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Uso de marcadores microssatélites para estimar parentescos dentro de progênies de polinização aberta de espécies arbóreas dióicas: um estudo de caso de Myracrodruon urundeuva (F.F. & M.F. Allemão)
No full textHá muito tempo tem-se o interesse em conhecer o parentesco existente dentro de progênies de polinização aberta de espécies arbóreas, devido às suas implicações na estimativa da variância genética aditiva, tamanho efetivo de variância e determinação do número de árvores matrizes para a coleta de sementes para fins de conservação ex situ, melhoramento e recuperação ambiental. O objetivo do presente trabalho foi comparar a estimativa do coeficiente de coancestria dentro de progênies de Myracrodruon urundeuva por quatro métodos: i) parâmetros do sistema de reprodução, conforme método de Ritland (1989) e utilizando a extensão deste método em casos de cruzamentos entre parentes (SEBBENN, 2006); ii) a partir da medida de diferenciação no conjunto de pólen recebido por diferentes árvores matrizes, com base na análise TwoGener (SMOUSE et al., 2001); iii) análise de variância de frequências gênicas para estimar componentes de variância e calcular o coeficiente de coancestria a partir da diferenciação genética entre progênies (WEIR; COCKERHAM, 1984); iv) o estimador de coancestria de Loiselle et al. (1995) e Ritland (1996) pelo método proposto por Hardy et al. (2004). Para tanto, foram utilizadas progênies de polinização aberta de quatro populações de M. urundeuva, analisadas para seis locos microssatélites. Para reduzir fontes de variação, trabalhou-se com um conjunto de dados balanceados, onde todas as progênies tinham 15 plantas e duas populações foram compostas por 12 progênies e duas por 24 progênies. A taxa de cruzamento não foi diferente da unidade nas quatro populações ( t m 1,0 ) o que era esperado por tratar-se de uma espécie dióica. A correlação de paternidade foi significativamente diferente de zero, variando de 0,167 a 0,265, ou seja, 16% a 26% das...Know the relatedness within open-pollinated families is a long time interest due the implications which this relatedness have on the estimative of the addictive genetic variation, variance effective population size and determination of the number of seed-tree for to collect seeds aiming ex situ conservation, tree breeding and environmental restoration. The aim of this work was to compare the estimated of the coancestry coefficient within families of Myracrodruon urundeuva by four methods: i) mating system parameters, according with Ritland (1989) method and using the extension of this method in cases of crosses between relatives (SEBBENN, 2006); ii) from the measured of pollen gene poll differentiation among different seed-trees, with base in TWOGENER analysis (SMOUSE et al., 2001); iii) analysis of variance of gene frequencies to estimate variance components and calculate the coefficient of coancestry from the genetic differentiation among families (WEIR; COCKERHAM, 1984); iv) the estimator of coancestry from Loisselle et al. (1995) and Ritland (1996) using the method proposed by Hardy et al. (2004). For this purpose, we used open-pollinated progeny of four populations of M. urundeuva, previously analyzed for six microsatellite loci. To reduce sources of variation, we worked with a set of balanced data, where all progenies had 15 plants and two populations were composed of two 12 by 24 families and families. The four populations have progeny generated by crossing ( t m 1,0 ) what was expected for the species is dioecious. The correlation of paternity was significantly different from zero, ranging from 0.167 to 0.265, so 16% to 26% of the progeny were generated by crossing correlated with degree of full-sib. Comparing the four methods of estimating the coeeficient of coancestry, the most accurate and easy to estimate was the Ritland (1989) method. This method produces... (complete abstract click electronic access below)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP
Sistema de reprodução em duas populações naturais de Euterpe edulis M. sob diferentes condições de fragmentação florestal.
