
Resultado: Aprovada
A Deus.
A minha filha Huly Catarine.
Dedico
Carla Liegi Lonardoni Gomes de Oliveira
AGRADECIMENTOS
A Deus pela vida, saúde e sabedoria para realização desse trabalho.
A Fundação Universidade Federal de Rondônia (Unir) pela oportunidade oferecida
para realização do curso.
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), pela
concessão de bolsa de estudos.
A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) pelos materiais cedidos,
cursos oferecidos, estágio e crescimento profissional.
Ao meu orientador Maurício Reginaldo Alves dos Santos, pela significativa orientação
e ensinamentos na realização dessa pesquisa.
A Pricila Duque pelo apoio na execução dos experimentos.
Ao meu esposo Judivaldo Tavares pelo companheirismo, carinho e incentivo dado
para execução deste curso.
Ao Dr. José Maria Thomaz e Dr. Marcelo Curitiba Espindula pelas participações em
banca examinadora e pelas correções realizadas na dissertação.
Aos meus amigos e colegas de curso, em especial ao Renato Abreu Lima pela
convivência enriquecedora.
A todas as demais pessoas que de alguma forma, direta ou indiretamente, contribuíram
para a realização desta etapa.
Carla Liegi Lonardoni Gomes de Oliveira
EPÍGRAFE
“Observei o conjunto da obra de Deus e percebi que o homem não consegue descobrir
tudo o que acontece debaixo do sol. Por mais que o homem se afadigue em pesquisar,
não chega a compreendê-la. E mesmo que o sábio diga que a conhece, nem por isso é
capaz de entendê-la. (Eclesiastes 8, 17)”
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS................................................................................................
LISTA DE FIGURAS.................................................................................................
LISTA DE ABREVIATURAS...................................................................................
RESUMO....................................................................................................................
ABSTRACT................................................................................................................
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................
2. OBJETIVOS..........................................................................................................
2.1. OBJETIVO GERAL............................................................................................
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..............................................................................
3. REFERENCIAL TEÓRICO...............................................................................
3.1. HISTÓRICO, CENTROS DE ORIGEM E DISPERSÃO GEOGRÁFICA DE
Coffea sp...................................................................................................................
3.2. TAXONOMIA E ASPECTOS BOTÂNICOS DE Coffea canephora Pierre....
3.3. AUTO-INCOMPATIBILIDADE EM Coffea canephora Pierre.........................
3.4. A CULTURA DO CAFEEIRO NO BRASIL E NO ESTADO DE
RONDÔNIA ..............................................................................................................
3.5. A CULTURA DO CAFÉ CONILON A NÍVEL NACIONAL E ESTADUAL.
3.6. PROPAGAÇÃO VEGETATIVA DO CAFEEIRO CONILON.........................
3.6.1. Estaquia.............................................................................................................
3.7. MÉTODOS DE PROPAGAÇÃO IN VITRO......................................................
3.7.1. Calogênese........................................................................................................
4. DESENVOLVIMENTO REGIONAL X PROPAGAÇÃO VEGETATIVA
E IN VITRO...............................................................................................................
5. MATERIAIS E MÉTODOS................................................................................
5.1. ETAPA I – VIGOR VEGETATIVO..................................................................
5.2. ETAPA II – DESENVOLVIMENTO IN VITRO...............................................
5.2.1. Desinfestação dos explantes.............................................................................
5.2.2. Calogênese........................................................................................................
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO.........................................................................
6.1. VIGOR VEGETATIVO.....................................................................................
6.2. DESENVOLVIMENTO IN VITRO....................................................................
6.2.1. Desinfestação dos explantes.............................................................................
6.2.2. Calogênese........................................................................................................
6.3. CORRELAÇÃO.................................................................................................
7. CONCLUSÕES....................................................................................................
8. REFERÊNCIAL BIBLIOGRÁFICO................................................................
X
Xi
Xii
Xiii
Xiv
1
4
4
4
5
5
10
14
15
17
19
20
21
25
26
28
28
29
29
29
31
31
33
33
34
37
39
40
x
LISTA DE TABELAS
Tabela
1
Página
Agrupamento da espécie Coffea canephora com base em diferentes
estudos................................................................................................
10
2
Classificação proposta por Auguste Chevalier (1942).......................
12
3
Produção final de café beneficiado na safra 2010 no Brasil.............
16
4
Resumo da análise de variância das características número de
brotos ortotrópicos, comprimento dos brotos e altura das plantas de
15 clones de café Conilon. Porto Velho, Embrapa Rondônia,
2011...................................................................................................
5
31
Altura das plantas, número de brotos e comprimento dos brotos
ortotrópicos de 15 clones de café Conilon, com 10 meses de idade.
Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2011............................................
6
32
Efeito do tempo de imersão à 20 minutos e à concentração de
hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio na contaminação dos
explantes foliares do cafeeiro Conilon. Porto Velho, Embrapa
Rondônia, 2011................................................................................
7
34
Porcentagem de indução de calos e área foliar coberta com calos
em folhas (explantes) de 15 clones de café Conilon, propagados
vegetativamente in vitro. Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2011....
8
35
Avaliação do coeficiente de correlação de Pearson para os
caracteres
estudados.
Porto
Velho,
Embrapa
Rondônia,
2011...................................................................................................
37
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura
1
Página
Frutos de diferentes espécies de Coffea presentes em coleções de
germoplasmas no Brasil. C. canephora (A), C. arabica (B), C.
dewevrei (C), C. kapakata (D), C. racemosa (E), C. salvatrix (F),
C. congensis (G), C. stenophylla (H), C. liberica (I) e C.
eugenioides (J)...............................................................................
8
2
Princípio geral da cultura de tecidos................................................
24
3
Coffea canephora Pierre. (A) Clone 5 da variedade Conilon. (B)
Clone 9 da variedade Conilon. Porto Velho, Embrapa Rondônia,
2011..................................................................................................
4
33
Coffea canephora Pierre. (A) Explante foliar sem presença de
intumescimento e calos. (B) Explante foliar intumescido. (C e D)
Explante foliar no início de indução de calo. (E e F) Calo de
explante foliar. Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2011..................
36
xii
LISTA DE ABREVIATURAS
2iP – N-isopentenilaminopurina
2,4-D – Ácido 2,4-diclorofenóxiacético
AIB – Ácido indolbutírico
BAP – 6-benzilaminopurina
C. – Coffea
Cm – Centímetros
Cv. – Cultivar
CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
MS – Meio básico de Murashige e Skoog (1962)
RFLP – Restriction Fragment Length Polymorphism
Var. – Variedade
xiii
RESUMO
OLIVEIRA, C.L.L.G. Vigor vegetativo de clones de café Conilon em condições de campo
e seu potencial para propagação in vitro. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento
Regional e Meio Ambiente). 2011. 48p.
Considerando a relevância da cultura de Coffea canephora Pierre para a Amazônia e a
necessidade de melhoramento vegetal desta espécie para o estado de Rondônia, realizou-se
este trabalho com o objetivo de avaliar a correlação existente entre o vigor vegetativo de café
Conilon em condições de campo e seu potencial para propagação in vitro. Para isso
utilizaram-se 15 clones pertencentes ao Programa de Melhoramento do Cafeeiro da Embrapa
Rondônia, localizados no campo experimental de Porto Velho. A parcela experimental foi
composta por dez plantas monoclonais, sendo a parcela útil constituída pelas seis plantas
centrais. Foram avaliadas as características altura da planta, número de brotos ortotrópicos e
comprimento dos brotos em cafeeiros com 10 meses de idade. Posteriormente, no Laboratório
de Biotecnologia Vegetal, folhas da cultivar estudada foram segmentadas em fragmentos de 1
cm² os quais foram inoculados em meio MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962) contendo
metade da concentração dos sais e acrescido de AIB (10 µM), 2,4-D (20 µM) e 2iP (10 µM).
O delineamento foi o de blocos casualizados com três repetições. As culturas foram mantidas
em sala de crescimento, com luminosidade de 2000 lux, fotoperíodo de 16 horas e
temperatura de 24 ± 2ºC. O clone 9 demonstrou melhor desenvolvimento vegetativo em
campo. Na etapa in vitro, para desinfestação dos explantes foliares, o melhor resultado é
obtido pelo tratamento que combinou hipoclorito de cálcio a 2%. Apenas o clone 12 não
apresentou calos embriogênicos induzidos, todos os outros clones foram altamente
responsivos à indução de calogênese. Os resultados obtidos demonstraram não haver relação
entre vigor vegetativo em campo e potencial calogênico in vitro para cafeeiros Conilon.
Palavras-chave: Coffea canephora; crescimento vegetativo; cultura de tecidos vegetais.
xiv
ABSTRACT
OLIVEIRA, C.L.L.G. Vigor of vegetative coffee clones Conilon in field conditions and
their potential for in vitro propagation. Dissertation (Master of Regional Development and
Environment). 2011. 48p.
Considering the importance of the culture of Coffea canephora Pierre to the Amazon and the
need for breeding this species in the state of Rondonia, took place this work in order to assess
the correlation between the vigor of coffee Conilon under field conditions and its potential for
in vitro propagation. For this we used 15 clones belonging to the Coffee Improvement
Program of Embrapa Rondonia, located in the experimental field of Porto Velho. The
experimental plot was composed of ten monoclonal plants, and up the useful portion of the six
central plants. Characteristics were evaluated: plant height, number of orthotropic shoots and
length of shoots in coffee plants with 10 months of age. Later, at the Laboratory of Plant
Biotechnology, leaves of cultivars have been segmented into fragments of 1 cm ² which were
inoculated in MS medium (MURASHIGE; SKOOG, 1962) containing half the concentration
of salts and addition of AIB (10 mM), 2, 4-D (20 mM) and 2iP (10 mM). The design was a
randomized block with three replications. The cultures were kept in growth room, with
brightness of 2000 lux, photoperiod of 16 hours and temperature of 24 ± 2 º C. Clone 9
showed better vegetative growth in the filed. In step vitro disinfection of leaf explants, the
best result is obtained by combined treatment of calcium hypochlorite 2%. Only clone 12
showed no callus induced, all other clones were highly responsive to induction of callus
formation. The results showed no relationship between vigor in the field and in vitro for
potential calogênico Conilon coffee.
Key words: Coffea canephora; vegetative vigor; plant tissue culture.
1
1. INTRODUÇÃO
Entre as diferentes atividades ligadas ao negócio agrícola em nível mundial, o
agronegócio do café está entre as de maior importância econômica e social (FERRÃO, 2004).
No Brasil a cultura de Coffea canephora Pierre ex Froehner gera renda em torno de um bilhão
de reais, quando contabilizados todos os negócios envolvendo o produto, e estima-se que C.
canephora participe com 35% das operações envolvendo café beneficiado no contexto
mundial (MATIELLO, 1998; FAZUOLI et al., 2007).
Na região Amazônica, o café é uma das culturas perenes mais cultivadas, sobretudo
em Rondônia onde os cultivos ocorrem, predominantemente, em pequenas propriedades
rurais, em regime de agricultura familiar, representando uma das principais fontes de renda
das famílias. O estado de Rondônia destaca-se por apresentar uma extensa área com
capacidade para o cultivo da espécie C. canephora, que tem se desenvolvido mais
expressivamente na região centro-sul do estado onde, além de condições climáticas
favoráveis, há também predominância de solos com boa fertilidade natural.
A espécie C. canephora, conhecida como café robusta, inclui diversas variedades,
como Conilon, que é a mais importante em nosso país pelo seu volume de produção e valor
industrial. Em função de sua menor acidez e maior quantidade de sólidos solúveis, o café
Conilon é largamente utilizado pela indústria na fabricação dos cafés solúveis e em misturas
com o café arábica, chegando a participar com até 50% nos blends, sendo empregado para
contrabalançar a acidez do arábica e conferir corpo ao produto industrializado (FERRÃO,
2004; BELING, 2005 citado por FERRÃO et al., 2007).
