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Several researchers have attempted to develop coffee plants that are resistant to brown eye spot (BES); however, no coffee cultivars are resistant to the disease. In the present study, a blend of strains from Cercospora coffeicola was inoculated into 19 Brazilian commercial cultivars and 41 accessions from the Germplasm Collection of Minas Gerais to evaluate the genetic resistance ability within the population and select superior genotypes for the breeding program. After predicting the genotypic values of the estudied material, the evaluations number necessary for selecting genotypes with accuracy and efficiency was determined based on the data of severity to BES. The action of defense mechanisms plant was also investigated by assessing the levels of total soluble phenolic compounds and soluble lignin in contrasting genotypes for disease susceptibility. Based on the results, the accession MG 1207 Sumatra, had an intrinsic genetic capacity to maintain low levels of severity to BES. The genotype MG 1207 Sumatra can substantially contribute to the development of new cultivars, which may lead to the reduced use of pesticides. According to the accuracy and efficiency results obtained, four evaluations BES severity are sufficient to achieve accuracy, providing expressive genetic gains. Finally, the levels of lignin and phenolic compounds were not found to be associated with the resistance of coffee genotypes to BES.

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Coffee leaf rust caused by the fungus Hemileia vastatrix is one of the most important leaf diseases of coffee plantations worldwide. Current knowledge of the H. vastatrix genome is limited and only a small fraction of the total fungal secretome has been identified. In order to obtain a more comprehensive understanding of its secretome, we aimed to sequence and assemble the entire H. vastatrix genome using two next-generation sequencing platforms and a hybrid assembly strategy. This resulted in a 547 Mb genome of H. vastatrix race XXXIII (Hv33), with 13,364 predicted genes that encode 13,034 putative proteins with transcriptomic support. Based on this proteome, 615 proteins contain putative secretion peptides, and lack transmembrane domains. From this putative secretome, 111 proteins were identified as candidate effectors (EHv33) unique to H. vastatrix, and a subset consisting of 17 EHv33 genes was selected for a temporal gene expression analysis during infection. Five genes were significantly induced early during an incompatible interaction, indicating their potential role as pre-haustorial effectors possibly recognized by the resistant coffee genotype. Another nine genes were significantly induced after haustorium formation in the compatible interaction. Overall, we suggest that this fungus is able to selectively mount its survival strategy with effectors that depend on the host genotype involved in the infection process.

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ABSTRACT: Brown eye spot (BE) caused by Cercospora coffeicola is the main disease of coffee crop. A variation in symptoms of BE has been reported in the field, raising suspicion of occurrence of new species. However, information about coffee- C. coffeicola interaction is still limited. This research aimed to determine the difference between antioxidant metabolism of coffee plants cultivar Mundo Novo inoculated with a strain isolated from a common BE lesion (CML 2984) and a strain isolated from a black BE lesion (CML 2985). The enzyme activity of peroxidase (POX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were determined. Activities of POX, APX, and PAL increased in plants inoculated with both strains compared to non-inoculated plants at 12 and 24 hours post inoculation (hpi). CAT activity increased in inoculated plants with black BE strain at 24 hpi and both strains at 48 hpi. The SOD activity only increased in inoculated plants with both strains at 48 hpi. These results show that an elevated antioxidant response was observed when the plants were challenged with both strains of C. coffeicola. Both strains produced lesions of the common type, suggesting that other factors lead to the development of black BE lesion type under field conditions and further investigation is needed.

RESUMO: A cercosporiose, causada pelo fungo Cercospora coffeicola, é uma das principais doenças que afeta o cafeeiro. Uma variação nos sintomas de cercosporiose foi encontrada no campo, levantando suspeitas da ocorrência de uma nova espécie. Considerando que informações sobre a interação cafeeiro-C. coffeicola ainda são limitadas, objetivou-se, neste trabalho, determinar diferenças no metabolismo oxidativo de plantas de cafeeiro, cultivar 'Mundo Novo', inoculadas com isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo olho pardo (CML 2984) e isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo negra (CML 2985). Foram determinadas a atividade das enzimas peroxidase (POX), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX) e fenilalanina amônia liase (PAL). As atividades das enzimas POX, APX e PAL aumentaram nas plantas inoculadas com ambos os isolados, quando comparadas com as plantas não inoculadas às 12 e 24 horas após inoculação (hai). A atividade da CAT aumentou nas plantas inoculadas com o isolado que causa sintomas de cercosporiose do tipo negra às 24 hai e, para ambos os isolados, às 48 hai. Plantas inoculadas com ambos os isolados demonstraram aumento na atividade da SOD somente às 48 hai. Este estudo mostrou que uma resposta antioxidante elevada foi observada quando as plantas foram inoculadas com os dois isolados de C. coffeicola . Ambos os isolados produziram lesões de cercosporiose do tipo comum, sugerindo que outros fatores que causam lesões de cercosporiose do tipo negra ainda necessitam ser investigados.

