Pesquisas citológicas e genéticas em três espécies de Coffea: auto-incompatibilidade em Coffea canephora pierre ex froehner

Conagin, Cândida Helena T. M.; Mendes, A. J. T.

doi:10.1590/S0006-87051961000100034

Resumos

As pesquisas realizadas com três espécies de Coffea (canephora, congensis e dewevrei) durante o período de 1943 a 1950 são aqui relatadas com a finalidade principal de apresentar os dados colhidos para uma futura continuação do trabalho. Parte dêsses dados acha-se publicada parceladamente. Essas três espécies são auto-estéreis, isto é, não produzem frutos quando suas flôres são autopolinizadas. No entanto, o desenvolvimento do saco embrionário e a microsporogênese são normais; além disso nenhum outro fator mecânico ou físico impede a polinização. Os grãos de pólen mostram uma grande variabilidade em tamanho, não havendo diferença estatística que separe as três espécies. Em C. congensis de Uganda, a germinação do pólen foi anormal, formando expansões disformes do ciloplasma em vez de tubos polínicos. O pólen conservado em laboratório perdeu o poder germinativo ao fim de sete dias. As auto-polinizações efetuadas durante os anos de 1943 e 1944 não produziram frutos. No período de 1944 a 1950 foram realizados cruzamentos intra-específicos entre clones de cada espécie, procurando combinações compatíveis. Na espécie C. canephora foram feitas outras observações além dessas, tais como sôbre a queda dos frutinhos e a vitalidade das sementes. As pesquisas realizadas levaram à conclusão de que nas espécies C. canephora, C. congensis e C. dewevrei existe o fenômeno da auto-incompatibilidade genética. Observações mais detalhadas na espécie C congensis mostraram que, além da auto-incompatibilidade, existe, nesta espécie, a estérilidade masculina. Tendo-se analisado um grande número de cruzamentos de C. canephora foi possível estabelecer o mecanismo genético da auto-incompatibilidade; êste mecanismo é o mesmo descrito para o gênero Nicotiana por East e Maugelsdorf, segundo o qual uma série de fatôres alelomórfos S controlam as relações entre tubo polínico e estigma. Os dados apresentados permitem admitir para C. canephora a existência de três fatôres S e classificar uma parte das plantas estudadas em três grupos: S1S2, S1S3 e S2S3.

Results from eight years of research on Coffea canephora, C. congensis and C. dewevrei are reported. Some observations have already been published. These three species are self-sterile, no fruit being formed after selfing. Nevertheless, embryo-sac development and microsporogenesis are normal and no other factor prevents pollination. The pollen grains vary greatly in size. Those of Coffea congensis from Uganda germinate abnormally, producing cytoplasmic expansions instead of pollen tubes. Kept under laboratory conditions, the pollen of the three species lost viability within seven days. Through intra-specific crosses several compatible clones have been established. The observations made indicate that in Coffea canephora, C. congensis, and C. dewevrei there is genetic self-incompatibility; in C. congensis there is in addition male sterility. In Coffea canephora, a species that was studied in more detail, it has been possible to determine the «S» factors for incompatibility controlling the relations between pollen tube and stigma. Some plants of this species could already be classified in three classes: S1S2, S1S3 and S2S3.

Cândida Helena T. M. Conagin; A. J. T. Mendes

Engenheiros-agrônomos, Seção. de Citologia, Instituto Agronômico

RESUMO

As pesquisas realizadas com três espécies de Coffea (canephora, congensis e dewevrei) durante o período de 1943 a 1950 são aqui relatadas com a finalidade principal de apresentar os dados colhidos para uma futura continuação do trabalho. Parte dêsses dados acha-se publicada parceladamente.

Essas três espécies são auto-estéreis, isto é, não produzem frutos quando suas flôres são autopolinizadas. No entanto, o desenvolvimento do saco embrionário e a microsporogênese são normais; além disso nenhum outro fator mecânico ou físico impede a polinização. Os grãos de pólen mostram uma grande variabilidade em tamanho, não havendo diferença estatística que separe as três espécies.

Em C. congensis de Uganda, a germinação do pólen foi anormal, formando expansões disformes do ciloplasma em vez de tubos polínicos. O pólen conservado em laboratório perdeu o poder germinativo ao fim de sete dias. As auto-polinizações efetuadas durante os anos de 1943 e 1944 não produziram frutos. No período de 1944 a 1950 foram realizados cruzamentos intra-específicos entre clones de cada espécie, procurando combinações compatíveis. Na espécie C. canephora foram feitas outras observações além dessas, tais como sôbre a queda dos frutinhos e a vitalidade das sementes.