A utilização de cultivares do cafeeiro Conilon de bom potencial produtivo, maturação
uniforme dos frutos, grãos graúdos, tolerantes à ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. et Br) e às
principais pragas do cafeeiro é, a curto prazo, a alternativa tecnológica mais adequada para
elevar a produtividade média estadual de café beneficiado e estimular a melhoria da qualidade
da bebida do café produzido em Rondônia (RAMALHO, 2008).
Dentre as técnicas convencionalmente utilizadas para propagação vegetativa do
cafeeiro, a produção de mudas via estaca a partir de segmentos de ramos ortotrópicos (ou
verticais) é a que se melhor adapta para clones de C. canephora (FAZUOLI et al., 2007). Esse
método é normalmente empregado em plantas de café Conilon que possuem dois anos de
idade, no qual as matrizes têm seus ramos ortotrópicos cortados ou curvados visando à
produção máxima de brotações (FONSECA et al., 2007). Essas estacas de ramos ortotrópicos
2
podem conter uma ou várias gemas, as quais são tratadas com compostos auxínicos e
enraizadas em diferentes substratos para serem plantadas em campo.
Atualmente, técnicas de multiplicação in vitro tem se mostrado como uma alternativa
economicamente viável, devido principalmente pela redução de tempo para se obter um novo
indivíduo (OLIVEIRA, 2001). Staritsky (1970) foi o pioneiro a realizar trabalhos e
estabelecer as técnicas de cultura de células e tecidos vegetais para plantas de café. O autor
obteve êxito na indução de calos a partir de folhas em Coffea arabica L. e ainda descreveu a
indução de embriões somáticos e plântulas oriundas de ramos ortotrópicos de Coffea
canephora Pierre. Em seguida se deu início a várias pesquisas para aplicação desses métodos
no melhoramento do cafeeiro, exclusivamente para acelerar a multiplicação vegetativa desta
cultura.
Dentre as técnicas de clonagem in vitro para o cafeeiro, as mais utilizadas são a
microestaquia, a cultura de embriões, a organogênese, a calogênese e a embriogênese
somática (SANTANNA-BUZZY et al., 2007). A calogênese constitui-se numa etapa básica
para o desenvolvimento de sistemas de propagação massiva de plantas, no qual fragmentos
denominados explantes são desinfestados e tratados com reguladores de crescimento
objetivando-se a formação de calos embriogênicos.
A cafeicultura mundial tem sido grandemente beneficiada pelo sucesso dos programas
de melhoramento genético, pois coloca a disposição do agricultor, cultivares de alta
capacidade produtiva (PEREIRA, 2000). Em Rondônia, pesquisas vêm sendo realizadas e
desenvolvidas no sentido de selecionar e posteriormente desenvolver genótipos de C.
canephora resistentes as principais doenças e pragas que atingem o parque cafeeiro do estado,
pois embora as plantas se encontrem bastante adaptadas, e possuem maior facilidade de
manejo, devido ao seu menor porte, a variedade Conilon apresenta suscetibilidade aos
principais estresses bióticos da cultura na região, tais como ferrugem e nematóides (SOUZA
et al., 2005), assim neste sentido a propagação e multiplicação in vitro se apresenta como
alternativa viável para acelerar as etapas do melhoramento desta espécie.
Dessa forma, a micropropagação pode auxiliar os programas de melhoramento de
Coffea canephora devido à redução do tempo necessário para a obtenção de novos indivíduos.
Por meio de trabalhos relacionando, os dados coletados e conhecimentos das diferentes áreas,
como o melhoramento clássico associado à biotecnologia, obter-se-á resultados mais rápidos,
aplicáveis e com menos custos, contribuindo assim para o aumento da renda, principalmente
do pequeno produtor, que geralmente não tem acesso a tecnologias de produção relativamente
sofisticadas.
3
A modernização da agricultura deve implicar na inclusão de inovações tecnológicas
entre os fatores primários de produção, é nesse sentido que técnicas de biotecnologia como a
cultura de tecidos vegetais entra como subsídio para acelerar etapas de melhoramento do
cafeeiro, cultura perene que está inserida no ecossistema regional. Como decorrência do
trabalho espera-se auxiliar na ampliação da área plantada no estado, buscando incrementar a
produtividade por área, baseando-se através dos resultados vegetativos e in vitro obtidos pelos
clones da variedade Conilon, contribuindo assim para o aumento da oferta do produto na
região amazônica.
4
2. OBJETIVOS
2.1. GERAL
• Avaliar a correlação existente entre o vigor vegetativo em campo de C. canephora,
var. Conilon e seu potencial para propagação in vitro.
2.2. ESPECÍFICOS
• Comparar o desenvolvimento vegetativo de clones de C. canephora em condições de
campo;
• Promover o estabelecimento de uma metodologia eficiente para desinfestação dos
explantes foliares do cafeeiro Conilon;
• Comparar o potencial calogênico dos clones estudados, entre si e em relação ao seu
potencial de desenvolvimento vegetativo em condições de campo.
5
3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1. HISTÓRICO, CENTROS DE ORIGEM E DISPERSÃO GEOGRÁFICA DE Coffea sp.
As espécies de cafeeiros distribuem-se, de modo geral, ao longo da região tropical
central da África, nas regiões altas da Etiópia, onde ocorre espontaneamente como planta de
sub-bosque, sendo Coffea arabica L. da Etiópia e Coffea canephora Pierre ex Froehner do
Congo. Existem indícios de cultivos comerciais no Iêmen antes do século XV (CARVALHO,
1946). Algumas espécies de Coffea spp também ocorrem na Índia (FAZUOLI, 1986). Coffea
canephora, incluindo suas diversas variedades, possuem ampla distribuição geográfica, e
crescem em estado espontâneo na África tropical em uma área muito extensa em região de
densa floresta tropical úmida, de baixas altitudes, ao sul e ao norte do equador desde o nível
do mar, que se estendem desde a costa oeste até a região central do continente africano, em
maiores altitudes, com até 1.300 m, especialmente República da Guiné, Uganda e Angola
(CHARRIER; BERTHAUD, 1985 citado por FERRÃO et al., 2007a; CARVALHO, 1946).
Segundo Carvalho (1946), C. canephora foi observada em 1885 por Mgr. Leroy no
alto “Ngounié”, sendo primeiramente encontrada na localidade de Agouma, onde existiam nas
florestas as margens dos rios. Os habitantes dessa região ainda não faziam uso do cafeeiro,
enquanto há cerca de um século esse café já era cultivado pelos portugueses em Angola e
pelos árabes da região do lago Vitória. Em 1895 foi levado ao botânico Louis Pierre material
de herbário dessa espécie, onde ele a descreveu como Coffea canephora e publicou essa
descrição em 1897, em seguida no ano 1900 foram enviadas sementes do canéfora do Congo
à Casa de Horticultura de L. Linden em Bruxelas, onde foi lançada no mercado como Coffea
robusta (CHEVALIER, 1929 e 1944, citado por CARVALHO, 1946). Detalhado estudo da
distribuição geográfica do café foi realizado pelo botânico Augusto Chevalier, o qual
descreveu maior concentração das espécies ao longo do rio Congo, na África; um grande
grupo foi observado ser nativo de Madagascar; e somente seis espécies foram encontradas na
Ásia e Oceania. São descritas na literatura, mais de 70 espécies originárias de diversas regiões
tropicais e subtropicais da África, de Madagascar e de ilhas vizinhas (CARVALHO, 1946).
A denominação “robusta” da espécie C. canephora advém da expressão rusticidade e
resistência às doenças das plantas (FERRÃO et al., 2007a ), nome com o qual o canéfora foi
enviado a Java, onde alcançou grande sucesso, dai a generalização desse nome
(CARVALHO, 1946). A espécie C. canephora foi descrita várias vezes e por diferentes
autores, tendo como sinônimos antigamente os nomes C. Laurentii De Wild, C. arabica var.
6
Stuhlmannii Warbg., C. bukobensis Zimmern, C. Maclaudii Chev., C. ugandae Crarner
(CARVALHO, 1946), posteriormente alguns desses nomes foram designados como variações
de Coffea canephora.
Plantações comerciais de café iniciaram-se no Iêmen com o cafeeiro arábica. Teve um
rápido desenvolvimento, especialmente após sua introdução na América do Sul, por volta de
1727. Nos anos de 1870 a 1900 foi constatada grande incidência de doença ocasionada por
um fungo biotrófico Hemileia vastatrix, a ferrugem, nas regiões sul e leste da Ásia,
constituindo-se, provavelmente, no principal motivo de estímulo para a utilização da espécie
C. canephora, já que esta apresentava resistência à doença (CHARRIER; BERTHAUD, 1988;
VOSSEN, 1985 citado por FONSECA et al., 2002).
Conforme Carvalho (2007) relata, os primeiros europeus que tiveram contato e
cultivaram o café na Indonésia (Java, Bornéu e Sumatra) foram os holandeses em 1690. No
ano de 1706, um exemplar desse café foi enviado ao Jardim Botânico de Amsterdã; quando
frutificou, o governo holandês deu ao rei de França, como presente, uma das mudas obtidas, a
qual foi plantada no “Jardim das Plantas” de Paris, 1714. Da Holanda, sementes e mudas
foram enviadas, em 1718, para a colônia do Suriname, de onde as sementes foram levadas, em
1722, para a Guiana Francesa; para o Brasil veio pelas mãos do sargento-mor Francisco Mello
Palheta, que trouxe cinco mudas e uma pequena quantidade de sementes, estabelecendo uma
modesta lavoura no Pará, seguindo para as regiões Nordeste, Sudeste e Sul. Em 1825, o
suprimento mundial de café era feito pela Américas Central e do Sul, no qual o Brasil passou
a ser o maior exportador desse produto (FERRÃO et al., 2007a).
De acordo com Fonseca et al. (2002), os primeiros cultivos e estudos com finalidade
de pesquisa científica com C. canephora foram realizados por volta de 1900, em Java, ilha
localizada na Indonésia, buscando estabelecer as bases biológicas fundamentais ao
melhoramento da espécie. Posteriormente plantações dessa espécie se estenderam para outras
regiões da África, América e Ásia, notadamente a partir do surgimento do café solúvel, na
década de 50, e de seu emprego nos blends de cafés torrados e moídos (CHARRIER;
BERTHAUD, 1988; MALTA, 1986 citado por Ferrão et al., 2007a).
Atualmente o cafeeiro arábica é cultivado em muitas partes do mundo: nas Américas
Central e do Sul, na África do Sul e no leste da Ásia enquanto o C. canephora, é cultivado na
África Ocidental e Central, no sudeste da Ásia e em algumas regiões das Américas, com
destaque para o Brasil.
A produção comercial da cultura do cafeeiro no mundo quase que exclusivamente é
relacionada a três espécies, C. arabica, C. canephora e C. dewevrei. As demais espécies como
7
C. liberica, C. racemosa, C. eugenoides, C. congensis, C. stenophylla, C. kapakata e C.
salvatrix entre outras (Figura 1), são de grande importância nos programas de hibridação no
melhoramento genético pela transferência de alelos responsáveis por características
agronômicas desejáveis, relacionadas principalmente a tolerância à seca e a resistência a
pragas e doenças, para as três espécies produzidas comercialmente (CARVALHO, 1946;
KRUG et al., 1951).
Embora exista grande número de espécies de café, cerca de 105, somente C. arabica
L. e C. canephora Pierre têm importância econômica mundial (AGUIAR, 2001).
Aproximadamente 70% do café comercializado no mundo provêm de cultivares de C. arabica
L., reconhecida pela qualidade potencial de sua bebida, enquanto que 30 % provêm de C.
canephora.