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Brown eye spot (BE) caused by Cercospora coffeicola is the main disease of coffee crop. A variation in symptoms of BE has been reported in the field, raising suspicion of occurrence of new species. However, information about coffee- C. coffeicola interaction is still limited. This research aimed to determine the difference between antioxidant metabolism of coffee plants cultivar Mundo Novo inoculated with a strain isolated from a common BE lesion (CML 2984) and a strain isolated from a black BE lesion (CML 2985). The enzyme activity of peroxidase (POX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were determined. Activities of POX, APX, and PAL increased in plants inoculated with both strains compared to non-inoculated plants at 12 and 24 hours post inoculation (hpi). CAT activity increased in inoculated plants with black BE strain at 24 hpi and both strains at 48 hpi. The SOD activity only increased in inoculated plants with both strains at 48 hpi. These results show that an elevated antioxidant response was observed when the plants were challenged with both strains of C. coffeicola. Both strains produced lesions of the common type, suggesting that other factors lead to the development of black BE lesion type under field conditions and further investigation is needed.(AU)

A cercosporiose, causada pelo fungo Cercospora coffeicola, é uma das principais doenças que afeta o cafeeiro. Uma variação nos sintomas de cercosporiose foi encontrada no campo, levantando suspeitas da ocorrência de uma nova espécie. Considerando que informações sobre a interação cafeeiro-C. coffeicola ainda são limitadas, objetivou-se, neste trabalho, determinar diferenças no metabolismo oxidativo de plantas de cafeeiro, cultivar 'Mundo Novo', inoculadas com isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo olho pardo (CML 2984) e isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo negra (CML 2985). Foram determinadas a atividade das enzimas peroxidase (POX), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX) e fenilalanina amônia liase (PAL). As atividades das enzimas POX, APX e PAL aumentaram nas plantas inoculadas com ambos os isolados, quando comparadas com as plantas não inoculadas às 12 e 24 horas após inoculação (hai). A atividade da CAT aumentou nas plantas inoculadas com o isolado que causa sintomas de cercosporiose do tipo negra às 24 hai e, para ambos os isolados, às 48 hai. Plantas inoculadas com ambos os isolados demonstraram aumento na atividade da SOD somente às 48 hai. Este estudo mostrou que uma resposta antioxidante elevada foi observada quando as plantas foram inoculadas com os dois isolados de C. coffeicola . Ambos os isolados produziram lesões de cercosporiose do tipo comum, sugerindo que outros fatores que causam lesões de cercosporiose do tipo negra ainda necessitam ser investigados.(AU)

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This study aimed to verify the viability of propagation material from coffee plants descended from germplasm susceptible to blister spot disease as well as its susceptibility to Colletotrichum sp. relative to commercial coffee cultivars. In the first experiment, fruits were harvested from plants with and without symptoms of blister spot and sowed in trays containing a commercial sterilized substrate. The percentages of germinated seeds, viable plantlets and seedlings were evaluated. In diseased tissues, pathogens were isolated and identified though a pathogenicity test. In the second experiment, ten commercial cultivars and one cultivar originating from plants with blister spot were inoculated with the pathogens to assess the severity of anthracnose. Significant differences were not observed with respect to seed germination. However, the viability of plantlets and seedlings was reduced in the cultivar originating from plants with blister spot (Genotype Originated from Diseased Plants-GODP). These plants showed characteristic symptoms of blister spot, including necrosis in the leaves and hypocotyls, wilting and death. In the necrotic lesions, we observed characteristic sporulation of Colletotrichum sp. The cultivar most susceptible to anthracnose in cotyledonary leaves was Catuaí Vermelho (GODP), which presented the highest area under the disease progress curve (AUDPC)...(AU)