As pesquisas realizadas levaram à conclusão de que nas espécies C. canephora, C. congensis e C. dewevrei existe o fenômeno da auto-incompatibilidade genética. Observações mais detalhadas na espécie C congensis mostraram que, além da auto-incompatibilidade, existe, nesta espécie, a estérilidade masculina.

Tendo-se analisado um grande número de cruzamentos de C. canephora foi possível estabelecer o mecanismo genético da auto-incompatibilidade; êste mecanismo é o mesmo descrito para o gênero Nicotiana por East e Maugelsdorf, segundo o qual uma série de fatôres alelomórfos S controlam as relações entre tubo polínico e estigma. Os dados apresentados permitem admitir para C. canephora a existência de três fatôres S e classificar uma parte das plantas estudadas em três grupos: S₁S₂, S₁S₃ e S₂S₃.

SUMMARY

Results from eight years of research on Coffea canephora, C. congensis and C. dewevrei are reported. Some observations have already been published.

These three species are self-sterile, no fruit being formed after selfing. Nevertheless, embryo-sac development and microsporogenesis are normal and no other factor prevents pollination.

The pollen grains vary greatly in size. Those of Coffea congensis from Uganda germinate abnormally, producing cytoplasmic expansions instead of pollen tubes. Kept under laboratory conditions, the pollen of the three species lost viability within seven days.

Through intra-specific crosses several compatible clones have been established.

The observations made indicate that in Coffea canephora, C. congensis, and C. dewevrei there is genetic self-incompatibility; in C. congensis there is in addition male sterility. In Coffea canephora, a species that was studied in more detail, it has been possible to determine the «S» factors for incompatibility controlling the relations between pollen tube and stigma. Some plants of this species could already be classified in three classes: S₁S₂, S₁S₃ and S₂S₃.

Texto completo disponivél apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em 26 de junho de 1961.

1. CONAGIN, CÂNDIDA H. T. M. Microsporogênese, incompatibilidade e esterilidade masculina em Coffea congensis Froehner. Bragantia 20: [669]-677. 1961.
2. DEVREUX. M., POCHET, P., VALLEYS, G. & GILLES, A. Recherches sur l'autosterilité du Caféier Robusta (Coffea canephora Pierre). Bruxelles, I.N.E.A.C. Série scientifique n.ş 78. 44 p. 1959.
3. EAST, E. M. & MANGELSDORF, A. J. A new interpretation of the hereditary behavior of the self-sterile plants. Proc. Nat. Acad. Sci. 11:166-171, 1925.
4. FABER, F. C. [von]. Ben en ander over de Biologie der Koffiebloem. Taysmania 21:566-577. 1910.
5. _______ Morphologisch-physiologische Untersuchungen an Blütten von Coffea-Arten. Ann. Jard. Bot. Buitenzorg (Java) 25. (Deuxième série) 10:59-160. 1912.
6. FERWERDA, F. P. Die Befruchtungsverhältnisse bei den Niederländische-Indie angebauten Kaffecarten. Der Züchter (8(4):92-102. 1936.
7. GRANER, E, A. Megasporogenesis in Coffea arabica L.. Arq. Inst. Biol. Veg. Rio de Janeiro 3:69. 1936.
8._______ Embriogênese em Coffea. I. Desenvolvimento do óvulo em C, arabica L. Anais da Primeira Reunião Sul-Americana de Botânica 3:193-201. 1938.
9. LELIVELD, J. A. Fruchtzetting Bij Koffie. Arch. Kofficc. Ned. Ind. 12:127. 1938.
10. MEDINA, D. M. Observações cilológicas em Coffea. XIX - Microsporogênese em Coffea dewevrei. Bragantia 12:[153]-162. 1952.
11._______ Macrosporogênese, formação e desenvolvimento do saco embrionário, do endosperma e do embrião em Coffea dewevrei De Wild, et Th . Dur. Bragantia 19: [767]-784. 1960.
12. _______ & CONAGIN, CÂNDIDA H. T. M. Auto-incompatibilidade em Coffea dewevrei de Wild, et Th. Dur. Bragantia 18:[283]-293. 1959.
13. MENDES, A. J. T. Observações citológicas em Coffea. VI - Desenvolvimento do embrião e do endosperma em Coffea arabica L. Bragantia 2: [115]-125. 1942.
14. MENDES, C. H. T. Introdução ao estudo da auto-esterilidade no gênero Coffea. Bragantia 9:[25]-41. 1949.
15._______ Observações citológicas em Coffea. XVI - Microsporogênese em Coffea canephora Pierre ex Froehmer. Bragantia 10:[97]-104. 1950.
16. ----Observações citológicas em Coffea. XVII - O saco embrionário em Coffea canephora Pierre ex Frochner. Bragantia 10:[105]-111. 1950.
17. RANDOLPH, L. S. A new fixing fluid and a revised schedule for the paraffin method in plant cytology. St. Techn. 10:95-96. 1935.
18. WODEHOUSE, R. P. Pollen grains. New York, Mc Graw-Hill Book Company, Inc., VII-X: 1-574. 1935.