Segundo Carvalho e Monaco (1969), devido à forma natural de reprodução de C.
canephora e conseqüente heterogeneidade das populações, é bastante difícil realizar a
caracterização de variedades dentro dessa espécie. Têm-se agrupado os diferentes acessos do
germoplasma do canéfora de acordo com certas características agronômicas e morfológicas
estudadas, assim, no primeiro grupo denominado “Robusta”, enquadram-se genótipos que se
caracterizam por apresentar hábito de crescimento ereto, caules de maior diâmetro e pouco
ramificados, folhas e frutos de maior tamanho, maturação tardia, maior vigor da planta, maior
produtividade e maior tolerância a doenças (FONSECA et al., 2002). Em um segundo grupo,
o “Conilon ou Kouillou”, enquadram-se genótipos que apresentam hábito de crescimento
arbustivo, caules ramificados, folhas alongadas, florescimento precoce, resistência à seca e
maior suscetibilidade às doenças (BERTHAUD, 1986).
Cultivares dos dois grupos especificados acima, assim como os cafés por elas
produzidos, são genericamente designadas como “café robusta” (PAULINO et al., 1984). O
café Conilon possui seu nome derivado do rio Kouillou, no Congo, ou do rio Kwilu, no Zaire
(BERTHAUD, 1986), no Brasil a variedade Conilon foi introduzida pelo estado do Espírito
Santo, cujo „Conilon‟ se derivou da palavra Kouillou, com as letras K e U substituídas por C e
N, respectivamente (FAZUOLI, 1986).
8
Figura 1. Frutos de diferentes espécies de Coffea presentes em coleções de germoplasma no
Brasil. C. canephora (A), C. arabica (B), C. dewevrei (C), C. kapakata (D), C. racemosa (E),
C. salvatrix (F), C. congensis (G), C. stenophylla (H), C. liberica (I) e C. eugenioides (J).
Fonte: Extraído de Guerreiro Filho et al. (2008).
9
Com relação a estudos sobre os tipos de material genético encontrados em C.
canephora, resultados obtidos por Berthaud (1986), revelaram que há dois grupos de
materiais genéticos distintos, classificados como Congolense e Guineano. Este agrupamento
foi postulado com base em marcadores enzimáticos e nas diferenças das regiões geográficas.
Esses dois grupos se diferem pela sua origem geográfica e morfologia das plantas.
Berthaud (1986) e Dusset et al. (1999), revelaram que o grupo Guineano é constituído
por populações selvagens da Costa do Marfim e o grupo Congolês, por populações selvagens
das repúblicas Centro-Africana, Camarões e Congo. Trabalhos apresentados por Montagnon
et al. (1992), envolvendo isoenzimas, subdividiram o grupo Congolense em dois subgrupos
(SG1 e SG2), o subgrupo SG1 reúne as populações originárias do Gabão e do sul do Congo e
o subgrupo SG2 compreende genótipos cultivados na África Central.
Posteriormente, Dusset et al. (1999) citado por Ferrão et al. (2007c) encontraram o
mesmo resultado ao trabalhar com isoenzimas, com marcadores RFLP, identificaram outros
dois grupos suplementares dentro do Congolense, denominados de B e C, os quais reúnem
populações do sul e sudeste da África (subgrupo B) e da região sudeste da África Central,
nordeste da República Democrática do Congo e sudeste do Camarões (subgrupo C). Na
Tabela 1 é apresentada o agrupamento da espécie C. canephora com base nas diferentes
metodologias de análise realizadas por Montagnon et al. (1992) e posteriormente Dusset et al.
(1999).
No Brasil, os cafés chamados Conilon, da espécie C. canephora, são representantes do
grupo Guineano e apresentam sementes e folhas menores e estreitas, sendo que os cafeeiros
da cultivar Robusta, representantes do grupo Congolês, apresentam frutos e sementes maiores,
folhas largas, plantas vigorosas e produtivas, nas condições de Campinas, SP (GUERREIRO
FILHO et al., 2008).
10
Tabela 1. Agrupamento da espécie Coffea canephora com base em diferentes estudos.
Marcadores Genéticos
Isoenzimas
RFLP
Berthaud,
1986
Montagnon Dussert
et al. 1992 et al. 1999a
Dussert
et al. 1999b
Classificação
Origem
Adotada
Geográfica
Guineano
Guineano
1
D
Guineano
Guiné e Costa do Marfim
Congolênse
SG1
SG2
3
2
A
E
B
SG1
SG2
B
C
C
Costa Atlântica da África Central
Bacia do Rio Congo da RDC¹
Sul da África Central e Norte RDC
Sudeste África Central, Nordeste
RDC e Sudoeste de Camarões
¹ RDC: República Democrática do Congo.
Fonte: Montagnon (2000) citado por Ferrão et al. (2007c).
3.2. TAXONOMIA E ASPECTOS BOTÂNICOS DE Coffea canephora Pierre
A família Rubiaceae, abrange mais de 10.700 espécies agrupadas em 637 gêneros
(ROBBRECHT, 1988). As espécies de cafeeiro apresentam enorme variabilidade em relação
às características morfológicas de folhas, flores e frutos, caracteres agronômicos e
bioquímicos, ploidia e reprodução, constituindo em importantes fontes de alelos para
resistência a pragas, doenças e nematoses, apresentando tolerância às condições adversas do
ambiente, sendo aproveitadas em programas de melhoramento, em vista da diversidade
genética existente entre as espécies e dentro delas (AGUIAR, 2001).
Com a expansão da cafeicultura no mundo, começaram a surgir as descrições
botânicas de diversas espécies dentro do gênero Coffea, cujo agrupamento foi se tornando
complexo. Lineu em 1737, descreveu a primeira espécie de cafeeiro, com o nome de Coffea
arabica L. (CARVALHO, 1946). Posteriormente, novas espécies foram descritas. Em 1897,
o botânico alemão Albrecht Froehner, fazendo uma revisão do gênero Coffea, descreveu
diversas outras, dentre as quais a espécie C. canephora, de ampla distribuição geográfica na
África (FERRÃO et al., 2007b).
Estudos detalhados sobre a taxonomia de Coffea e sua distribuição geográfica também
foram feitos pelo botânico francês Auguste Chevaleir. Em 1940 e 1942, esse pesquisador
publicou revisões gerais das espécies de Coffea. Sugerindo a divisão do gênero Coffea em
cinco seções: EuCoffea, MozambiCoffea, MascaraCoffea, ParaCoffea e ArgoCoffea
(CARVALHO, 1946).
Há controvérsias em relação à taxonomia das espécies de Coffea, muitas espécies
oriundas de regiões asiáticas e descritas inicialmente como pertencentes a este gênero não são
mais consideradas como espécies verdadeiras de Coffea (FERRÃO et al., 2007b). Em 1947,
11
Auguste Chevalier estudando detalhadamente o material depositado em herbários, reuniu 60
espécies do gênero em quatro seções: EuCoffea, MascaraCoffea, ArgoCoffea e ParaCoffea
(CABRAL, 2001). A seção EuCoffea compreende cinco subseções, entre as quais na
ErithroCoffea encontram-se as espécies Coffea arabica e Coffea canephora. Posteriormente
Leroy (1980), citado por Carvalho et al. (1991), propôs excluir do gênero Coffea as seções
ParaCoffea e ArgoCoffea, permanecendo apenas EuCoffea, que é atualmente denominado
Coffea e MascaraCoffea e em seguida, subdividiu o gênero Coffea nos subgêneros Coffea,
Psilanthopsis e BaraCoffea.
O subgênero Coffea está distribuído em três seções (CHEVALIER, 1942),
caracterizadas pela abrangência geográfica, MascaroCoffea com espécies em Madagascar e
Ilhas Mascarenhas, MozambiCoffea com espécies do leste africano e EuCoffea apresentando
espécies de café nas regiões central e oeste do continente africano (CROS, 1996;
CHEVALIER, 1942) (Tabela 2).
De acordo com a classificação proposta por Chevalier (1942), apresentada na Tabela
2, (Ferrão et al. 2007b), apresenta a seguinte classificação taxonômica atual da espécie Coffea
canephora:
Classificação: Coffea canephora
Classe: Dicotyledonea
Ordem: Rubiales
Família: Rubiaceae
Gênero: Coffea
Seção: EuCoffea
Subseção: ErithroCoffea
Espécie: Coffea canephora Pierre ex Froehner
Monaco e Carvalho (1972), realizando estudos sobre a biologia da reprodução de C.
canephora, mostraram que as plantas desta espécie são auto-incompatíveis e que tanto o vento
como os insetos participam da polinização. Essa incompatibilidade foi determinada como
sendo do tipo gametofítico, segundo alguns estudos realizados por Conagin e Mendes (1961),
há indicações de que essa incompatibilidade seja condicionada por uma série alélica S, em um
único loco. Quanto a citologia, o canéfora é alógama e diplóide (CARVALHO et al., 1991),
possui 22 cromossomos somáticos diferentemente do arábica que é poliplóide (2n = 2x = 44
cromossomos (CONAGIN; MENDES, 1961).
12
Tabela 2. Classificação proposta por Auguste Chevalier (1942).
Gênero
Seção
Subseções
AraCoffea Miquel
Eu-ArgoCoffea Chev.
ArgoCoffea Pierre
Argocoffeopsis
(Lebrun) Chev
Verae Chev
Mauritianae Chev.
Multiflorae Chev.
Sclerophyllae Chev.
MascaroCoffea
Chev
Terminalis Chev.
Coffea
Brachyaiphon Dubard
Ex Chev.
Macrocarpa Chev.
Garcinioides Chev.
ErythroCoffea Chev.
EuCoffea K.
Schum. (emend.)
Non Benth.
Et Hook
PachyCoffea Chev.
MelanoCoffea Chev
NanoCoffea Chev.
MozambiCoffea Chev.
Fonte: Ferrão et al. (2007).
Espécies
C. bengalensis (Roxb) Roem. Et Sch.
C. horsfieldiana Miq.
C. fragrans Wall.
C. whightiana Wall.
C. travancorensis Wall.
C. floresiana Boerlage
C. florcifoliosa Chev.
C. grevei Drake ex Chev.
C. cochinchinensis Pierre ex Pitard
Espécies de
C. dongnaiensis Pierre ex Pitard
posição
C. uniflora K. Schum.
incerta.
C. jasminoides Welw.
C. rupestris Hiern.
C. afzelii Hiern (= C. ligustrifolia Stapf)
C. nudiflora Stapf.
C. melanocarpa Welw.
C. scandens K. Schum.
C. subcordata Hiern.
C. claessensii Lebrun.
C. pulchella K. Schum.
C. lancifolia Chev.
C. humblotiana Baill.
C. mauritiana Lamk.
C. nossikumbaensis Chev.
C. gallienii Dubard
C. resinosa (Hock. F.) Radlk
C. bertrandi Chev.
C. boiviniana (Baill.) Drake
C. buxifolla Chev.
C. pervilleana (Baill.) Drake
C. augagneuri Dubard
C. bonnieri Dubard
C. alleizetti Dubard
C. commersoniana (Baill.) Chev
C. macrocarpa A. Rich.
C. mogeneti Dubard
C. tetragona Dubard
C. dubardi Jumelle
C. arabica L.
C. moka Hort.
C. congensis Froehner
C. canephora Pierre ex Froehner
C. liberica Hiern
C. klainii Pierre
C. oyemensis Chev.
C. dewevrei De Wild. Et Dur.
C. atenophylla G. Don.
C. affinis De Wild.
C. carrisoi Chev.
C. brevipes Chev.
C. bumilis Chev.
C. montana Schum.
C. togoensis Chev.
C. mayombensis Chev.
Espécies mal conhecidas
C. kivuensis Lebrun
C. racemosa Lour. (= C. Ibo Froehner)
C. zanguebarise Lour.
C. eugenioides Moore (= C. intermedia Chev.)
C. ligustroides Moore
C. salvatrix Swynnerton et Philipson
13
As principais características botânicas de C. canephora são: planta perene; porte
arbustivo tipo multicaule e caule lenhoso. As folhas das plantas características, grandes,
elípticas lanceoladas, bordos bem ondulados, nervuras muito salientes e coloração verde
claro, bem menos intensa que as de C. arabica. As flores são auto-incompatíveis e multiplicase na natureza exclusivamente por fecundação cruzada, possuem coloração branca, em grande
número por inflorescência e por axila foliar, com 5 a 8 lobos na corola, com igual número de
estames também aderidos a sua base. O estilo é longo e o estigma é bífido, sendo o pedicelo
floral incluído no caulículo, cujos lobos se prolongam em apêndices foliares (GUERREIRO
FILHO et al., 2008).