Objetivou-se neste trabalho verificar a viabilidade de material propagativo de cafeeiro proveniente de germoplasma susceptível a Mancha manteigosa, assim como a sua susceptibilidade a Colletotrichum sp. em comparação a cultivares comerciais de cafeeiro. No primeiro experimento, frutos foram colhidos de plantas com e sem sintomas da mancha manteigosa e a semeadura realizada em bandejas contendo substrato esterilizado. Avaliou-se a porcentagem de sementes germinadas e de plântulas e mudas viáveis. Realizou-se o isolamento, a identificação do patógeno dos tecidos doentes e o teste de patogenicidade. No segundo experimento, inoculou-se o patógeno em dez cultivares de cafeeiro e em uma cultivar originada de plantas com Mancha manteigosa (GOPD) para a avaliação da severidade da antracnose. Não houve diferença quanto à germinação das sementes. Porém, a viabilidade das plântulas e das mudas, foi reduzida nos GOPDs. Estes apresentaram sintomas da mancha manteigosa, necrose nas folhas e nos hipocótilos, murcha e morte. Nas lesões necrosadas observou-se esporulação característica de Colletotrichum spp. A cultivar Catuaí Vermelho (GOPD) foi altamente suscetível à antracnose nas folhas cotiledonares apresentando a maior AACPD em relação aos outros genótipos testados. Conclui-se que a viabilidade de material propagativo de cafeeiro proveniente de sementes de plantas com Mancha manteigosa...(AU)

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Tannase is an industrially important enzyme produced by a large number of microorganisms. This study analyzed the production of tannase by Aspergillus sp. GM4 under solid-state fermentation (SSF) using different vegetable leaves (mango, jamun and coffee) and agricultural residues (coffee husks, rice husks and wheat bran). Among the substrates used jamun leaves yielded high tannase production. The Plackett-Burman design was conducted to evaluate the effects of 12 independent variables on the production of tannase under SSF using jamun leaves as substrate. Among these variables, incubation time, potassium nitrate and tannic acid had significant effects on enzyme production. A lower incubation time was fixed and supplementation with potassium nitrate and tannic acid were optimized using the Central Composite Design. The best conditions for tannase production were: incubation time of 2 days; tannic acid at 1.53% (w w-1) and potassium nitrate at 2.71% (w w- 1). After the optimization process, tannase production increased 4.65-fold, which showed that the statistical experimental design offers a practicable approach to the implementation of optimization of tannase production.

Tanase é uma enzima industrialmente importante produzida por um grande número de microrganismos. Este estudo analisou a produção de tanase por Aspergillus sp. GM4 em fermentação em estado sólido (FES) utilizando diferentes vegetais como folhas de manga, de jambolão, de café e resíduos agrícolas, como a casca de café, casca de arroz e farelo de trigo. Entre os substratos utilizados, as folhas jambolão renderam alta produção de tanase. O planejamento de Plackett-Burman foi conduzido para avaliar os efeitos de 12 variáveis independentes sobre a produção de tanase em FES usando folhas jambolão como substrato. Entre estas variáveis, tiveram efeitos significativos na produção da enzima o tempo de incubação, o nitrato de potássio e o ácido tânico. O menor tempo de incubação foi fixado e a suplementação de nitrato de potássio e ácido tânico foi otimizada utilizando o planejamento composto central rotacional. As melhores condições para a produção de tanase foram o tempo de incubação de dois dias, a concentração de ácido tânico de 1,53% (g g-1) e de nitrato de potássio 2,71% (g gw-1). Após o processo de otimização, a produção tanase aumentou 4,65 vezes, o que mostrou que o delineamento experimental foi um método viável para a otimização da produção de tanase.

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This study aimed to verify the viability of propagation material from coffee plants descended from germplasm susceptible to blister spot disease as well as its susceptibility to Colletotrichum sp. relative to commercial coffee cultivars. In the first experiment, fruits were harvested from plants with and without symptoms of blister spot and sowed in trays containing a commercial sterilized substrate. The percentages of germinated seeds, viable plantlets and seedlings were evaluated. In diseased tissues, pathogens were isolated and identified though a pathogenicity test. In the second experiment, ten commercial cultivars and one cultivar originating from plants with blister spot were inoculated with the pathogens to assess the severity of anthracnose. Significant differences were not observed with respect to seed germination. However, the viability of plantlets and seedlings was reduced in the cultivar originating from plants with blister spot (Genotype Originated from Diseased Plants-GODP). These plants showed characteristic symptoms of blister spot, including necrosis in the leaves and hypocotyls, wilting and death. In the necrotic lesions, we observed characteristic sporulation of Colletotrichum sp. The cultivar most susceptible to anthracnose in cotyledonary leaves was Catuaí Vermelho (GODP), which presented the highest area under the disease progress curve (AUDPC)...

Objetivou-se neste trabalho verificar a viabilidade de material propagativo de cafeeiro proveniente de germoplasma susceptível a Mancha manteigosa, assim como a sua susceptibilidade a Colletotrichum sp. em comparação a cultivares comerciais de cafeeiro. No primeiro experimento, frutos foram colhidos de plantas com e sem sintomas da mancha manteigosa e a semeadura realizada em bandejas contendo substrato esterilizado. Avaliou-se a porcentagem de sementes germinadas e de plântulas e mudas viáveis. Realizou-se o isolamento, a identificação do patógeno dos tecidos doentes e o teste de patogenicidade. No segundo experimento, inoculou-se o patógeno em dez cultivares de cafeeiro e em uma cultivar originada de plantas com Mancha manteigosa (GOPD) para a avaliação da severidade da antracnose. Não houve diferença quanto à germinação das sementes. Porém, a viabilidade das plântulas e das mudas, foi reduzida nos GOPDs. Estes apresentaram sintomas da mancha manteigosa, necrose nas folhas e nos hipocótilos, murcha e morte. Nas lesões necrosadas observou-se esporulação característica de Colletotrichum spp. A cultivar Catuaí Vermelho (GOPD) foi altamente suscetível à antracnose nas folhas cotiledonares apresentando a maior AACPD em relação aos outros genótipos testados. Conclui-se que a viabilidade de material propagativo de cafeeiro proveniente de sementes de plantas com Mancha manteigosa...

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Tanase é uma enzima industrialmente importante produzida por um grande número de microrganismos. Este estudo analisou a produção de tanase por Aspergillus sp. GM4 em fermentação em estado sólido (FES) utilizando diferentes vegetais como folhas de manga, de jambolão, de café e resíduos agrícolas, como a casca de café, casca de arroz e farelo de trigo. Entre os substratos utilizados, as folhas jambolão renderam alta produção de tanase. O planejamento de Plackett-Burman foi conduzido para avaliar os efeitos de 12 variáveis independentes sobre a produção de tanase em FES usando folhas jambolão como substrato. Entre estas variáveis, tiveram efeitos significativos na produção da enzima o tempo de incubação, o nitrato de potássio e o ácido tânico. O menor tempo de incubação foi fixado e a suplementação de nitrato de potássio e ácido tânico foi otimizada utilizando o planejamento composto central rotacional. As melhores condições para a produção de tanase foram o tempo de incubação de dois dias, a concentração de ácido tânico de 1,53% (g g-1) e de nitrato de potássio 2,71% (g gw-1). Após o processo de otimização, a produção tanase aumentou 4,65 vezes, o que mostrou que o delineamento experimental foi um método viável para a otimização da produção de tanase.(AU)

Tannase is an industrially important enzyme produced by a large number of microorganisms. This study analyzed the production of tannase by Aspergillus sp. GM4 under solid-state fermentation (SSF) using different vegetable leaves (mango, jamun and coffee) and agricultural residues (coffee husks, rice husks and wheat bran). Among the substrates used jamun leaves yielded high tannase production. The Plackett-Burman design was conducted to evaluate the effects of 12 independent variables on the production of tannase under SSF using jamun leaves as substrate. Among these variables, incubation time, potassium nitrate and tannic acid had significant effects on enzyme production. A lower incubation time was fixed and supplementation with potassium nitrate and tannic acid were optimized using the Central Composite Design. The best conditions for tannase production were: incubation time of 2 days; tannic acid at 1.53% (w w-1) and potassium nitrate at 2.71% (w w-1). After the optimization process, tannase production increased 4.65-fold, which showed that the statistical experimental design offers a practicable approach to the implementation of optimization of tannase production.(AU)

