Analysis of genetic parameters and molecular markers-assisted in Coffea arabica breeding

O café arabica (Coffea arabica), embora muito produtivo, sofre limitações de sanidade decorrentes da ferrugem causada pelo fungo Hemileia vastatrix, antracnose dos frutos causada por Colletotrichum kahawae, e com a cercosporiose ocasionada por Cercospora coffeicola. Visando minimizar as perdas com essas doenças, programas de melhoramento vêm sendo desenvolvidos para obter novas cultivares resistentes e contendo outras características de interesse agronômico. Nesses programas, a caracterização morfoagronômica e a análise molecular via Seleção Assistida por Marcadores Moleculares (SAM) são ferramentas que permitem eficiência na identificação de genótipos elite. Neste trabalho objetivou-se avaliar precocemente parâmetros genéticos via REML/BLUP em características morfoagronômicas ligadas a produção, sanidade e qualidade de bebida em população de café arabica, além de SAM, a fim de identificar genótipos elite com resistência múltipla a H. vastatrix e a C. kahawae. Os resultados mostraram que 98% da população herdou genes ligados a resistência para ferrugem e CBD dos genitores. Na maioria dos genótipos foi identificado piramidação de genes de resistência, com 41 genótipos apresentando os cinco locos estudados em homozigose dominante. As médias da progênie na fenotipagem por escala diagramática, também indicaram alta resistência a incidência de ferrugem e cercosporiose. Os parâmetros genéticos foram baixos para algumas características ligadas a produção e sanidade, entretanto estes estão subestimados pela jovialidade do cafeeiro, e ainda pela mensuração somente em duas safras. Nas análises de estrutura genética da população, poucos grupos de dissimilaridade foram formados. Entretanto, considerando a genealogia da população, constatou-se existência de variabilidade genética suficiente para ser explorada na obtenção de altas médias produtivas e de resistência. A SAM aliada a estimação de parâmetros genéticos em idade precoce dos cafeeiros, tem grandes potencialidades de aplicação para identificar resistência às principais doenças que acometem o cafeeiro, e também fornece suporte no avanço de gerações. Palavras-chave: Melhoramento do cafeeiro. Resistência genética a doenças. Predição genotípica. Modelos mistos.Arabica coffee (Coffea arabica), although very productive, suffers from health limitations due to rust caused by the fungus Hemileia vastatrix, fruit anthracnose caused by Colletotrichum kahawae, and with cercosporiosis caused by Cercospora coffeicola. In order to minimize losses from these diseases, breeding programs have been developed to obtain new resistant cultivars and containing other characteristics of agronomic interest. In these programs, morpho-agronomic characterization and molecular analysis via Markers Assisted Selection Molecular (MAS) are tools that allow efficiency in the identification of elite genotypes. This work aimed to evaluate early genetic parameters via REML / BLUP in morpho-agronomic characteristics linked to production, health and quality of drink in Arabica coffee population, in addition SAM, in order to identify elite genotypes with multiple resistance to H. vastatrix and the C. kahawae. The results showed that 98% of the population inherited genes linked to rust resistance and CBD from their parents. In most of the genotypes, resistance gene pyramidation was identified, with 41 genotypes presenting the five loci studied in dominant homozygosis. Progeny averages in phenotyping by diagrammatic scale also indicated high resistance to the incidence of rust and cercosporiosis. The genetic parameters were low for some characteristics related to production and health, however these are underestimated by the youthfulness of the coffee tree, and also by the measurement in only two harvests. In the analysis of the genetic structure of the population, few dissimilarity groups were formed. However, considering the genealogy of the population, it was found that there is sufficient genetic variability to be explored in obtaining high productive and resistance averages. MAS, combined with the estimation of genetic parameters at an early age of coffee trees, has great potential for application to identify resistance to the main diseases that affect coffee trees, and also provides support for the advancement of generations. Keywords: Coffee improvement. Genetic resistance to disease. Genotypic prediction. Mixed model.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio