Alteração estomatal e respostas bioquímicas em cafeeiro resistente e suscetível à ferrugem

dc.contributor.advisorResende, Mário Lúcio Vilela de
dc.contributor.co-advisorBotelho, Deila Magna dos Santos
dc.contributor.refereeOrilio, Anelise Franco
dc.contributor.refereeRodrigues, Fabrício de Ávila
dc.contributor.refereeGuimarães, Leonor De Castro Esteves Guerra
dc.creatorCarvalho, Diogo Aparecido de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6538868790728463
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0001-0866-910X
dc.date.accessioned2026-09-16T13:04:49Z
dc.date.issued2026-07-07
dc.description.abstractCoffee is widely consumed worldwide, with production concentrated in a few countries, among which Brazil is the largest producer. However, coffee cultivation is severely affected by coffee leaf rust, caused by Hemileia vastatrix, which is responsible for severe defoliation and significant yield losses. The high dispersal capacity of the pathogen, combined with the complexity of the host–pathogen interaction and the high cost of disease management, highlights the need for a better understanding of coffee resistance mechanisms. Therefore, the objective of this study was to characterize the interaction between coffee plants and Hemileia vastatrix through an integrated analysis of stomatal and biochemical responses throughout the infection process in a resistant cultivar (Arara) and a susceptible cultivar (Catuaí Vermelho IAC 144). Two greenhouse experiments were conducted. In the first experiment, a randomized complete block design with split plots over time was used to evaluate stomatal aperture, the activities of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), peroxidase (POX), chitinase (CHI), and β1,3-glucanase (GLU), as well as total soluble phenolic compounds, soluble lignin, and lipid peroxidation (quantified as malondialdehyde, MDA). The second experiment confirmed the resistance and susceptibility of the cultivars using the area under the disease progress curve (AUDPC). The Arara cultivar exhibited early activation of defense mechanisms, evidenced by increased PAL, POX, and CHI activities at 5 days after inoculation, with relative activities compared with the control treatment (non-inoculated plants) that were 1.37-, 1.80-, 5.31-, and 1.80-fold higher for PAL, POX, CHI, and GLU, respectively. During the same period, increases in total phenolic compounds and soluble lignin contents were also observed, indicating activation of the phenylpropanoid pathway and enhanced lignification. Furthermore, the Arara cultivar showed an initial increase in MDA levels at 1 day after inoculation, followed by a reduction, indicating effective control of oxidative damage. In contrast, the Catuaí Vermelho IAC 144 cultivar exhibited increased MDA levels from 5 days after inoculation onward, which remained elevated throughout the evaluation period, suggesting progressive oxidative damage. The results demonstrate that the resistance of the Arara cultivar is associated with the early and coordinated activation of biochemical defense mechanisms, characterized by increased activity of defense-related enzymes, accumulation of phenolic compounds, and lignification, as well as more efficient control of oxidative damage.
dc.description.acaoclimatica3. Produção orgânica e sustentável
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.concentrationFitopatologia
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até setembro de 2027.
dc.description.odsODS 1: Erradicação da pobreza
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
dc.description.odsODS 10: Redução das desigualdades
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.researchLineFisiologia do parasitismo
dc.description.resumoO café é amplamente consumido no mundo, com produção concentrada em poucos países, destacando-se o Brasil como maior produtor. No entanto, o cultivo é severamente afetado pela ferrugem do cafeeiro, causada por Hemileia vastatrix, responsável por intensa desfolha e perdas produtivas. A elevada capacidade de disseminação do patógeno, associada à complexidade da interação com o hospedeiro e ao alto custo de manejo, torna essencial o aprofundamento dos mecanismos de resistência do cafeeiro. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a interação entre o cafeeiro e Hemileia vastatrix por meio da análise integrada das respostas estomáticas e bioquímicas ao longo do processo de infecção, em uma cultivar resistente (Arara) e uma suscetível (Catuaí Vermelho IAC 144). Foram conduzidos dois experimentos em casa de vegetação. No primeiro, utilizou-se delineamento em blocos casualizados, em parcelas subdivididas no tempo, avaliando-se abertura estomática, atividade das enzimas fenilalanina amônia-liase (PAL), peroxidase (POX), quitinase (QUI) e glucanase (GLU), compostos fenólicos solúveis totais, lignina solúvel e peroxidação lipídica (quantificação do malondialdeído-MDA). O segundo experimento confirmou a resistência e suscetibilidade das cultivares por meio da área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD). A cultivar Arara apresentou ativação precoce dos mecanismos de defesa, evidenciada pelo aumento na atividade de PAL, POX e QUI aos 5 dias após a inoculação, com atividade relativa ao tratamento controle (plantas sem inoculação) de 1,37; 1,80; 5,31 e 1,80 vezes maior para as enzimas PAL, POX, QUI e GLU, respectivamente. Nesse período, também observou-se aumento nos teores de compostos fenólicos e lignina, indicando intensificação da via dos fenilpropanoides e lignificação. Além disso, a cultivar Arara apresentou aumento inicial de MDA no 1º dia, seguido de redução, indicando controle do dano oxidativo. Por outro lado a cultivar Catuaí Vermelho IAC 144 apresentou aumento de MDA a partir do 5º dia, com níveis elevados ao longo do périodo avaliado, sugerindo dano oxidativo progressivo. Os resultados demonstram que a resistência da cultivar Arara está associada à ativação precoce e coordenada de mecanismos bioquímicos de defesa, caracterizada pelo aumento da atividade de enzimas relacionadas à defesa, acúmulo de compostos fenólicos e lignificação, além do controle mais eficiente do dano oxidativo.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.description.tipodeimpactoCulturais
dc.identifier.citationCARVALHO, Diogo Aparecido de. Alteração estomatal e respostas bioquímicas em cafeeiro resistente e suscetível à ferrugem. 2026. 61 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fitopatologia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/61175
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agronomia/Fitopatologia
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectHemileia vastatrix
dc.subjectHaustório
dc.subjectResistência vegetal
dc.subjectCafé - Ferrugem
dc.subjectDefense response
dc.subjectHaustorium
dc.subjectFerrugem - Café
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::FITOPATOLOGIA
dc.titleAlteração estomatal e respostas bioquímicas em cafeeiro resistente e suscetível à ferrugem
dc.title.alternativeStomatal alteration and biochemical responses in coffee plants resistant and susceptible to rust
dc.typedissertação

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