Segundo Carvalho (1946), os frutos quando maduros são pouco esféricos, menores,
com coloração vermelha, amarela ou alaranjada e exocarpo mais fino que C. arabica.
Guerreiro Filho et al. (2008) apontam que os frutos de C. canephora apresentam-se de forma
variada entre as diferentes cultivares; nas cultivares comerciais, são em número de 30 a 60 por
verticilo foliar, de coloração avermelhada quando maduros, superfície lisa, exocarpo fino,
mesocarpo pouco aquoso, com pouca mucilagem e endocarpo delgado.
Suas sementes são de tamanho variável, apresentando película prateada bem aderente,
endosperma de cor verde claro e maior teor de cafeína como relata Carvalho (1946), são
usualmente menores que as de C. arabica, menos aromáticas, com grande quantidade de
sólidos solúveis, frequentemente apresentando bebida considerada neutra, sendo comum seu
emprego como lastro, em ligas com cafés de sabor e aroma mais ativo, provenientes de
cultivares de C. arabica. É formada por populações com indivíduos altamente heterozigotos
que expressam grande variabilidade genética (CONAGIN; MENDES, 1961). Apresenta
rusticidade e tolerância as doenças e adaptação à ampla faixa de condições edafoclimáticas
tropicais, de baixas altitudes e temperaturas elevadas.
A variedade Conilon de C. canephora, possui como características: folhas jovens de
coloração marrom e, quando adultas de cor verde claro, dimensões das folhas maiores que de
C. arabica, são multicaules, número de inflorescência por axila foliar e o número de flores
por inflorescência é elevado, flores autoincompatíveis, coloração dos frutos varia do vermelho
claro ao escuro, com ou sem estrias longitudinais, mesocarpo dos frutos menos aquoso e
menos doce com relação ao arábica e endocarpo menos espesso (FAZUOLI, 1986).
14
3.3. AUTO-INCOMPATIBILIDADE EM Coffea canephora Pierre
A auto-incompatibilidade corresponde à incapacidade de a planta hermafrodita
produzir zigotos por autopolinização, ou seja, é a incapacidade de ocorrer auto-fecundação,
em consequência amplia-se o fluxo gênico e a frequência de heterozigose no total do loci
dentro das populações de plantas. Ocorrem dois sistemas de incompatibilidade em
angiospermas hermafroditas, a incompatibilidade gametofítica e esporofítica. Ferrão et al.
(2007c), citam que Lewis (1984), realizou uma revisão de literatura sobre autoincompatibilidade em plantas, e concluiu que esse fenômeno está relacionado à inibição, ao
pouco desenvolvimento, ou à ausência do crescimento do tubo polínico no comprimento total
do estilete, quando possuir o mesmo alelo do pólen.
Alguns estudos de Devreux et al. (1959), sugeriram que nos clones de C. canephora, a
auto-incompatibilidade seria do tipo gametofítica e descrevem que, após a autopolinização, o
crescimento do tubo polínico no estigma dessa planta torna-se distorcido, e a sua penetração
no estilete para fecundação do óvulo é bloqueada. Efetuando-se alguns cruzamentos foi
constatado que a incapacidade de crescimento do tubo polínico é explicada, geneticamente,
pela presença de um loco gênico, simbolizado pela letra S do inglês “self-incompatibility”
(auto-incompatibilidade), e três alelos interagindo nesse sistema gametofítico. Para identificar
esses três alelos são utilizados os expoentes S1, S2 e S3.
Ramalho et al. (1994), relatam que embora ainda não se conheça completamente a
base molecular da incompatibilidade gametofítica, constataram a formação de uma
glicoproteína no estigma da flor, sendo que cada alelo da série produz uma glicoproteína
específica, que só é produzida nos tecidos da flor feminina onde o pólen e o tubo polínico
entram em contato, ocorrendo, portanto uma interação alélica do tipo codominância, sendo
que uma pequena quantidade da glicoproteína também foi constatada no ovário, o qual se
acredita que seja para assegurar essa incompatibilidade.
Quando se encontram antígenos e anticorpos de mesmo número, eles são
bioquimicamente afins, e esta é a causa do impedimento de crescimento do tubo polínico,
ocorrendo o aborto do pólen. Sendo assim, quando o progenitor masculino possuir grãos de
pólen S1 o antígeno presente será do tipo 1, grãos de pólen S2 produz antígeno do tipo 2 e S3
produz antígeno do tipo 3, em consequência as flores femininas S1 produzirão anticorpos
anti1, flores femininas S2 produzirão anticorpos anti2, e S3 produz anticorpos anti3. Sendo que
quando o alelo S do pólen é diferente dos dois alelos S do estilo, o tubo polínico cresce
normalmente, penetrando no ovário e realizando a fertilização. Quando os dois alelos do
15
genótipo de um progenitor são os mesmos do outro progenitor, correspondendo, portanto a
uma autofecundação, ou a um cruzamento onde os genótipos dos progenitores são idênticos,
ocorrerá 100% de aborto de pólen e não formará nenhum descendente, por outro lado quando
os genótipos dos progenitores não possuem nenhum alelo em comum, não ocorrerá aborto de
pólen e serão produzidos todos os descendentes esperados, em função desse mecanismo de
incompatibilidade, nunca chega a ser formado genótipos homozigóticos para os alelos S em
condições naturais (RAMALHO et al., 1994).
As principais consequências da auto-incompatibilidade em C. canephora são a
ausência de autofecundações, e a deficiência nos cruzamentos quando se utilizam clones
aparentados e a formação de populações altamente heterozigotas ou heterogêneas. Assim, no
caso de criação de cultivares clonais, há necessidade de definir que clones devem ser
agrupados, são de fundamental importância estudos prévios de compatibilidade genética das
plantas componentes dessa espécie.
3.4. A CULTURA DO CAFEEIRO NO BRASIL E NO ESTADO DE RONDÔNIA
Como relata Carvalho (2007), a cultura do café no Brasil foi introduzida ao norte no
país, mais precisamente em Belém, no estado do Pará, em 1727, trazido da Guiana Francesa
pelo Sargento-Mor Francisco de Melo Palheta. Pequena quantidade de sementes e mudas
foram trazidas a pedido do governador do Maranhão e Grão Pará, que enviara às Guianas com
essa missão. Já naquela época o café possuía grande valor comercial, iniciando-se assim o
cultivo do café no Brasil (GUERREIRO FILHO et al., 2008). Nos estados do Norte, não
houve no período colonial grande interesse pelo café, somente pequenas plantações eram
implantadas no Nordeste brasileiro, principalmente no Ceará e Bahia (CARVALHO, 2007).
Este mesmo autor cita que o café deu-se bem no Pará e, em 1731, já era plantado em vários
locais próximos a Belém, sendo que em 1748 foram contabilizados em torno de 17.000 pés de
café existentes.
De acordo com Carvalho (2007), no Ceará em 1747, dois cafeeiros foram obtidos
diretamente do “Jardim das Plantas” de Paris, dos quais apenas um se desenvolveu. No
Maranhão, Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco o cultivo não se desenvolveu
adequadamente ou não se tentou essa cultura, em 1774 as primeiras sementes de café foram
plantadas em solo goiano e, em 1778, algum café era exportado para o Norte (CARVALHO,
2007).
16
Em 1760 foram plantadas as primeiras mudas no Rio de Janeiro, provenientes do
Maranhão, e no estado de São Paulo por volta de 1780 ou 1790, com relação ao Paraná é
difícil estabelecer o ano de introdução do cultivo do café, e em Santa Catarina, o café foi
plantado, pela primeira vez, em 1786, com sementes provindas de São Paulo (CARVALHO,
2007). No Espírito Santo, há evidências que o café tenha chegado em 1811 (TAUNAY,
1939). Como relata a história do Brasil, a cultura do café teve grande influência na
colonização e desenvolvimento do país, assumindo, até hoje, importante papel econômico e
social (FERRÃO, 2004). Nesse ritmo sementes e mudas de café foram difundidas em grande
parte do território brasileiro, sendo a cafeicultura responsável por um novo ciclo econômico
no país em pleno século XIX.
Atualmente o Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café e se posiciona
em segundo lugar como consumidor. Produto de exportação, a cultura do café movimenta
mundialmente, por ano, cerca de 35 bilhões de dólares (CAIXETA, 1999). Conforme relata
Siqueira (2005), em termos de importação, a Europa é o principal continente importador
mundial de café desde 1967. Já os Estados Unidos é o país que mais consome esse produto,
chegando a responder por 27,2% das importações mundiais (FASSIO; SILVA, 2007).
Tabela 3. Produção final de café beneficiado na safra 2010 no Brasil.
Fonte: Extraído de CONAB (2011).
17
Com relação à produção brasileira, a safra da café beneficiado efetuada pela
Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB, 2010), apontou que o Brasil produziu
48,09 milhões de sacas de 60 quilos, como pode ser observado pela Tabela 3, com acréscimo
de 21,9%, ou de 8,62 milhões de sacas, quando comparado com a produção de 39,47 milhões
de sacas obtidas na safra 2009, sendo esse crescimento justificado pelo ano de bienalidade
positiva, aliado ás condições climáticas favoráveis durante o ciclo da cultura. A área cultivada
com a cultura de café no país totaliza 2.289,2 mil hectares.
Segundo a Conab, o café é cultivado em 14 estados brasileiros e no Distrito Federal,
mas 96,98% da produção concentram-se em apenas seis estados: Minas Gerais, Espírito
Santo, São Paulo, Paraná, Bahia e Rondônia. Quando se considera o café robusta, o Espírito
Santo responde por 72,45% da produção nacional, seguido por Rondônia com 13,3%
(FASSIO; SILVA, 2007). Segundo dados do IBGE (2005), o café Conilon é cultivado em 65
municípios, sendo explorado em cerca de 35 mil propriedade rurais distribuídas pelo território
brasileiro (FERRÃO, 2004).
A cultura do cafeeiro, como importante atividade do setor agropecuário, desempenha
função de vital relevância para o desenvolvimento social e econômico do Brasil. Fassio e
Silva (2007), ressaltam que é notório o destaque de todo o sistema agroindustrial do café em
termos de uso de mão-de-obra e fixação do homem ao campo, geração de emprego nos
setores à montante e à jusante da produção primária, bem como em termos de obtenção de
divisas externas e arrecadação de impostos. A cultura do café emprega direta ou indiretamente
cerca de sete milhões de trabalhadores no país (EMBRAPA, 2005).
A cafeicultura no estado de Rondônia sofreu grande expansão a partir de 1970, com a
implantação dos núcleos de colonização oficial, que assentou milhares de pequenos
produtores na região Amazônica (VENEZIANO, 1984; MEDEIROS, 1998). Rondônia se
posiciona em sexto lugar na produção de café beneficiado no país segundo estimativa
realizada pela Companhia Nacional de Abastecimento em 2010. O parque cafeeiro do estado
é da ordem de 278,68 milhões de covas, incluindo cafezais em produção, totalizando 156.696
covas e com 8.669 covas em formação (CONAB, 2009). A estimativa final para o estado de
Rondônia na safra 2010, indica uma produção de 2.369 mil sacas de café (CONAB, 2010).
