Caracterização floral de acessos de cupuaçuzeiro procedentes de áreas de produtores de Tomé-Açu, PA.

O cupuaçuzeiro, dentre todas as espécies do seu gênero, é o que apresenta as maiores flores. Observando as flores de diferentes plantas têm sido possível notar variações para esse componente estrutural, o qual poderá ser utilizado futuramente na discriminação de genótipos. Este trabalho objetivou caracterizar morfologicamente os componentes florais de 16 acessos coletados no município de Tomé-Açu, PA. Tal experimento é encontrado na forma de teste clonal. O delineamento experimental foi de blocos inteiramente casualizados com 5 repetições e 3 plantas por parcela, totalizando 15 botões/flores por clone. Para transformar as informações quantitativas em qualitativas foi calculada a média e o desvio-padrão de cada uma das variáveis florais. A partir dessas informações foram estimados os limites superior e inferior de advertência, definindo-se as categorias de cada descritor. Após empregar as definições obtidas a cada acesso, formou-se o perfil destes com base nos descritores florais estudados. Tais resultados demonstraram variabilidade mediana dentro dessa coleção.

Caracterização morfológica de frutos de acessos de cupuaçuzeiro procedentes do banco ativo de germoplasma Belém.

Esta pesquisa teve por objetivo realizar a caracterização morfológica de frutos de acessos de cupuaçuzeiro procedentes da coleção Belém com vistas a conhecer sua variabilidade e identificar materiais para aproveitamento no programa de melhoramento genético do cupuaçuzeiro. O experimento da coleção Belém foi instalado na base física da Embrapa Amazônia Oriental. Os materiais são compostos de 31 clones, cujos acessos foram coletados no Amazonas, Pará e Amapá. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos inteiramente casualizados, com 10 repetições e analisados cinco frutos por planta em cada safra utilizando os dados fenotípicos dos anos agrícolas de 1997 à 2015. O perfil dos acessos demonstrou baixa variabilidade dentro dessa população para grande parte dos descritores estudados quando classificados nas categorias propostas para cada descritor analisado. Foi possível obter o perfil de cada clone para os descritores empregados. Os componentes centesimais quando associados à produção de frutos permitirão identificar clones promissores para o programa de melhoramento e recursos genéticos do cupuaçuzeiro.

Nematoides associados a cinco fruteiras no estado do Amapá, Brasil.

The aim of this study was to conduct a survey on nematodes associated with five cultivated fruit trees growing in the Agroforestry System (AFS) of the municipality of Oiapoque, Amapá, Brazil. Rhizosphere samples were collected from three points at the base of murici (Byrsonima sp.), soursop (Annona muricata), cupuaçu (Theobroma grandiflorum), passion fruit (Passiflora sp.) and peach palm (Bactris gasipaes) trees. Four species of phytonematodes were identified, namely Pratylenchus brachyurus, Helicotylenchus dihystera, Mesocriconema xenoplax and Rotylenchulus reniformis. The most prevalent and abundant species was R. reniformis, which was found in the rhizospheres of passion fruit, cupuaçu, soursop, and peach palm. The first record in Brazil of the nematode P. brachyurus, found in the roots of murici is reported here, and all of the nematode species identified here are the first records for fruit trees in the state of Amapá.

Avaliação de caracteres agronômicos em progênies de cupuaçuzeiro, resistentes à vassoura-de-bruxa, no município de Tomé-Açu.