Get PDFO sistema de reprodução de uma população contínua e uma fragmentada de Euterpe edulis Martius foi investigado no estado do Rio de Janeiro baseados nos modelos misto de reprodução e o modelo de cruzamentos correlacionados, usando seis locos microssaté-lites polimórficos.Foramdetectadasdiferençassignificativasentreo conjuntogênicodeóvulos e pólen, em ambas as populações, sugerindo desvios de cruzamentos aleatórios. A taxa de cruzamento multiloco (tm) foi de 0,936 e 0,905 na população fragmentada e na contínua, respectivamente, mostrando que a espécie é predominantemente alógama. As diferenças entre as estimativas das taxas de cruzamento multiloco e uniloco (tm - ts^^) foram positivas e estatisticamente significativasemambasaspopulações(0,100e0,169napopulaçãofragmentada e na contínua, respectivamente), indicando prováveis cruzamentos entre parentes e estrutura genética espacial intrapopulacional. Ambas as populações exibiram significantevariação na taxa de cruzamento individual, com correlação de autofecundação dentro de progênies de rs^ = 0,692 na população fragmentada e rs^ = 0,509 na contínua. A correlação de paternidade foi moderada e significativamentediferentedezeronasduaspopulações (rp^ = 0,106 na população fragmentada e rp^ = 0,221 na contínua). O coeficientemédiodecoancestria (?xy^) dentro de progênies foi maior do que o esperado em progênies de meios-irmãos, 0,125 (0,193 e 0,222 na população fragmentada e contínua) e o tamanho efetivo de variância (Ne(v)^) médio entre progênies foi menor do que esperado em uma população idealizada, 4 (2,59 na população fragmentada e 2,25 na contínua). Nas populações amostradas, não foram observados indícios que a fragmentação florestaltenhainterferidonosistemadereprodução da espécie
Using spatial genetic structure of a population of Swietenia macrophylla King to integrate genetic diversity into management strategies in Southwestern Amazon.
Get PDFThe aims of this study were to investigate the intrapopulation spatial genetic structure (SGS) of a preserved Swietenia macrophylla population in a managed forest in Southwestern Amazon, in Acre state, Brazil, and assess the genetic parameters that underlie the conceptual framework that guides conservation and management strategies. The study was conducted in Annual Production Unit (APU) 3, where 83 adult trees (DBH?40 cm) were mapped (1650 ha). The diameter at breast height (DBH) was measured and the vascular exchange was sampled. Leaf tissues were collected from 187 juvenile individuals within a radius of 20m of adults. The population presented high heterozygosity (Ho) for adult (0.767) and juvenile (0.763) individuals, but significantly high allelic richness (R) and significantly lower fixation index (F) in adults (R =10.3, F =0.048) than juveniles (R =9.3, F= 0.119). The F value significantly higher for juveniles, suggesting selection against inbred individuals between juvenile and adult life stages. SGS was detected for adults up to 300 m. Mating was mainly through outcrossing (0.97-1.0), but some crossing occurred among related trees (0.02-0.16) and were correlated (rpm =0.06-0.22), indicating a mean effective number of pollen donors ranging from 4.5 to 18.2. Pollen dispersal distances reached 3905m (mean of 1472 m), and mean effective pollination neighbor area of 792 ha. The effective population size (Ne) within family (2.73) was lower than expected for random mating populations. The number of trees (m) required for seed collection was estimated at 55 non-inbreed and not related trees to each other. The core collection consisted of 42 (50.6%) adults across the area. These individuals should be included in seed collection as they represent 100% of the total detected genetic diversity. The inclusion of S. macrophylla on the list of species available for exploitation is not indicated, because the species requires cross breeding for its maintenance and logging reduce the Ne and may negatively impact the pattern of genetic diversity. These will significantly increase the risk of genetic erosion and population extinction due to a lack of adaptive ability. Adults serve as pollen donors that ecologically and genetically contribute to the maintenance of gene flow and Ne. Because it is recognized as a threatened species worldwide, and due to the fact that in areas of natural occurrence the species presents low-density and shows difficulty establishing natural regeneration, we recommend that S. macrophylla be protected from selective logging
Filogeografia e dinâmica da diversidade genética de Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)