3.5. A CULTURA DO CAFÉ CONILON A NÍVEL NACIONAL E ESTADUAL
A produção de café no Brasil e no mundo tradicionalmente se concentrava apenas em
C. arabica, entretanto a partir do fim do século XIX, devido a um grande surto de ferrugem
18
que afetou os cafezais do sul e leste da Ásia, a espécie C. canephora, que se mostrava
resistente a doença, passou a ser alvo de estudos científicos visando a sua exploração
econômica (FASSIO; SILVA, 2007). Atualmente, cerca de 71% da produção brasileira de
café é derivada de cultivares arábica e o restante, de café robusta (RONCHI; DAMATTA,
2007). A produção de café robusta é originária exclusivamente da variedade Kouillou,
popularmente conhecida como Conilon.
Recentemente, conforme dados do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos
(USDA), cerca de 36% da produção mundial de café provêm da espécie C. canephora. Ferrão
et al. (2007a), também cita essa informação relatando que o canéfora é a segunda espécie do
gênero Coffea mais cultivada no mundo, representando cerca de 35-38% da produção. Os
maiores produtores são Vietnã e Brasil, que representam 34,67% e 23,07% da produção
mundial respectivamente, sendo seguidos pela Indonésia, com 13,58% (FASSIO; SILVA,
2007). Segundo Fazuoli (1986), o plantio da espécie C. canephora em nosso país vem sendo
ampliado, pois o seu produto, embora se apresentando como inferior em relação à qualidade
de bebida e aspecto ao de C. arabica, vem fazendo concorrência ao próprio café brasileiro,
por ser cotado no mercado internacional a um preço mais reduzido que o café arábica,
possibilitando aumento de emprego na indústria de café solúvel, em virtude de permitir maior
extração de sólidos solúveis e poder ser utilizado em misturas com o arábica, barateando
assim o custo do produto final.
Nos últimos anos, a produção do café robusta vem aumentando, comparativamente,
mais que a do arábica: em 1985, cerca de 25% da produção mundial de café era derivada do
café robusta e, em 2005, esse percentual elevou-se para cerca de 38% (DAMATTA et al.,
2007). Mourão (2002) cita que a importância econômica do café para o Brasil mostra a
necessidade de maiores esforços e investimentos em pesquisa nesse setor, para se reduzir o
uso de pesticidas nessa cultura, o que pode diminuir os custos de produção e também de
resíduos que ficam expostos no meio ambiente.
Os principais estados brasileiros produtores de C. canephora são Espírito Santo,
Rondônia e Bahia. Rondônia se apresenta como maior produtor da região amazônica (NUNES
et al., 2005), e é o segundo maior produtor de café conilon (robusta) do país (CONAB, 2010).
C. canephora possui grande capacidade de adaptação a diversas regiões (CHEVALIER 1947,
citado por FAZUOLI, 1986). Devido à boa adaptação a regiões baixas, quentes e úmidas, com
temperaturas médias anuais entre 24 a 26°C, esta espécie é de grande interesse para o estado
de Rondônia, viabilizando o plantio de café nas áreas de menos altitude (VENEZIANO,
1993). Sendo assim, Rondônia tem no café do grupo Robusta sua maior expressão,
19
posicionando-se em segundo lugar em produção no país, destacando-se a variedade Conilon
dentre as mais plantadas (MEDEIROS, 1998). O café sendo a cultura perene mais difundida
nesse estado, compõe uma das principais fontes de renda de inúmeras famílias da zona rural,
de modo geral, o cultivo do café robusta em Rondônia é feito em pequenas glebas, com baixo
nível tecnológico e grande aproveitamento de mão de obra familiar. Atualmente a cafeicultura
em Rondônia é a principal cultura perene (167.000 hectares) em cerca de 28.000 pequenas e
médias propriedades rurais, com emprego predominantemente de mão-de-obra familiar.
A partir da década de 70, a cultura do cafeeiro apresentou grande expansão no estado
de Rondônia, devido ao assentamento de inúmeros produtores rurais nesse período, de modo
geral, as lavouras de café em Rondônia, foram implantadas com sementes trazidas pelos
agricultores, de regiões produtoras nacionais e sem nenhum controle oficial (VENEZIANO,
1996). No estado, o cultivo do cafeeiro é realizado em diferentes ambientes (fertilidade
natural dos solos; altitude de 100 a 450 m acima do nível do mar; precipitação de 1.800 a
2.200 mm/ano com acentuada deficiência hídrica temporal de junho a setembro), além de
níveis agrotecnológicos diferenciados (baixo e médio uso de insumos agrícolas) nos diferentes
pólos cafeeiros rondonienses. Devido a estes e outros fatores econômicos, sociais e tradição
de cultivo, a variedade botânica „Conilon‟ (Coffea canephora Pierre ex Froehner; Rubiaceae)
predomina em 95% das regiões cafeeiras do estado de clima quente, úmido e de baixa altitude
(NUNES et al., 2005). Nas demais áreas, principalmente naquelas de maior altitude (acima de
350 m anm) com temperatura média anual relativamente amenas (<23°C), explora-se
também, cultivares comerciais do cafeeiro arabica (Coffea arabica L.), principalmente o
„Catuaí vermelho‟, „Mundo Novo‟ e „Catimor‟.
O surgimento e crescimento da indústria do café solúvel, bem como o emprego dessa
espécie em misturas com o café arábica, foi um dos principais fatores responsáveis pelo
desenvolvimento da cultura do canéfora em Rondônia.
3.6. PROPAGAÇÃO VEGETATIVA DO CAFEEIRO CONILON
De acordo com Caixeta et al. (2008), o desenvolvimento de uma cultivar de café
arábica é um processo muito extenso, que pode chegar a durar até 30 anos de trabalho em
cima de determinada cultivar, esse autor cita que isso acontece pois o processo de
melhoramento em geral requer um ou mais cruzamentos e vários ciclos de seleção, a fim de
que as características de interesse sejam reunidas e fixadas na nova cultivar, deste modo
permitindo a produção de plantas uniformes por meio de sementes. Plantas de café Conilon
20
apresentam alto grau de variabilidade fenotípica para diversos caracteres botânicos e
agronômicos, o que faz com que as plantas dessa espécie propagadas por sementes
apresentem grandes variações quanto à sua forma, produção, tamanho e forma das folhas,
sementes e frutos, entre outras características (PAULINO et al., 1984; MATIELLO, 1998).
Fazuoli et al. (2007), citam que algumas cultivares de C. canephora podem ser propagadas
por sementes, no entanto essas plantações não apresentarão uniformidade, devido a sua forma
de reprodução. A propagação por sementes é naturalmente o método prevalente para
multiplicação e obtenção de plantas de café arábica (VIEIRA; KOBAYASHI, 2002).
Na técnica de propagação vegetativa o tempo necessário para o desenvolivmento de
uma nova cultivar poderia ser reduzido em cerca de 8 a 10 anos, pois a produção de clones
deriva da planta matriz, possibilitando assim a multiplicação de híbridos e de plantas
superiores que segregam uma ou mais características (CAIXETA et al., 2008). Deste modo, a
propagação vegetativa mantém as características genéticas da planta matriz, bem como
apresenta a vantagem da precocidade inicial da sua produção, assim, torna-se vantajosa a
propagação vegetativa do cafeeiro Conilon, razão pela qual os plantios atuais têm sido
realizados em grande parte com a utilização de mudas produzidas por estaquia (PARTELLI et
al., 2002). Na propagação vegetativa tradicional estão sendo desenvolvidas e aprimoradas as
técnicas de alporquia e estaquia, técnicas simples que poderão ser utilizadas para clonar
cafeeiros especiais e híbridos (DECHEN et al., 2007).
Em âmbito mundial, a propagação vegetativa é um método que está sendo cada vez
mais utilizado, sobretudo por sua maior efetividade em capturar os ganhos gerados obtidos
dos programas de melhoramento genético (HAINES, 1992).
3.6.1. Estaquia
Browse (1979), afirma que embora a estaquia seja um método de propagação utilizado
há muito tempo, só nos últimos cento e cinquenta anos, com o desenvolvimento e a colocação
no mercado de equipamentos atualizados e baratos, começou então a desempenhar um papel
significativo na propagação dos vegetais em geral. Igualmente, Foster (1993), cita que as
técnicas de propagação vegetativa tradicionais irão se tornar comum para muitas espécies
comercialmente importantes e a tecnologia de enraizamento de estacas continuará a ser o
procedimento mais parcimonioso para propagação de plantas em larga escala.
Na estaquia a multiplicação é realizada por estacas de ramos ortotrópicos ou verticais,
que contendo uma ou várias gemas, são tratadas com compostos auxínicos e enraizadas em
21
diferentes substratos (VIEIRA; KOBAYASHI, 2002). Nesse método, normalmente
empregado em plantas de café Conilon, que possuem dois anos de idade ou mais as matrizes,
têm seus ramos ortotrópicos jovens cortados ou curvados visando à produção máxima de
brotações, sendo realizados dois cortes por ano, totalizando em média de 300 a 400 estacas
por planta nesse período (FONSECA et al., 2007; BRAGANÇA et al., 1995).
Ainda que a estaquia seja a técnica que melhor se adapta para a produção de mudas de
clones de C. canephora (FAZUOLI et al., 2007), Vieira e Kobayashi (2002) relatam que é
considerada ineficiente para se obter rapidamente grande quantidade de material propagativo.
Um dos problemas é a resposta diferencial de cada espécie e de clones aos tratamentos
utilizados para o enraizamento das estacas (PAULINO; PAULINI, 1985; BERGO, 1997
citado por VIEIRA; KOBAYASHI, 2002).
Enquanto Fazuoli et al., (2007) cita que a possibilidade de multiplicação vegetativa
realizada por estaquia de segmentos de ramos ortotrópicos se mostra como método que possui
grande vantagem para a cultura do café, deste modo, plantas geneticamente superiores podem
ser rapidamente multiplicadas.
Atualmente técnicas como a enxertia e alporquia tem bastante usadas na propagação
vegetativa do cafeeiro. Devido o café robusta possuir variabilidade genética quanto á
tolerância aos nematóides (VEGRO et al., 1996), pesquisas têm mostrado o aproveitamento
do sistema radicular de café robusta para combater os danos causados pelos nematóides em
cultivares de C. arabica, podendo resultar também em plantas vigorosas com alto poder de
produtividade (CARVALHO; COSTA, 1977; TOMAZ, 2005).
Alporquia é, entre todos, o mais simples processo de propagação vegetativa, no qual as
plantas formam raízes adventícias a partir dos ramos (BORDIGNON; MEDINA FILHO
2003; DECARLOS NETO et al., 2007). Sendo comparado a outros processos de propagação
vegetativa, como a estaquia, a alporquia é um processo menos drástico e que requer menos
cuidados com o ambiente no momento da propagação (SYLVAIN, 1979; HARTMANN et.
al., 1990; BORDIGNON; MEDINA FILHO, 2003).
3.7. MÉTODOS DE PROPAGAÇÃO IN VITRO
Atualmente, técnicas de multiplicação in vitro tem se mostrado como uma alternativa
economicamente viável, devido dentre outras características a redução de tempo para se obter
um novo indivíduo (OLIVEIRA, 2001). Staritsky (1970) foi o pioneiro a realizar trabalhos e
estabelecer as técnicas de cultura de células e tecidos vegetais para plantas de café, utilizando
22
meio contendo sais inorgânicos, sacarose, tiamina, cisteína e auxina. O autor obteve êxito na
indução de calos a partir de folhas em Coffea arabica L. e ainda descreveu a indução de
embriões somáticos e plântulas oriundas de ramos ortotrópicos de Coffea canephora Pierre.