O objetivo do trabalho foi analisar o desempenho de 25 progênies de cupuaçuzeiro quanto ao desenvolvimento vegetativo, nos três primeiros anos, produção de frutos e incidência de vassoura-de-bruxa durante cinco safras. O experimento foi implantado em Sistema Agroflorestal (SAF), juntamente com pimenta-do-reino (2,5 x 2,5 m) e taperebá, (30 x 20 m). O cupuaçuzeiro teve delineamento experimental de blocos casualizados, com 25 tratamentos, 5 repetições e 3 plantas por parcela. Os resultados da análise estatística revelaram que, quanto à variável altura, a progênie 140 teve maior destaque, com média de 2,56 m, não diferindo, entretanto, de outras 15 progênies. Não houve diferença estatística entre as progênies quanto ao diâmetro do caule. Quanto à produção de frutos, as progênies 139, 140 160 e 167 foram as mais produtivas, com destaque para a 167, com média de 15,37 frutos/planta/safra. Em contrapartida, as progênies 122, 128, 133, 147, 149 e 165 não tiveram boa performance produtiva nas cinco safras iniciais. Há nessa população, portanto, variabilidade suficiente para permitir a seleção de materiais promissores para o programa de melhoramento genético. Apesar de não ter havido tempo hábil para a seleção das progênies mais resistentes, foi possível identificar aquelas mais sensíveis à Moniliophthora perniciosa

Avaliação do desenvolvimento vegetativo e produção de frutos de híbridos de cupuaçuzeiro em dois ambientes.

Objetivou-se neste trabalho avaliar o desenvolvimento vegetativo, produção de frutos e ocorrência de Moniliophthora perniciosa em 18 progênies de cupuaçuzeiro instaladas em experimentos de campo situados em duas propriedades de pequenos produtores rurais do município de Tomé Açu ? PA. Foi avaliado o desenvolvimento vegetativo (altura e diâmetro) nos três primeiros anos de campo, a produção de frutos/planta em cinco safras e o grau de infestação por vassoura de bruxa. Foi possível notar que o ambiente 1 foi mais favorável para a produção de frutos, bem como, para o desenvolvimento vegetativo das progênies. Também se observou a influência dos efeitos de interação genótipo x ambiente dentro de um mesmo material, quando comparado em ambientes distintos. Os resultados permitiram identificar a progênie 131 como a de melhor desenvolvimento vegetativo. Para a produção de frutos houve maior variabilidade entre os materiais, sendo destaques as progênies 165 e 167, nos ambientes 1 e 2, respectivamente, que apresentaram produções duas vezes maiores que as progênies menos produtivas nos seus respectivos ambientes. Apesar de não ter havido tempo hábil para a seleção das progênies mais resistentes, ainda sim foi possível identificar aquelas mais sensíveis à M. perniciosa.

Produção de biomassa seca de progênies de cupuaçuzeiro submetidas à inundação.

Objetivou-se determinar o efeito do alagamento do solo na produção de massa seca de 16 progênies de cupuaçuzeiro visando, posteriormente, incorporá-las no programa de melhoramento genético da espécie. O experimento foi instalado em casa de vegetação da Embrapa Amazônia Oriental, Belém-PA, no período de março a setembro de 2015. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, arranjados em esquema fatorial 16x2 com quatro repetições e uma planta por unidade amostral. Os tratamentos foram 16 progênies de cupuaçuzeiro e dois regimes hídricos (alagado e controle). Após 45 dias de aplicação do alagamento foi avaliada a produção de biomassa seca das plantas. No geral, o tratamento alagado proporcionou as maiores médias para todas as variáveis analisadas. Para as variáveis biomassa seca foliar (BF) e biomassa seca radicular (BR) as progênies que mais se destacaram foram a 46 e 57, já para a biomassa seca caulinar (BC), biomassa seca parte aérea (BPA) e biomassa seca total (BT) os materiais mais promissores foram 32, 46, 57 e 215. Por outro lado, a progênie 48 não obteve bom comportamento. Diferença significativa na razão biomassa seca radicular por biomassa seca da parte aérea (BR/BPA) foi observada para as progênies 47, 56 e 64. Pela avaliação global, as progênies 46 e 57 foram as mais tolerantes ao alagamento. Os materiais 47, 48 e 56 mostram ser menos favoráveis a esse estresse. O padrão de crescimento das progênies 46 e 57 sugere boa plasticidade fenotípica, o que indica boa potencialidade para seleção.

Avaliação inicial de genótipos de cupuaçuzeiro para porta-enxertos.