Get PDFTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2014.Acca sellowiana (O. Berg) Burret, conhecida comumente como goiabeira-serrana ou feijoa, é uma Myrtaceae que ocorre na região neotropical da América do Sul. A espécie possui potencial como frutífera, ainda pouco explorado no Brasil, mas bem difundido no exterior. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética em nível de sequências de DNA de cloroplasto (cpDNA) e marcadores microssatélites nucleares (nSSRs) e, com base nesses dados, determinar relações filogeográficas, quantificar diversidade genética, avaliar estrutura genética espacial intrapopulacional, fluxo gênico e o sistema se cruzamento, afim de compreender o cenário evolutivo da espécie e contribuir para sua conservação e melhoramento. Para filogeografia foram sequenciados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA e trnS-trnG em 32 populações, gerando 10 haplótipos. Oito haplótipos estão localizados ao norte da distribuição natural da espécie, em latitudes inferiores a 29o32?S e altitude superior a 500 m, sendo este o centro de maior diversidade da espécie. Foram encontrados indícios de expansão recente na distribuição meridional da espécie, mas isto deve ser comprovado com estudos adicionais, em razao do baixo polimorfismo das sequências analisadas. Visando elucidar esta possível expansão são indicadas análises com marcadores nSSRs. Foram encontrados dois padrões de distribuição da diversidade: i) na região com latitude inferior a 29o32?S a espécie é encontrada em altitude superior a 500 m em associação com a Mata de Araucária, a diversidade é maior e não apresenta expansão recente; ii) a partir de latitudes maiores que 29o65?S, a espécie ocorre abaixo de 400 m, a diversidade é menor e apresenta indícios de expansão recente. Para futuros estudos mais aprofundados em filogeografia foram desenvolvidos 10 novos locos nSSRs. Os novos marcadores apresentaram polimorfismo suficiente para análises genéticas, além de alguns deles serem transferíveis para outras espécies de Myrtaceae. Amostras de plantas de feijoa introduzidas e cultivadas fora da região de ocorrência natural foram caracterizadas através de nSSRs e mostraram uma diversidade restrita, evidenciando um gargalo genético decorrente da dispersão global da espécie a partir de poucos genótipos. Com base nessas análises foi possível verificar a similaridade dos acessos introduzidos com populações que ocorrem na região sul da distribuição natural da espécie. Oito nSSRs apresentaram equilíbrio genotípico e padrão de herança mendeliana, além de ligação genética não significativa, indicando o potencial deste conjunto de locos para a realização de análises como fluxo gênico e sistema de cruzamento. Esses mesmos marcadores foram utilizados para as análises intrapopulacionais, sendo confirmado que a espécie é preferecialmente alógama (tm = 0,895); porém, a área estudada indicou cruzamento entre parentes, que juntamente com o restrito fluxo gênico, levou à distribuição não aleatória dos genótipos e o agrupamento de indivíduos aparentados. Esses fatores contribuíram para a uma significativa estrutura genética espacial (até 54 m). Os resultados demonstram que os níveis atuais de fluxo gênico não são suficientes para evitar efeitos de deriva genética na população analisada. Em conclusão, este estudo gerou conhecimento sobre a história evolutiva de A. sellowiana, assim como sobre sua área de ocorrência, seu possível centro de origem e diversidade, e sua dinâmica da diversidade genética, nos níveis inter- e intra-populacional, trazendo novas informações com grande potencial de contribuir para novos estudos, programas de melhoramento e conservação da espécie.Abstract : Acca sellowiana (O. Berg) Burret, known as feijoa or pineapple-guava, is a Myrtaceae species from the neotropical region of South America. The species has potential for fruit production, which is underexploited in Brazil, but widespread in other countries. The objective of this study was to characterize the genetic diversity at the chloroplast DNA (cpDNA) sequence and nuclear microsatellite marker (nSSR) levels and, based on these data, to determine phylogeographic relations, estimate the genetic diversity, and evaluate intra-population spatial genetic structure, gene flow and mating system, in order to comprehend the species' evolutionary process and contribute to its conservation and breeding. For the phylogeography purposes the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnS-trnG from plants of 32 populations were sequenced, generating 10 haplotypes. Eight haplotypes were found in the northern area of the species' natural distribution, at latitudes lower than 29o32?S and altitudes higher than 500 m, characterizing the region with the highest genetic diversity. Signatures of recent expansion in the southern portion of the species' distribution were detected, but this should be confirmed with aditional studies, due to the low polymorphism of the analyzed sequences. To address this possible expansion, further analyses with SSR