Em seguida se deu início a vários trabalhos para aplicação desses métodos em programas de
melhoramento do cafeeiro (CARVALHO et al., 1974; BANDEL et al., 1975; MONACO et
al., 1977; CUSTER et al., 1980; DE PENA, 1983; SONDAHL et al., 1984 e 1991; THORPE;
PATEL, 1984; OWUOR, 1987 citados por ANDRADE, 1998), exclusivamente para acelerar
a multiplicação vegetativa desta cultura (VIEIRA; KOBAYASHI, 2002). Dentre as técnicas
de clonagem in vitro para o cafeeiro, as mais utilizadas são a microestaquia, a cultura de
embriões, a organogênese, a calogênese e a embriogênese somática (SANTANNA-BUZZY et
al., 2007).
Diversos trabalhos foram realizados utilizando cultura de tecidos para propagação de
variedades comerciais de café, regenerando plantas através de neoformação de gemas, de
secção de entre nós verdes, de ramos ortotrópicos e por indução de embriogênese somática a
partir de explantes foliares (HERMAN; HAM 1975; SONDAHL; SHARP, 1977; DUBLIN,
1980 e 1981; PIERSON et al., 1983; citados por ANDRADE, 1998).
Segundo Chaddad Júnior (1995), o termo utilizado como cultura de tecidos vegetais é
convenientemente usado para descrever todos os procedimentos usados na cultura estéril de
materiais como protoplastos, células, órgãos, embriões e plântulas. A cultura se baseia na
teoria da totipotência onde os seres vivos têm a capacidade de regenerar organismos inteiros,
idênticos à matriz doadora, a partir de células únicas (ALVES et al., 2008). Costuma-se
empregar, associada com a cultura de tecidos, a expressão "in vitro", que significa
"crescimento fora do corpo vivo, em ambiente artificial". O objetivo é obter uma nova planta
idêntica a original, realizando assim uma clonagem vegetal (ANDRADE, 2002).
Dentre as etapas iniciais de micropropagação de determinado material, a desinfestação
é uma fase em que pode ocorrer vários problemas, pois o agente desinfestante utilizado deve
eliminar os microrganismos do tecido vegetal sem danificar o mesmo. Assim, muitas vezes a
obtenção de tecidos vegetais livres de microorganismos é difícil. Entretanto, se apenas os
meristemas forem retirados, esses geralmente estão livres dos agentes infecciosos (CALDAS,
1998; ROCA; MROGINSKI, 1991). Geralmente, explantes coletados no campo apresentam
maiores taxas de infecção por microrganismos, quando comparadas com as de explantes
jovens ou retirados de mudas mantidas em casa-de-vegetação, sendo assim mais difícil a
desinfestação de explantes provenientes do campo.
23
Hartmann et al. (2002), indicam que a contaminação pode ser reduzida por
pulverizações com inseticidas e fungicidas, envolvendo os brotos das plantas em sacos
plásticos ou mantendo-os em casa-de-vegetação. Dentre os vários agentes usados para a
desinfestação dos explantes inclui-se o cloreto de mercúrio, o ácido clorídrico, o cloreto de
benzalcônio, o peróxido de hidrogênio e, os mais comumente utilizados, o hipoclorito de
cálcio e o hipoclorito de sódio (GRATTAPAGLIA; MACHADO, 1998).
Torres et al. (1998), expõem que geralmente um surfactante como Tween, ou outro
detergente, é adicionado à solução de hipoclorito para facilitar a sua ação, aumentando o
contato da solução com os tecidos. Na maioria das vezes, no início da desinfestação, é
utilizado etanol a 70% durante alguns segundos, depois, o explante é mergulhado em
hipoclorito de sódio em uma concentração que varia de 1 a 2% durante 10 a 30 minutos, com
gotas de Tween®-20 ou 80, e em seguida são realizados enxágües em água bi destilada estéril
(MATEO-SAGASTA, 1990).
Uma das etapas a ser superada para o início do cultivo in vitro de qualquer espécie é a
utilização de um meio de cultura apropriado. O meio MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962)
tem sido um dos mais utilizados em trabalhos de cultura de tecidos, dada a sua ampla
aplicação, inclusive em café. É formado por combinações de sais minerais, carboidratos,
vitaminas e reguladores de crescimento. Podem ser sólidos ou líquidos, de acordo com o
protocolo para o sistema de cultivo (GUERRA; NODARI, 2007).
Andrade (1998), cita que a adição de hormônios no meio de cultura é de suma
importância, pois reproduz o que ocorre naturalmente na planta, assim combinações de
dosagens dessas substâncias propiciam um melhor crescimento e desenvolvimento do
explante. As auxinas e citocininas são os principais reguladores de crescimento utilizados na
micropropagação.
As auxinas atuam no crescimento e diferenciação celular, crescimento caulinar, foliar
e de raízes, enquanto as citocininas atuam diretamente na diferenciação, alongamento celular,
crescimento e senescência foliar, dominância apical, germinação, entre outros (ANDRADE,
1998). As auxinas mais utilizadas nas técnicas de cultura de tecidos são: ácido indol acético
(AIA), ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), ácido indol butírico (AIB) e ácido naftaleno
acético (ANA) e as principais citocininas utilizadas: N-isopentenilaminopurina (2iP), 6benzilaminopurina (BAP) e zeatina (Zea). (GEORGE, 1993).
Na cultura de tecidos vegetais são utilizados pequenos fragmentos de tecidos vivos,
chamados explantes (Figura 2), que podem ser um fragmento de folha, de raiz, de caule ou de
qualquer tecido vegetal que responda as condições para haver sua posterior regeneração
24
(ANDRADE, 2002; TORRES et al., 2000). Os explantes serão então isolados, desinfestados e
cultivados assepticamente em um meio de cultura apropriado por períodos indefinidos até que
se conclua todo o processo esperado. Pode-se observar na Figura 2 o princípio geral da cultura
de tecidos vegetais visando à reprodução de determinada matriz.
Figura 2. Princípio geral da cultura de tecidos.
Fonte: (Kerbauy, 1997 adaptado por Andrade, 2002)
Athayde e Balbino (2000) citam que a atividade de melhoramento genético de plantas
tem se destacado através da geração de novos genótipos adequados às exigências de mercado,
entretanto, a disponibilidade de material propagativo em curto espaço de tempo é limitante
para testes experimentais como para o atendimento da demanda dos agricultores. Os
programas de melhoramento genético do cafeeiro visam, sobretudo, ao aumento da
produtividade, ao aumento da rentabilidade e à estabilidade econômica do cafeicultor, por
meio da eficiência produtiva na propriedade (SERA et al., 2002). Vieira e Kobayashi (2002),
afirmam que a introdução de métodos biotecnológicos para auxiliar os programas de
melhoramento genético tem se mostrado bastante útil, principalmente em culturas perenes,
como é o caso do cafeeiro. Do mesmo modo, Alves et al. (2008) mencionam que a cultura de
tecidos é uma excelente ferramenta para clonar plantas em escala comercial, além de
colaborar na realização de estudos de transformação genética e conservação de espécies
vegetais.
Dentre os problemas relacionados à cultura de células e tecidos in vitro, estão a
necrose e a oxidação que pode ocorrer nos explantes. A necrose pode ser descrita como sendo
25
a morte de uma parte de um organismo vivo (ALVES et al., 2008). Isto ocorre com explantes
colocados in vitro, podendo ter uma perda parcial ou a de toda a cultura (SANTOS et al.,
2001). Já a oxidação é a reação do oxigênio com íons metálicos (+) dos outros compostos do
meio de cultivo, os explantes ao serem inoculados no meio de cultura podem liberar exudatos
que tornam o meio de cultivo escuro (ALVES et al., 2008). Este tipo de escurecimento é
conseqüência da liberação de fenóis dos ferimentos ocasionados no processo de extração dos
explantes (SANTOS et al., 2001).
No melhoramento genético do cafeeiro, é de fundamental importância o uso de
técnicas que acelerem a avaliação e a seleção de genótipos superiores, visto a sua importância
social e econômica e o tempo demandado de pesquisa, por se tratar de uma cultura perene,
que requer, muitas vezes, anos para que a característica de interesse possa ser expressa
(FERRÃO et al., 2007b). Nesse contexto, atualmente, técnicas de cultura de tecidos vem
sendo amplamente utilizados como ferramenta biotecnológica para o estudo do metabolismo,
fisiologia, desenvolvimento e reprodução de plantas com propriedades desejáveis, tais como
resistência a pragas e acúmulo de substâncias ativas de interesse econômico e comercial,
contribuindo assim com um novo impulso nas pesquisas de café.
3.7.1. Calogênese
A calogênese (formação de calos em um explante) constitui-se numa etapa básica para
o desenvolvimento de sistemas de propagação massiva de plantas por organogênese ou
embriogênese somática (FERREIRA et al., 2009b). O calo corresponde a uma massa de
células desorganizadas e parcialmente indiferenciadas que variam quanto ao tipo, tamanho,
conteúdo celular e espessura da parede. Traqueídeos, células parenquimáticas, câmbio e
periderme podem se formar durante a calogênese (NARAYANASWAMY, 1977).
A cultura de calos proporciona a propagação em larga escala de diversas espécies
vegetais, sendo que os trabalhos em cafeeiro foram publicados por Staritsky (1970), que
obteve êxito na indução de calos a partir de folhas. Do mesmo modo, Sharp et al. (1973),
obtiveram crescimento de calos de C. arabica a partir do cultivo de tecidos somáticos
(pecíolos, folhas e frutos verdes). Torres et al. (2000), definem o calo como um grupo ou
massa de células, com crescimento desordenado que pode apresentar certo grau de
diferenciação. Do mesmo modo, Asasu e Paranjothy (1975), citam que quando um segmento
de tecido vegetal devidamente desinfestado ou assepticamente cultivado é transferido para um
meio de cultura apropriado e mantido sob condições adequadas, algumas células se dividem e
26
após intensa proliferação dão origem a uma massa não diferenciada de células, denominada
calo.
Apesar da micropropagação usualmente obter clones, plantas com alterações genéticas
podem ser produzidas, principalmente através do cultivo de calos e protoplastos (KARP,
1984). A calogênese sofre influência de diversos fatores, como: tipo de explante, composição
do meio nutritivo e condições físicas de incubação como luz e temperatura (PINTO;
LAMEIRA, 2001). De acordo com Serra et al. (2000), o índice de divisão celular dos calos
pode elucidar as mudanças fisiológicas das células e auxiliar a otimização dos protocolos de
regeneração e transformação genética. Pasqual e Pinto (1988), citam que plantas derivadas de
calos podem apresentar variações genéticas.
Técnicas como a embriogênese somática e cultura de embriões tem sido bastante
utilizadas na micropropagação vegetal, permitindo também a obtenção de grande quantidade
de mudas em curto espaço de tempo (ATHAYDE; BALBINO, 2000).
4. DESENVOLVIMENTO REGIONAL X PROPAGAÇÃO VEGETATIVA E IN
VITRO
O desenvolvimento regional, liga numa perspectiva os conhecimentos de
desenvolvimento humano e desenvolvimento sustentável. O desenvolvimento humano é uma
medida global da qualidade de vida, o qual possui diversas dimensões, enquanto o
desenvolvimento sustentável é aquele capaz de atender as nossas necessidades presentes, sem
prejuízo paras as gerações futuras. Há uma proximidade entre os dois conceitos, sendo que
ambos vão além da simples perspectiva econômica. É nesse sentido que surge o conceito de
desenvolvimento rural sustentável, o que nada mais é que a materialização da sustentabilidade
para os territórios rurais, a partir de novas concepções sobre modelos de produção e relações
sociais no campo (COSTABEBER; CAPORAL, 2003).