Objetivou-se neste trabalho avaliar o desenvolvimento inicial de cinco genótipos, oriundos de sementes de clones do Banco de Germoplasma de Cupuaçuzeiro da Embrapa Amazônia Ocidental, semeados em dois tipos de substratos.

Polyphenolic cells and their interrelation with cotyledon cells in seven species of Theobroma (Sterculiaceae)

The amount of cotyledon polyphenolic cells varies extensively within the Theobroma species. The polyphenolic compounds of these cells play a protective role and furthermore have an important function in the development of chocolate flavour. The morphology of the polyphenolic cells of the mesophyll is described and the development of these idioblasts in Theobroma cacao L., T. subincanum Mart., T. obovatum Klotzsch ex Bernoulli, T. grandiflorum (Willd. ex Spreng.) K. Schum., T. microcarpum Mart., T. bicolor Bonpl. and T. speciosum Willd. ex Spreng analysed. The total polyphenolic content in the seeds as determined by spectrophotometry showed a variation of about forty times. The alive, transparent polyphenolic cells are scattered throughout the cotiledonary mesophyll. However the polyphenolic cells of T. cacao and T. grandiflorum are also aligned perpendicularly with respect to the mesophyll borders and, in addition, both species display polyphenolic cells with a natural translucent purple colour. All the species analysed contained polyphenolic cells scattered throughout the parenchymal cells and also in a lengthwise association with vascular bundles. In T. bicolor and T. speciosum, the species with the lowest polyphenolic contents, these cells were mostly located around the vascular bundles. Using Scanning Electron Microscopy, the polyphenolic cells demonstrated a complex cytoarchitecture, and after fixing with glutaraldhyde, the polyphenolic secretion was shown to remain as a single unit or was organized into round droplets. Transmission Electron Microscopy displayed immature plastids from young mesophyll cells containing eletron-dense deposits similar to phenolic substances, suggesting that Theobroma plastids are involved in the synthesis of phenolics.

Reacción a Moniliophthora roreri en Theobroma spp. en Caquetá, Colombia

El objetivo de este estudio fue evaluar in situ la reacción de 50 materiales genéticos de tres especies de Theobroma(T. cacao, T. grandiflorum y T. bicolor) a la inoculación controlada de tres aislados autóctonos de Moniliophthora roreri (agente causal de la moniliasis del cacao) en el Departamento de Caquetá (Amazonia colombiana). Las variables incidencia de la enfermedad (IMr), severidad externa (SE) y severidad interna (SI), se evaluaron nueve semanas después de la inoculación de mazorcas de 2 a 3 meses de edad con una suspensión de esporas de 1,2 x 105 esporas/mL. La enfermedad se evidenció en las tres especies de Theobroma, sin embargo, ésta no se presentó en 13 de los 50 materiales genéticos evaluados, representados así: seis T. grandiflorum, cinco T. bicolor y dos T. cacao. Los materiales genéticos de T. bicolor y T. grandiflorum fueron los menos afectados comparados con los de T. cacao. Se encontraron diferencias significativas para IMr, SE y SI entre las tres especies de Theobroma y entre los 50 materiales genéticos. Diferencias significativas entre los aislados solo ocurrieron para SE. La incidencia y la severidad de la enfermedad entre materiales genéticos, fueron influenciadas por el patógeno aislado. Los materiales genéticos con menor reacción a M. roreri pueden ser utilizados en programas de mejoramiento por resistencia a la moniliasis.