**Pesquisas citológicas e genéticas em três espécies de Coffea. Auto-incompatibilidade em Coffea canephora pierre ex froehner**

Cyto-genetical investigations on three species of coffea self incompatibility in Coffea canephora

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
09 Mar 2010
Data do Fascículo
1961

Histórico

Recebido
26 Jun 1961

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

[1] 1. CONAGIN, CÂNDIDA H. T. M. Microsporogênese, incompatibilidade e esterilidade masculina em Coffea congensis Froehner. Bragantia 20: [669]-677. 1961.

[2] 2. DEVREUX. M., POCHET, P., VALLEYS, G. & GILLES, A. Recherches sur l'autosterilité du Caféier Robusta (Coffea canephora Pierre). Bruxelles, I.N.E.A.C. Série scientifique n.ş 78. 44 p. 1959.

[3] 3. EAST, E. M. & MANGELSDORF, A. J. A new interpretation of the hereditary behavior of the self-sterile plants. Proc. Nat. Acad. Sci. 11:166-171, 1925.

[4] 4. FABER, F. C. [von]. Ben en ander over de Biologie der Koffiebloem. Taysmania 21:566-577. 1910.

[5] 5. _______ Morphologisch-physiologische Untersuchungen an Blütten von Coffea-Arten. Ann. Jard. Bot. Buitenzorg (Java) 25. (Deuxième série) 10:59-160. 1912.

[6] 6. FERWERDA, F. P. Die Befruchtungsverhältnisse bei den Niederländische-Indie angebauten Kaffecarten. Der Züchter (8(4):92-102. 1936.

[7] 7. GRANER, E, A. Megasporogenesis in Coffea arabica L.. Arq. Inst. Biol. Veg. Rio de Janeiro 3:69. 1936.

[8] 8._______ Embriogênese em Coffea. I. Desenvolvimento do óvulo em C, arabica L. Anais da Primeira Reunião Sul-Americana de Botânica 3:193-201. 1938.

[9] 9. LELIVELD, J. A. Fruchtzetting Bij Koffie. Arch. Kofficc. Ned. Ind. 12:127. 1938.

[10] 10. MEDINA, D. M. Observações cilológicas em Coffea. XIX - Microsporogênese em Coffea dewevrei. Bragantia 12:[153]-162. 1952.

[11] 11._______ Macrosporogênese, formação e desenvolvimento do saco embrionário, do endosperma e do embrião em Coffea dewevrei De Wild, et Th . Dur. Bragantia 19: [767]-784. 1960.

[12] 12. _______ & CONAGIN, CÂNDIDA H. T. M. Auto-incompatibilidade em Coffea dewevrei de Wild, et Th. Dur. Bragantia 18:[283]-293. 1959.

[13] 13. MENDES, A. J. T. Observações citológicas em Coffea. VI - Desenvolvimento do embrião e do endosperma em Coffea arabica L. Bragantia 2: [115]-125. 1942.

[14] 14. MENDES, C. H. T. Introdução ao estudo da auto-esterilidade no gênero Coffea. Bragantia 9:[25]-41. 1949.

[15] 15._______ Observações citológicas em Coffea. XVI - Microsporogênese em Coffea canephora Pierre ex Froehmer. Bragantia 10:[97]-104. 1950.

[16] 16. ----Observações citológicas em Coffea. XVII - O saco embrionário em Coffea canephora Pierre ex Frochner. Bragantia 10:[105]-111. 1950.

[17] 17. RANDOLPH, L. S. A new fixing fluid and a revised schedule for the paraffin method in plant cytology. St. Techn. 10:95-96. 1935.

[18] 18. WODEHOUSE, R. P. Pollen grains. New York, Mc Graw-Hill Book Company, Inc., VII-X: 1-574. 1935.

Brasil