A atenção internacional para a Amazônia, estimulando encontrar formas de garantir o
desenvolvimento regional com a preservação do ambiente natural é um grande desafio para
todos os setores, tanto para as universidades como para as empresas de pesquisa de ciência e
tecnologia da região. Atualmente, a mobilização da sociedade, organizada em defesa do meio
ambiente vem alterando as prioridades sócio-políticas e de ciência, tecnologia e inovação para
os setores agropecuário e florestal, exigindo desse modo capacitação de pessoal para a
amenização dos impactos ambientais consequentes da atividade de produção agropecuária e
florestal.
27
Uma das principais características da agricultura familiar na Amazônia é o processo
produtivo, basicamente direcionado ao atendimento das necessidades da manutenção e
reprodução biológica e social do produtor rural. As formas de produção praticada pela
agricultura familiar na Amazônia são baseadas em estruturas capazes de propiciar elevados
níveis de sustentabilidade e elevados patamares de auto suficiência alimentar, assim a
agricultura orgânica proveniente da micropropagação in vitro representa um modelo de
produção sustentável e, embora suas normas e práticas estejam bem estabelecidas para
algumas regiões, existe a necessidade de pesquisas visando à validação de práticas
agroecológicas para agrossistemas amazônicos (NODA, 2009).
Nesse sentido políticas de ecodesenvolvimento, que atuem em âmbito estadual,
regional e nacional, devem ser cada vez mais discutidas e executadas para o pleno
funcionamento do desenvolvimento rural sustentável no país, gerando assim uma nova
mentalidade de pesquisa para o desenvolvimento. Projetos de desenvolvimento sustentável da
região Amazônica, que desenvolvam sistemas inovadores de manejo dos recursos naturais,
incluindo a agricultura orgânica, que sejam sustentáveis dos pontos de vista social, econômico
e ambiental, e que sejam multiplicáveis, visam adquirir experiências para subsidiar políticas
públicas que proporcionem melhorias na organização social das famílias e comunidades
agrícolas que necessitem.
Para promover o incremento da produtividade agropecuária, florestal e a melhoria
qualitativa de seus produtos, a tecnologia é elemento necessário, mas não suficiente, de modo
a satisfazer as exigências do consumo interno, nacional e regional. Desse modo, a
modernização da agricultura implica na inclusão de inovações tecnológicas entre os fatores
primários de produção, é nesse sentido que técnicas de biotecnologia como a cultura de
tecidos vegetais entra como subsídio para acelerar etapas de melhoramento de diversas
espécies florestais e agrícolas cultivadas na região, no qual destaca-se o café como cultura
perene que está inserido no ecossistema regional.
28
5. MATERIAIS E MÉTODOS
O experimento foi implantado em dezembro de 2008 na estação experimental da
Embrapa Rondônia, situada no município de Porto Velho (RO), localizada na rodovia
Marechal Rondon (BR 364), quilômetro 5,5, com altitude aproximada de 88 metros,
apresentando as seguintes coordenadas geográficas: latitude Norte 08˚ 48‟ 01‟‟; longitude
Oeste 63˚ 51‟ 05‟‟.
A estação experimental está situada na planície sedimentar amazônica com vegetação
regional predominante do tipo floresta equatorial subperenifólia. A topografia da região varia
de ondulada a suavemente ondulada. A classificação climática na região de Porto Velho
segundo Köppen é do tipo Aw, tropical chuvoso, com temperaturas médias anuais de 25,5 ºC,
sendo que a umidade relativa média do ar é de 81,5% no ano, apresentando seca pronunciada
nos meses de junho a agosto (SILVA et al., 2004; RONDÔNIA, 2009). O solo da área
experimental foi classificado como pertencente à classe Latossolo amarelo, distrófico, textura
mediana.
No experimento de campo foram utilizados 15 clones promissores Conilon (Coffea
canephora, Pierre) pertencentes ao Programa de Melhoramento do Cafeeiro da Embrapa
Rondônia, totalizando 15 tratamentos. Os clones foram oriundos pelo método de propagação
vegetativa por estacas. O delineamento foi o de blocos casualizados com três repetições. A
parcela experimental foi composta por dez plantas monoclonais, sendo a parcela útil
constituída pelas seis plantas centrais. A configuração de plantio foi em fileira simples, uma
planta por cova (40x40x40 cm), com espaçamento de 2,0 m (entre plantas) por 3,0 m entre
linha. As plantas foram conduzidas com até cinco ramos ortotrópicos, sendo eliminada as
brotações excedentes.
5.1. ETAPA I – VIGOR VEGETATIVO
Nos meses de setembro e outubro de 2009, quando as plantas possuíam dez meses de
idade foram utilizadas seis plantas de cada clone e avaliadas segundo a altura total das
plantas, número de brotações de ramos ortotrópicos e comprimento dos respectivos ramos. A
altura da planta foi determinada com uso de régua graduada em centímetros, colocada no
centro da planta e paralela ao ramo ortotrópico dominante do cafeeiro, tomando-se a distância
da superfície do solo até a extremidade apical do ramo ortotrópico (haste principal) da planta.
29
O número de brotações de ramos ortotrópicos foi realizado por meio de contagem
visual, excluindo-se a haste principal e sua medida foi efetuada com auxílio de uma régua
colocada a partir do ponto de surgimento da brotação até sua extremidade apical,
considerando-se apenas os brotos maiores de dez centímetros.
5.2. ETAPA II – DESENVOLVIMENTO IN VITRO
Na etapa de propagação in vitro ou micropropagação vegetal os experimentos foram
conduzidos no Laboratório de Biotecnologia Vegetal da Embrapa Rondônia e foram avaliados
quanto à formação de calo. Foram utilizadas folhas provenientes de plantas selecionadas dos
dezesseis clones avaliados em campo de C. canephora var. Conilon pertencentes ao Programa
de Melhoramento do Cafeeiro localizada no campo experimental da Embrapa Rondônia.
5.2.1. Desinfestação dos explantes
As folhas foram coletadas do segundo par dos ramos plagiotrópicos e passaram por
uma pré-limpeza, sendo cuidadosamente lavadas em água bidestilada estéril com auxílio de
uma esponja e detergente comercial.
Inicialmente, para teste de descontaminação das folhas provenientes do campo
experimental, foram testados quatro tipos de soluções diferentes, hipoclorito de sódio nas
concentrações de 0,5 e 1,0% (v/v) e hipoclorito de cálcio nas concentrações de 1,0 e 2,0%
(v/v). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com dez repetições. Os
explantes foram colocados nas soluções preparadas a diferentes concentrações por vinte
minutos, seguindo o protocolo, sofreram três lavagens em água bidestilada estéril e
segmentadas para posterior inoculação. Foi realizada uma avaliação quinze dias após a
inoculação. Os aspectos avaliados foram às percentagens de contaminação nos explantes.
5.2.2. Calogênese
De acordo com os melhores resultados obtidos, para descontaminação as folhas foram
imersas em etanol a 70% (v/v) por 1 minuto e logo após foram colocadas em solução de
hipoclorito de cálcio na concentração 2% (v/v), no período de 20 minutos, seguidas por três
lavagens em água bidestilada estéril e segmentadas em quadrados de aproximadamente 1 cm2.
30
Posteriormente foram inoculadas individualmente em tubos de ensaio com a face adaxial em
contato com meio.
O meio de cultura utilizado foi o MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962) contendo
metade da concentração dos sais, 10 mg L-1 de tiamina, 1 mg L-1 de piridoxina, 1 mg L-1 de
ácido nicotínico, 1 mg L-1 de glicina, 100 mg L-1 de inositol, 100 mg L-1 de caseína hidrolisada
e 400 mg L-1 de extrato de malte, 20 g L-1 de sacarose e acrescido de AIB (10 µM), 2,4-D (20
µM) e 2iP (10 µM). As manipulações foram efetuadas em câmara de fluxo laminar. O
delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com vinte repetições. As culturas
foram mantidas em sala de crescimento, com luminosidade de 2000 lux, fotoperíodo de 16
horas e temperatura de 24 ± 2ºC. As avaliações foram realizadas com intervalos de 10 dias a
contar da data da inoculação e ao final de 90 dias após a inoculação, foi avaliado o percentual
de explantes com calos e a área foliar coberta com calos, baseando-se no percentual de calos
embriogênicos dispostos no explante foliar.
Os dados de campo foram submetidos à análise de variância e a comparação entre
médias pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Para os dados de laboratório foi
realizado estatística descritiva. Foi realizada correlação de Pearson entre os dados de campo e
in vitro. Todas as análises foram realizadas utilizando o programa estatístico Genes.
31
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1. VIGOR VEGETATIVO
As características número de brotos ortotrópicos, comprimento dos brotos e altura das
plantas foram influenciados pelos clones estudados (Tabela 4). Os clones foram agrupados
pelo critério de Scott-Knott no nível de 5% de probabilidade.
Tabela 4. Resumo da análise de variância das características número de brotos ortotrópicos,
comprimento dos brotos e altura das plantas de 15 clones de café Conilon. Porto Velho,
Embrapa Rondônia, 2011
FV
GL
N° brotos ortotrópicos
QM
Comprimento dos brotos
BL
Clone
Resíduo
8
14
112
3.284778
2.712819*
0.340663
391.107071
439.344374*
100.041893
110.392019
233.459661*
18.746363
1.855556
31.454892
39.095407
25.583809
59.076296
7.329009
Média
CV (%)
Altura da planta
* Significativo a 5% de probabilidade pelo teste F.
O número de brotações de ramos verticais (ortotrópicos) nas plantas Conilon com dez
meses de idade não ultrapassou a contagem de no máximo 2,79 e no mínimo 1,12 brotos
ortotrópicos por planta. Os clones 5 e 9, foram os que apresentaram melhor desempenho no
campo com relação ao número de brotos ortotrópicos produzidos, apresentando valores
correspondentes a 2,72 e 2,79, enquanto os clones 3 (1,16), 4 (1,29), 13 (1,23) e 15 (1,12)
possuíram os menores valores encontrados (Tabela 5). Plantas que apresentam elevado
número de ramos verticais (ortotrópicos) podem provocar o “fechamento” do cafezal, devido
o peso dos frutos os ramos vergam para o meio da rua, fazendo com que os cafeeiros possam
perder a saia (derrama) e apresentar baixa produtividade. O fechamento devido o número
intenso de ramos ortotrópicos pode dificultar os tratos culturais, a colheita e o controle de
broca e da ferrugem do cafeeiro (MARCOLAN et al., 2009).
Os clones 9 e 14 apresentaram maiores comprimento de brotos que os demais clones,
apresentando valores em centímetros correspondentes a 49,73 e 49,06 com relação às médias
obtidas para essa característica avaliada (Tabela 5). Os clones 3 e 15 foram os que
apresentaram os valores mais baixos para comprimento de brotos ortotrópicos, sendo
respectivamente 25,51 e 29,05 centímetros. As médias obtidas para as características número
32
de brotos ortotrópicos, comprimento dos brotos e altura da planta em cafeeiros com 10 meses
de idade foram de 1,83 brotos; 38,7 e 58,9 centímetros, respectivamente.
Tabela 5. Altura das plantas, número de brotos e comprimento dos brotos ortotrópicos de
15 clones de café Conilon, com 10 meses de idade. Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2011
Vigor vegetativo
Clone
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Médias
Número de
brotos
Comprimento
dos brotos
(cm)
Altura da planta
(cm)
1,5 c
1,8 c
1,2 d
1,3 d
2,7 a
2,3 b
1,8 c
2,2 b
2,8 a
1,7 c
1,7 c
2,4 b
1,2d
2,2 b
1,1d
1,83
32,5 j
43,2 e
25,5 l
37,0 i
45,7 c
40,9 g
40,9 g
38,7 h
49,7 a
36,7 i
42,6 f
44,3 d
32,9 j
49,1 b
29,1 k
38,7
59,8 b
64,1 a
62,1 a
58,4 b
54,8 b
52,3 b
54,9 b
52,0 b
65,6 a
53,9 b
62,7 a
57,8 b
69,6 a
59,5 b
58,4 b
58,9
* Médias seguidas pelas mesmas letras na vertical pertencem a um mesmo grupo de
similaridade, pelo critério de Scott-Knott a 5% de probabilidade.