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The objectives of this work were to assess the in vitro effect of essential oils extracted from cinnamon, citronella, lemon grass, India clove, tea tree, thyme, neem and eucalyptus on the conidia germination and on mycelial growth of Cercospora coffeicola, and their efficacy to control the brown eye spot in coffee seedlings (cultivars Catucaí 2SL, Catuaí IAC 62 and Mundo Novo 379/19) in a greenhouse, as well as their effects on the initial germination and infection events by scanning electron microscopy. All essential oils promoted the inhibition of conidia germination with increasing concentrations. India clove, cinnamon, neem, thyme and lemon grass oils inhibited the mycelial growth of C. coffeicola. The cinnamon and citronella oils were the most promising for brown eye spot control in all cultivars. In scanning electron microscopy, the cinnamon and citronella oils reduced germination and mycelial development of C. coffeicola in vivo, eight and 16 hours after inoculation, promoting, in some cases, the leakage of the cellular content. Essential oils of cinnamon and citronella reduced the incidence and severity of brown eye spot, in addition to presenting direct toxicity to the pathogen.

Este trabalho avaliou o efeito in vitro de óleos essenciais extraídos de canela, citronela, capim-limão, cravo-da-índia, árvore-de-chá, tomilho, nim e eucalipto na germinação de conídios e no crescimento micelial de Cercospora coffeicola, a eficácia destes óleos no controle da cercosporiose-do-cafeeiro em mudas das cultivares Catucaí 2SL, Catuaí IAC 62 e Mundo Novo 379/19 em casa de vegetação; e seus efeitos sobre os eventos iniciais de germinação e infecção do patógeno in vivo por meio de microscopia eletrônica de varredura. Todos os óleos essenciais inibiram a germinação dos conídios com o aumento das concentrações. Os óleos de cravo-da-índia, canela, nim, tomilho e capim-limão inibiram o crescimento micelial de C. coffeicola. Os óleos de canela e citronela foram os mais promissores no controle da cercosporiose em todas as cultivares. Em microscopia eletrônica de varredura, os óleos de canela e citronela reduziram a germinação e o desenvolvimento micelial in vivo de C. coffeicola oito e 16 horas após a inoculação, promovendo, em alguns casos, o extravasamento do conteúdo celular. Óleos essenciais de canela e citronela reduziram a incidência e a severidade da cercosporiose, além de apresentar efeito tóxico direto ao patógeno.

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Na busca por novos indutores de resistência contra a vassoura-de-bruxa no cacaueiro avaliou-se o efeito de vários nutrientes, acibenzolar-S-metil (ASM) e a combinação desses nutrientes com ASM. Os produtos e as misturas foram pulverizados 30 dias antes da inoculação nas mudas do clone SIC-23. Foram utilizados os produtos comerciais Supa-potássio®(silicato de potássio), Hortifós® PK (fosfito de potássio) e Broadacre® Mn (sulfato de manganês), testados nas dosagens 2,5 mL; 5,0 mL; 10 mL/L de água, isoladamente ou combinados com ASM (0,2g/L). O experimento foi conduzido no delineamento de blocos ao acaso, no esquema fatorial, com quatro repetições de doze plantas/parcela. A incidência da doença foi avaliada 60 dias após a inoculação. Somente o ASM promoveu controle significativo da vassoura-de-bruxa. Os nutrientes aplicados isoladamente não apresentaram efeito na severidade da doença. Por outro lado, o efeito protetor do ASM desapareceu quando este foi misturado ao Supa-potássio®, na dose de 5 ou 10 mL/L.

Aiming at improving the level of induction of resistance in cocoa, various nutrients, acibenzolar-S-methyl (ASM) and their combination were tested on cocoa seedlings, clone SIC-23, 30 days before inoculation. The commercial products Supa-potássio® (potassium silicate), Hortifós® PK (potassium phosphite) and Broadacre® Mn (manganese sulfate) were sprayed at doses of 2.5, 5.0 mL and 10.0 mL per liter of water, combined or not, with ASM® (0.2 g/L). The experiment was set in a randomized block design, in a factorial scheme, with four replicates of twelve plants each. Disease incidence was assessed 60 days after inoculation. Only ASM promoted significant control of the disease. Nutrients alone had no effect on disease incidence. On the other hand, the protective effect of ASM disappeared when this product was mixed to Supa-potássio at 5 or 10 mL/L.