markers are suggested. Two distinct patterns of diversity distribution were found: i) in lower latitudes (<29o32?S) the species is found at altitudes above 500 m, in association with the Araucaria Forest, the genetic diversity is higher and the populations do not show recent expansion; ii) in latitudes higher than 29o65?S, the species occurs at altitudes below 400 m, diversity is lower and there are signatures of recent expansion. Ten new nSSR loci were developed, and these new markers showed sufficient polymorphism for genetic analyses, with some of them being transferable to other Myrtaceae species. Samples of feijoa introduced and cultivated outside the region of natural occurrence were characterized through nSSR markers. The obtained data showed restrict genetic diversity, which indicates the existence of a genetic bottleneck in the global dispersion of the species, which probably started with few genotypes. In addition, it was possible to verify similarity between the introduced material and populations located at the southern portion of the species' natural ocurrence. To characterize intra-population spatial genetic diversity, gene flow and mating system, eight nSSRs were used. These nSSRs presented genetic equilibrium and mendelian inheritance, coupled to negligible genetic linkage, evidencing the potential of this set of loci forthe proposed studies. The intra-population analyses confirmed that the species has outcrossing mating system (tm = 0.895). However, crossings between relatives were found in the studied population, and that coupled to restrict gene flow led to a non-random distribution of genotypes and the clustering of related plants. These results reflect a significant spatial genetic structure (up to 54 m). In addition, the results indicate that current observed levels of gene flow are not sufficient to prevent genetic drift effects in the studied population. In conclusion, this study provided knowledge about the evolutionary history of A. sellowiana, including information about it's area of occurrence, its possible center of origin and diversity, the natural populations in which it occurs, and the dynamics of its genetic diversity, at the inter- and intra-population level, ultimately bringing new information with great potential to contribute to the species' study, breeding and conservation programs
Rastreamento madeireiro de jacarandá copaia (aubl.) d. Don. (bignonaceae) da floresta amazônica usando impressão digital de DNA
No full textA floresta Amazônica e outras florestas tropicais ao redor do mundo estão atualmente sendo intensivamente desmatadas para e abertura de áreas para uso na agropecuaria intensiva e extração de madeira, o que em geral ocorre ilegalmente em áreas protegidas como reservas e áreas indigenas, resultando em problemas ecológicos, ambientais e econômicos. Com o objetivo de parar o desmatamento e a comercialização de madeira de corte ilegal de florestas tropicais, novas leis foram introduzidas em muitos países. Aqui investigamos a utilidade da impressão digital de DNA de marcadores SNPs nucleares e citoplasmáticos para rastrear a origem da madeira extraida e comercializada da árvore neotropical Jacaranda copaia. Amostras de 832 indivíduos de 43 populações da Bolívia, Brasil, Guiana Francesa e Peru foram utilizadas para investigar o poder de marcadores SNPs, sendo 113 nucleares (nSNPs), 11 cloroplastidiais (CpSNPs) e quatro mitocondriais (MtSNPs) para determinar corretamente o país, população e região dentro do Brasil e Peru de origem. A diferenciação genética (G_ST^') entre todas as populações, entre populações de diferentes países e entre regiões dentro dos países foi alta (0,506-0,698), especialmente para locos CpMtSNP (> 0,9), mostrando um forte padrão genético de isolamento por distância entre populações, o que é favoravel à determinação correta do local de origem de amostras de mandeira de indivíduos de J. copaia. Para testes de auto-atribuição foi possivel determinar corretamente, com 100% de precisão, o país, população e região de origem de todas as amostras quando foram utilizados todos os locos SNPs ou apenas os nSNPs. Os resultados mostraram que o uso de todos os marcadores SNPs ou nSNPs é uma ferramenta precisa e útil para alfândegas e policias nacionais e internacionais averiguarem se o local de extração declarado na documentação de exportação de madeira de J. copaia da Floresta Amazônica tem origem legal ou ilegal.Amazon and other tropical forest are actually subject to strong deforestation, generally originated from illegal logging, resulting in ecological, environmental and economic problems. Aiming stop deforestation and timber commercialization of illegal logging of tropical forest, new laws has been introduced in many countries. Here we investigated the utility of DNA fingerprinting of nuclear and