Indução de calos em espécies amazônicas do gênero Theobroma

Vários trabalhos vem sendo desenvolvidos sobre o cultivo in vitro de cacau (T.cacao), mas são raros para a maioria das outras espécies do gênero, como o cupuaçu (T. grandiflorum), cuja a área plantada vem aumentando expressivamente, e outras que poderiam servir de fonte de genes para as espécies economicamente já reconhecidas. Protocolos para obtenção de embriões somáticos in vitro para as espécies T. cacao,T. grandiflorum,T. speciosum e o híbrido T. grandiflorum x T. obovatum foram avaliados a partir de duas fontes de explantes, estaminódios e pétalas (formadas por lígulas e cógulas) cultivados em meio de crescimento primário de calo, consistindo de sais DKW, suplementado com 20 g l^-1 de sacarose, 250 mg l^-1de glutamina, 200 mg l^-1 de mio-inositol, 0,2 mg l^-1 de tiamina-HCl, 0,1 mg l^-1 de ácido nicotínico, 0,2 mg l^-1 de glicina, 2 mg l^-1 de 2,4-D, 2,2 g l^-1 de Gelrite® e pH 5,8. A este meio foram adicionadas diferentes concentrações de tidiazuron (0, 5 e 10 µg l^-1). As culturas foram mantidas no escuro por 14 dias, à temperatura de 25 ± 2 ºC, e então transferidas para meio de crescimento secundário de calo, constituído de sais WPM, vitaminas de Gamborg, 20 g l^-1 de sacarose, 2 mg l^-1 de 2,4 D, 0,3 mg l^-1 de cinetina, 50 ml l^-1 de água de côco, 2,2 g l^-1 de Gelrite® e pH 5,8. A formação de calos ocorreu em todas as espécies. Embriões somáticos foram obtidos somente para T. cacao. A calogênese mostrou-se influenciada pelo genótipo e foi maior nos estaminódios.

High-resolution Transcript Profiling Of The Atypical Biotrophic Interaction Between Theobroma Cacao And The Fungal Pathogen Moniliophthora Perniciosa.

Witches' broom disease (WBD), caused by the hemibiotrophic fungus Moniliophthora perniciosa, is one of the most devastating diseases of Theobroma cacao, the chocolate tree. In contrast to other hemibiotrophic interactions, the WBD biotrophic stage lasts for months and is responsible for the most distinctive symptoms of the disease, which comprise drastic morphological changes in the infected shoots. Here, we used the dual RNA-seq approach to simultaneously assess the transcriptomes of cacao and M. perniciosa during their peculiar biotrophic interaction. Infection with M. perniciosa triggers massive metabolic reprogramming in the diseased tissues. Although apparently vigorous, the infected shoots are energetically expensive structures characterized by the induction of ineffective defense responses and by a clear carbon deprivation signature. Remarkably, the infection culminates in the establishment of a senescence process in the host, which signals the end of the WBD biotrophic stage. We analyzed the pathogen's transcriptome in unprecedented detail and thereby characterized the fungal nutritional and infection strategies during WBD and identified putative virulence effectors. Interestingly, M. perniciosa biotrophic mycelia develop as long-term parasites that orchestrate changes in plant metabolism to increase the availability of soluble nutrients before plant death. Collectively, our results provide unique insight into an intriguing tropical disease and advance our understanding of the development of (hemi)biotrophic plant-pathogen interactions.

Fermentation of cacao (Theobroma cacao L.) seeds with a hybrid Kluyveromyces marxianus strain improved product quality attributes

Fermentation of Theobroma cacao (cacao) seeds is an absolute requirement for the full development of chocolate flavor precursors. An adequate aeration of the fermenting cacao seed mass is a fundamental prerequisite for a satisfactory fermentation. Here, we evaluated whether a controlled inoculation of cacao seed fermentation using a Kluyveromyces marxianus hybrid yeast strain, with an increased pectinolytic activity, would improve an earlier liquid drainage (`sweatings`) from the fermentation mass, developing a superior final product quality. Inoculation with K. marxianus increased by one third the volume of drained liquid and affected the microorganism population structure during fermentation, which was detectable up to the end of the process. Introduction of the hybrid yeast affected the profile of total seed protein degradation evaluated by polyacrylamide gel electrophoresis, with improved seed protein degradation, and reduction of titrable acidity. Sensorial evaluation of the chocolate obtained from beans fermented with the K. marxianus inoculation was more accepted by analysts in comparison with the one from cocoa obtained through natural fermentation. The increase in mass aeration during the first 24 h seemed to be fundamental for the improvement of fermentation quality, demonstrating the potential application of this improved hybrid yeast strain with superior exogenous pectinolytic activity.