Para a altura das plantas, o resultado médio encontrado para os 15 clones avaliados foi
de 58,9 centímetros. As maiores alturas foram encontrados nos clones 2, 3, 9, 11 e 13, com
respectivamente 64,1, 62,1, 65,6, 62,7 e 69,6 centímetros (Tabela 5). Plantas mais altas
podem apresentar alta produtividade, contudo, pode dificultar no processo de colheita. Os
demais clones não diferiram com relação a altura. Clones de Conilon que apresentam altura
reduzida facilitam a colheita e os tratos culturais, auxiliando na criação de ambiente
desfavorável a incidência da broca e da ferrugem do cafeeiro, por causa do maior arejamento
e penetração de luz no interior da planta (MARCOLAN et al., 2009).
Dentre características quantitativas analisadas nos mesmos clones com três anos de
plantio em Ouro Preto do Oeste, RO, em um estudo que ainda está sendo executado, a altura
média das plantas encontrada foi 2,93 metros (André Rostand Ramalho, em comunicação
pessoal). Desse modo observa-se crescimento contínuo e similar das plantas de café Conilon
33
localizadas no campo experimental da Embrapa Rondônia em Porto Velho com dez meses de
idade (Figura 3), apresentando provavelmente crescimento semelhante aos clones localizados
em Ouro Preto d‟Oeste.
De modo geral o clone 9 foi o que apresentou os melhores resultados quanto ao vigor
vegetativo, pois apresentou os maiores valores de altura das plantas, número de brotos
ortotrópicos e comprimento dos mesmos.
Figura 3. Coffea canephora Pierre. (A) Clone 5 da variedade Conilon. (B) Clone 9 da
variedade Conilon. Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2010. Foto: André Rostand
Ramalho.
6.2. DESENVOLVIMENTO IN VITRO
6.2.1. Desinfestação dos explantes
Aos 10 dias a partir da inoculação, o tratamento que mostrou mais eficiência, devido à
maior desinfestação e menor agressão dos explantes foliares do cafeeiro Conilon foi o
hipoclorito de cálcio a 2% (v/v), resultando em explantes totalmente isentos de
microrganismos (Tabela 6). Nos outros tratamentos foram observados uma porcentagem
muito maior de contaminação, chegando a apresentar 60% nas concentrações de 0,5% e 1,0%
de hipoclorito de sódio.
34
Tabela 6. Efeito do tempo de imersão à 20 minutos e à concentração de hipoclorito de sódio e
hipoclorito de cálcio na contaminação dos explantes foliares do cafeeiro Conilon. Porto
Velho, Embrapa Rondônia, 2011
Tratamentos
hipoclorito de sódio
hipoclorito de sódio
hipoclorito de cálcio
hipoclorito de cálcio
Concentração (%)
0,5
1,0
1,0
2,0
Contaminação (%)
60
60
40
0
Mateo-Sagasta (1990), afirma que no início da desinfestação dos explantes, deve ser
utilizado etanol a 70% durante alguns segundos ou minutos, para eliminar bolhas de ar e parte
dos lipídios, aumentando assim o contato do desinfestante com o material vegetal a ser
desinfetado.
Ferreira et al. (2009c), buscando estabelecer um protocolo para desinfestação de
explantes florais de cupuaçuzeiro (Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) K. Schum.),
obtiveram bons resultados ao reduzir a oxidação dos tecidos com hipoclorito de sódio,
recomendando assim a lavagem dos explantes em água destilada e imersão em álcool 70%
(v/v) por um minuto, sendo posteriormente imersas em hipoclorito de sódio na concentração
de 0,25% por vinte minutos e lavados três vezes com água estéril.
Teixeira (2009), constata que a desinfestação de segmentos de brotos, folhas e botões
florais pode ser feita com sucesso utilizando hipoclorito de sódio ou cálcio a 0,5 a 2% (p/v)
por 5 a 20 minutos.
Ferreira et al. (2009a), ao avaliarem diferentes tratamentos de desinfestação de
explantes radiculares de bacurizeiro (Platonia insignis Mart.) para seu estabelecimento in
vitro, alcançaram eficiente resultado quando os segmentos radiculares foram imersos em
solução de hipoclorito de sódio a 1,75% (p/v) por trinta minutos, associados a utilização de
solução antifúngica, obtendo descontaminação total dos explantes.
6.2.2. Calogênese
Nos segmentos de explantes foliares de C. canephora inoculados em meio MS,
apenas o clone 12 não apresentou calos induzidos nos explantes 90 dias após a inoculação,
sendo que todos os outros clones formaram calos embriogênicos, variando de 8,33 a 100% de
indução de calos (Tabela 7).
35
Tabela 7. Porcentagem de indução de calos e área foliar coberta com calos em folhas
(explantes) de 15 clones de café Conilon, propagados vegetativamente in vitro. Porto Velho,
Embrapa Rondônia, 2011
Clone
Indução
de calos (%)
0-25%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
100
100
60
8,33
100
100
91,66
100
88,88
42,85
100
0
100
100
100
0
0
20
8,33
16,67
33,33
83,32
45,45
88,88
42,85
0
0
100
94,12
0
Área foliar coberta com calos
25-50%
50-75%
75-100%
100
100
40
0
16,67
66,67
8,34
54,55
0
0
100
0
0
5,88
100
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
66,66
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Os clones 1, 2, 5, 6, 8, 11, 13, 14 e 15 de C. canephora foram altamente responsivos
ao meio de cultivo estabelecido e apresentaram os melhores resultados com relação à
porcentagem de indução de calos nos explantes foliares, chegando a 100% de indução de
calos (Tabela 7). Os clones 4 e 10 apresentaram as menores porcentagens de indução com
8,33 e 42,85, respectivamente.
Pinto e Lameira (2001) citam que fatores como o tipo de explante, a composição do
meio nutritivo e as condições físicas de incubação como luz e temperatura, influenciam na
formação de calo. Como os clones foram inoculados em apenas um tipo de tratamento na
composição do meio e ficaram em sala de crescimento com as mesmas condições físicas, o
fator explante deve ser o responsável pelas diferenças encontradas nos resultados de
calogênese, pois mesmo as plantas sendo clones também apresentaram diferentes resultados
com relação ao vigor vegetativo avaliado.
Com relação à área foliar coberta com calos 60 dias após a inoculação, na taxa de zero
à 25%, apenas os clones 7 (83,32%), 9 (88,88%), 13 (100%) e 14 (94,12%) mostraram maior
incidência de explantes foliares com menor porcentagem de calos embriogênicos (Figura 4).
36
A
B
C
D
A
A
E
F
A
A
Figura 4. Coffea canephora Pierre. (A) Explante foliar sem presença de intumescimento e
calos. (B) Explante foliar intumescido. (C e D) Explante foliar no início de indução de calo.
(E e F) Calo de explante foliar. Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2009. Foto: Carla Liegi L.
G. de Oliveira.
37
Os explantes dos clones 1, 2, 11 e 15 tiveram 100% de incidência na taxa de 25 à 50%
de área coberta com células de calos, ou seja, esses clones apresentaram todas as suas
repetições incluídas nessa taxa, sendo menos da metade de cada explante foliar coberto com
calos. Nenhum clone apresentou calos embriogênicos formados com a porcentagem de 50 à
75% de explante com área foliar coberta com calos. Enquanto somente o clone 5 (66,66%)
teve calos na porcentagem de 75 à 100 com relação a área foliar coberta com calos,
apresentando assim explantes foliares cobertos completamente por calos embriogênicos
(Figura 4).
6.3. CORRELAÇÃO
Tabela 8. Avaliação do coeficiente de correlação de Pearson para os caracteres estudados.
Porto Velho, Embrapa Rondônia, 2011
Indução de
Calos (%)
Comprimento dos brotos
N° brotos ortotrópicos
Altura da planta (cm)
0,0176
0,0762
0,1309
Altura da
planta
(cm)
- 0,0656
- 0,0270
N° brotos
ortotrópicos
0,8664*
* Significativo a 1% de probabilidade.
Na análise de correlações procurou-se determinar o grau de relacionamento entre as
variáveis estudadas. Para as correlações entre os caracteres em estudo, o caráter número de
brotos ortotrópicos foi a única variável que apresentou correlação positiva, a 1% de
probabilidade, com comprimento dos brotos ortotrópicos (r = 0,8664), devido o investimento
da planta ao se desenvolver intensamente no sentido vertical (Tabela 8). Esperava-se obter
correlações positivas significativas para porcentagem de indução de calos com número de
brotos ortotrópicos, comprimento dos brotos ortotrópicos e altura da planta. Mesmo o
processo de clonagem permitindo maior homogeneidade entre as plantas produzidas e
assegurando alta qualidade e produtividade (WEIGEL; JURGENS, 2002), os resultados
sugerem que não há correlação, ou seja, bons resultados com relação a vigor vegetativo em
campo dos cafeeiros Conilon não se repetem em laboratório quando a propagação é realizada
in vitro.
Desse modo, Falconer (1981) cita que a quantificação da variabilidade genética e a
estimação dos parâmetros genéticos são de fundamental importância em programas de
melhoramento de plantas, devendo-se atentar para o fato de que diferenças encontradas na
mesma espécie são devidas principalmente aos diferentes métodos e materiais genéticos
38
utilizados na sua determinação, às diferentes condições ambientais, à época e à idade de
avaliação, dentre outros fatores (VENCOVSHY, 1987). Oliveira Júnior (1995), cita que
informações de estimativas de correlações, obtidas em diferentes ambientes e, ou, materiais
genéticos, considerando os efeitos de genótipos como fixos, têm se mostrado úteis para o
estabelecimento de programas de seleção.
Fonseca (1999), buscando obter um conjunto de informações genéticas, capazes de
oferecer subsídios importantes para o planejamento e execução de programas eficazes de
melhoramento genético do café Conilon, avaliou caracteres como número de hastes por planta
e altura média das plantas, e os relacionou com a estimação de parâmetros genéticos e as
correlações fenotípicas, genotípicas e ambientais entre caracteres. Obteve como resultado,
comparando o número de hastes por planta e altura média das plantas, baixas estimativas de
correlação com a maioria das outras características analisadas, indicando que devem ser
mantidos no processo de avaliação e seleção e em estudos de divergência genética. Deste
modo, as elevadas estimativas dos coeficientes de determinação genotípicos para os caracteres
número de hastes por planta e altura média por planta, entre outros estudados pelo autor,
indicam predominância dos componentes genéticos em relação aos ambientais, caracterizando
condições favoráveis ao melhoramento para os referidos caracteres.
Os resultados encontrados sugerem que não há ligação entre o desenvolvimento de
plantas de café em campo e in vitro, ou seja, não se pode afirmar que plantas que apresentam
boas condições vegetativas em áreas de campo experimental ou casa de vegetação,
apresentarão melhores condições quanto ao potencial para propagação in vitro.
39
7. CONCLUSÕES
O clone 9 apresenta maior vigor vegetativo em campo.
Na desinfestação dos explantes foliares, o melhor resultado é obtido pelo tratamento
hipoclorito de cálcio a 2%.
Apenas o clone 12 não apresenta calos embriogênicos induzidos no meio MS
proposto. Todos os outros clones são responsivos à indução de calogênese.
Não há correlação significativa entre desenvolvimento vegetativo de cafeeiros Conilon
em condições de campo e seu potencial para propagação in vitro.
40
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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