cytoplasmatic SNPs markers to timber tracking the intensive logged and commercialized of the Amazonian Neotropical tree Jacaranda copaia. Samples of 832 individuals from 43 populations from French Guiana, Brazil, Peru, and Bolivia were used to investigate the power of 113 nuclear SNPs, 11 CpSNPs and four MtSNPs loci to determine the country, population and region within Brazil and Peru origin. The genetic differentiation (���′) among all populations, contries, and regions within coutries was generaly high (0.506-0.698), specialy for CpMtSNP (> 0.9) loci, and there is a strong isolation by distance pathern among populations, favoring the group or individual samples tracking to correct site. For self-assignment tests, we were able to 100% correct determine country, population and region site origin of all samples using all SNPs and nSNPs. Our results show that the use of all SNP or nSNP markers are suitable to correct determination of country and population site of J. copaia timber origin and very useful tool for customs and local and international policies
Dispersão histórica de pólen e sementes em populações fragmentadas de Cariniana estrellensis (Raddi) Kuntze e Cariniana legalis (Mart.) Kuntze
No full textCariniana estrellensis e Cariniana legalis são uma das maiores árvores dos biomas florestais da Amazônia e Mata Atlântica, sendo atualmente vulneráveis à extinção devido ao intenso desmatamento desses biomas. Estratégias para conservação in situ e ex situ são urgentes e estudos de diversidade genética e fluxo de genes são chaves e para esses propósitos. Assim, investigamos a diversidade genética, a estrutura genética espacial (SGS) e o fluxo histórico de genes em populações fragmentadas de ambas as espécies, utilizando marcadores de microssatélites. Todas as árvores encontradas nas populações foram mapeadas, medidas para o diâmetro na altura do peito (DAP) e amostrado o cambio de casca. O índice de fixação (F), em alguns casos, foi significativamente maior em árvores com menor DAP, indicando que as árvores menores apresentam um maior parentesco do que as maiores. Foi detectada SGS significativa para populações de ambas as espécies (60-350 m), indicando um padrão de dispersão de genes de isolamento pela distância (IBD). Para ambas as espécies, foi observada alta imigração de semente (38,5-61,5%) e pólen (80,1-100%), mostrando que as populações não são isoladas geneticamente. Não foi detectada autofecundação, mas o cruzamento entre árvores relacionadas foi detectado nas espécies (8,9-12,5%), sugerindo uma seleção mais forte contra árvores de autofecundação do que se originou do cruzamento entre árvores relacionadas. A distância de dispersão de pólen e sementes em C. estrellensis atingiu longa distância (> 3 km) do que em C. legalis (máximo de 385 m). No entanto, o pólen e as sementes em C. estrellensis e o pólen em C. legalis foram dispersos em um padrão de IBD. Os resultados sugerem que as populações estudadas são adequadas para conservação in situ e ex situ.Cariniana estrellensis and Cariniana legalis, two of the largest trees in the Amazon and Atlantic Forest biomes, are currently vulnerable to extinction due to the intense deforestation of these biomes. Strategies for in and ex situ conservation are urgent, and studies of genetic diversity and gene flow are key aspects needed to develop these strategeis. Thus, we investigate the genetic diversity, spatial genetic structure (SGS), and historical gene flow in fragmented populations of both species, using microsatellite markers. All trees found in the study populations were mapped, measured for diameter at breast height (DBH), and sampled for bark cambium. Our results show that in some cases, fixation index (F) was significantly higher in trees with lower DBH, indicating that smaller trees have higher levels of inbreeding than larger ones. Significant SGS was detected in populations of both species (60-350 m), indicating a gene dispersal pattern of isolation by distance (IBD). For both species, we found high seed (38.5-61.5%) and pollen (80.1-100%) immigration demonstrating that populations are not genetically isolated. No self-fertilization was detected, but we did find evidence of mating among related trees (8.9-12.5%), suggesting stronger selection against selfed individuals than those originated from mating among relatives. Pollen and seed dispersal distance for C. estrellensis reached longer distances (> 3 km) than for C. legalis (maximum of 385 m). However, pollen and seeds of C. estrellensis and pollen of C. legalis were dispersed in an IBD pattern. The results suggest that the studied populations are suitable for in and ex situ conservation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Diversidade genética entre clones de cupuaçuzeiro com o uso de marcadores moleculares do tipo microssatélites.