Development of novel microsatellites from Moniliophthora perniciosa, causal agent of the witches` broom disease of Theobroma cacao

Moniliophthora perniciosa is the causal agent of the witches` broom disease of cacao. Based on available genomic sequences, we identified 30 new microsatellite loci, which were analysed using 50 isolates from four populations sampled over a wide geographical area in Brazil, including three populations from the Amazon, the fungal putative centre of diversity, plus one from Bahia. Nine loci were polymorphic, with an average of 2.9 alleles per locus. The level of polymorphism observed was low, but these markers may allow the evaluation of pathogen diversity and the establishment of molecular standards for isolate fingerprinting to support cacao breeding.

Novel sources of witches` broom resistance (causal agent Moniliophthora perniciosa) from natural populations of Theobroma cacao from the Brazilian Amazon

Witches` broom is a severe disease of Theobroma cacao L. (cacao), caused by the basidiomycete Moniliophthora perniciosa. The use of resistant cultivars is the ultimate method of control, but there are limited sources of resistance. Further, resistance from the most widely used source (`Scavina 6`) has been overcome after a few years of deployment. New sources of resistance have been intensively searched for in the Amazon basin. Here, we evaluated for witches` broom resistance, cacao accessions from various natural cacao populations originally collected in the Brazilian Amazon. Resistance of 43 families was evaluated under nursery and/or field conditions by artificial or natural infection, respectively, based on disease incidence. Screening for resistance by artificial inoculation under nursery conditions appeared to be efficient in identifying these novel resistance sources, confirmed by natural field evaluation over a nine-year period. The increase in natural field infection of `Scavina 6` was clearly demonstrated. Among the evaluated families with the least witches` broom incidence, there were accessions originally collected from distinct river basins, including the Jamari river (`CAB 0371`; `CAB 0388`; `CAB 0392`; and `CAB 0410`); Acre (`CAB 0169`); Javari (`CAB 0352`); Solimes (`CAB 0270`); and from the Purus river basin, the two most outstanding resistant accessions, `CAB 0208` and `CAB 0214`. The large genetic diversity found in cacao populations occurring at river basins from Acre and Amazonas states, Brazil, increased the chance that the selected resistant accessions would be genetically more dissimilar, and represent distinct sources of resistance to M. perniciosa from `Scavina 6`.

Understanding the genetic diversity, spatial genetic structure and mating system at the hierarchical levels of fruits and individuals of a continuous Theobroma cacao population from the Brazilian Amazon

Understanding the mating patterns of populations of tree species is a key component of ex situ genetic conservation. In this study, we analysed the genetic diversity, spatial genetic structure (SGS) and mating system at the hierarchical levels of fruits and individuals as well as pollen dispersal patterns in a continuous population of Theobroma cacao in Para State, Brazil. A total of 156 individuals in a 0.56 ha plot were mapped and genotyped for nine microsatellite loci. For the mating system analyses, 50 seeds were collected from nine seed trees by sampling five fruits per tree (10 seeds per fruit). Among the 156 individuals, 127 had unique multilocus genotypes, and the remaining were clones. The population was spatially aggregated; it demonstrated a significant SGS up to 15m that could be attributed primarily to the presence of clones. However, the short seed dispersal distance also contributed to this pattern. Population matings occurred mainly via outcrossing, but selfing was observed in some seed trees, which indicated the presence of individual variation for self-incompatibility. The matings were also correlated, especially within ((r) over cap (p(m)) = 0.607) rather than among the fruits ((r) over cap (p(m)) = 0.099), which suggested that a small number of pollen donors fertilised each fruit. The paternity analysis suggested a high proportion of pollen migration (61.3%), although within the plot, most of the pollen dispersal encompassed short distances (28m). The determination of these novel parameters provides the fundamental information required to establish long-term ex situ conservation strategies for this important tropical species. Heredity (2011) 106, 973-985; doi:10.1038/hdy.2010.145; published online 8 December 2010