Get PDFPrograma Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC). Disponível também on-line
Estrutura genética de subpopulações de Genipa americana L. (Rubiaceae) a partir de isoenzimas
No full textForam estudados a estrutura genética, o sistema reprodutivo, a distribuição genética espacial, o fluxo gênico e o tamanho efetivo populacional de duas subpopulações naturais de Genipa americana L., situadas na mata ciliar do Rio Mojiguaçu, SP, denominada de "Mata da Figueira", de propriedade do Instituto Florestal do Estado de São Paulo, a partir da eletroforese de isoenzimas, discorrendo- se sobre as possíveis estratégias de conservação genética in situ e utilização da população como "área para coleta de sementes", visando recuperação de áreas degradadas. A partir da análise de isoenzimas, obtiveram-se 13 alelos distribuídos entre 8 locos, onde 4 eram monomórficos e 4 polimórficos. O coeficiente de coancestralidade de Cockerham (̂θP) revelou que 99,4% da variabilidade genética dos indivíduos adultos se encontra dentro das subpopulações e 100% para as plântulas. Os índices de fixação de Wright foram, em média, negativos para os adultos (f̂ = -0,061; F̂ = -0,055) e positivos para as plântulas (f̂ = 0,369; F̂ = 0,341), mostrando ausência de endogamia nos adultos e acentuada endogamia nas plântulas. Dada a proximidade na magnitude das estimativas médias de f̂ e F̂, para ambos os adultos e plântulas, conclui-se que a endogamia total da população é grandemente explicada pela endogamia contida dentro das subpopulações. Os resultados mostram que as subpopulações constituem uma única população, tendo propriedades genéticas comuns, compartilhando o mesmo conjunto gênico. Os índices de diversidade estimados para a população revelaram um baixo número de alelos por locos (A = 1,63) e urna média porcentagem de locos polimórficos (P = 50%), para adultos e plântulas. A heterozigosidade média esperada foi alta para adultos e plântulas (Ĥe = 0,182; Ĥe = 0,149, respectivamente), revelando a população como potencial para a conservação in situ. O índice de fixação, para a população, foi negativo para os adultos (f̂ = -0,071) e positivo para as plântulas (f̂ = 0,302), indicando equilíbrio de Hardy-Weinberg para os adultos, desvios de suas expectativas para as plântulas e seleção para heterozigotos entre a fase juvenil e adulta. As taxas de cruzamentos multilocos (t̂m) foi de 0,816, a unilocos (t̂s) de 0,617 e a diferenças t̂m - t̂s de 0,199, sugerindo que nesse ciclo reprodutivo, em média, 81,6% das plântulas foram geradas por cruzamentos, sendo 61,7 entre indivíduos não endogâmicos e 19,9% entre endogâmicos. A diferença de t̂m - 1,0, foi de 18,4%, o que no caso de uma espécie monoica seria atribuído a autofecundação. Entretanto, como G. americana é dióica e o modelo multilocos confunde autofecundação com apomixia, esta diferença poderia ser atribuída a apomixia. Porém, o teste de X2 rejeitou a hipótese de apomixia, revelando inadequação dos dados a esse modelo, ou seja, um excesso de descendentes homozigóticos de mães heterozigóticas (> 50%). Esse fato não permite inferir a respeito da forma apomítica de reprodução. Por outro lado, indica a possível existência de seleção favorecendo os homozigotos na fase de plântula. Os acasalamentos endogâmicos também foram detectada pelos índices de fixação de Wright e coeficientes de coancestralidade entre plantas, dentro de famílias (̂θF), sugerindo estruturação espacial na população. Contudo, as análises de autocorrelação espacial não revelaram estruturação genética significativa dentro das subpopulações. O fluxo gênico estimado na fase adulta das plantas foi alto, sugerindo intensa troca gênica dentro da população, permitindo o cruzamento entre indivíduos aparentados, localizados a grandes distâncias. A estimativa do tamanho efetivo da população (N̂e) mostrou que a melhor estratégia para a coleta de sementes é a partir da colheita em um número maior de matrizes, aleatoriamente na população. Esta estimativa também mostrou que a área mínima viável para a conservação in situ da população, de G. americana, é de 24,7 hectares.The genetic structure, the mating system, the spatial genetic structure, the gene flow and the effective population size of two natural subpopulations of the tropical forest tree Genipa Americana L. were studied using isoenzymes electrophorethic techniques. The study site was located at a Mojjguaçu river riparian forest, São Paulo State, Brazil, owned by the São Paulo Forest Institute. The objectives of the research were to suggest possible strategies for in situ genetic conservation and for using the population as a seed provider for degraded land recuperation projects. Thirteen alleles distributed in eight loci were obtained in the research. Four of these loci were monomorphic and four were polymorphic. Toe genetic structure analysed by the Cockerham coancestry coefficient (̂θP) revealed that 99,4 % of the variability is distributed within the subpopulations. The Wright's F statistics, for the adult plants, revealed negative values for the average allele fixation within subpopulations (f̂ = -0,061) and for the population as a whole (F̂ = - 0,055). In the seedlings analyses, the values were positive (f̂= 0,361; F̂ = 0,341). The ̂θF, estimate was 0,186, indicating the existence of endogamic mating. These results revealed that both subpopulations constitute a single population. The average allele number per loci was 1,63 and the polymorphic loci percentage was 50% (99% probability) for both adults and seedlings. The average estimated heterozigosity (Ĥe) was high for adults (0,182) and for seedlings (0,149). Toe Wright fixation index (f̂) was negative for adults (-0,071) and positive for the seedlings (0,320), suggesting deviation of heterozygote proportions from Hardy-Weinberg expectation for the seedlings, with probable endogamic mating and selection favouring the heterozygotes between the seedling and adult phase. The multiloci (t̂m) and single loci (t̂s) were t̂m = 0,816 and t̂s = 0,617, respectively, indicating that in this mating cycle 61,7% of the seedlings analysed were generated from the mating of individuals not closely related to each other, 19,9% by mating of related individuals (t̂m - t̂s), and 19,4% probably by apomixy. However, the X2 test, designed to detect apomixy in the population did not reveal this. The existence of endogamic mating is coherent with the Wright's F statistics, but the spatial autocorrelation analysis did not detect statistically significant genetic structuration within the subpopulations. The gene flow between the subpopulation was high for adults, suggesting intense gene exchange, as expected, due to the short distance between the units, since the pollination is enthomophilic. The population effective size revealed that the best strategy for seed collecting is from higher number of matrices, randomly within the populations. This estimate also showed that the minimum feasible area for in situ conservation of the G. americana population is 24,7 ha
Not available
No full textEsta tese detalha os resultados de 17 anos de experimentação com progênies e populações de Cariniana legalis (Mart.) O. Ktze, instalada em dois locais do Estado de São Paulo (Estação Experimental de Luiz Antonio e Estação Experimental de Pederneiras), no delineamento de blocos de famílias compactas, para fins de sua conservação ex situ. Foram amostradas três populações naturais da espécie (Pop. Campinas, Ibicatu e Vassununga), representadas por 16 a 22 progênies/população; mensurados cinco caracteres quantitativos: forma do fuste, DAP, altura total, volume cilíndrico e sobrevivência, aos 17 anos de experimentação e avaliados aproximadamente 1/3 dos indivíduos totais ensaiados por 14 locos polimórficos distribuídos em 9 sistemas isoenzimáticos. A espécie é predominantemente alógama, com t̂m variando de 91 a 990/0, porém, praticando um certa taxa de autofecundação (máximo 10%), cruzamento entre aparentados (máximo 9%) e preferenciais, resultando em progênies compostas por misturas de meios irmãos, irmãos completos e indivíduos de autofecundação. Os caracteres apresentaram melhor desempenho na E. E. de Luiz Antonio, devido principalmente às características do solo e ao desbaste realizado na idade de 8 anos de experimentação, neste local. A população Campinas apresentou o melhor desempenho em ambos os locais. A divergência genética entre populações foi baixa, tanto para os caracteres quantitativos como para as isoenzimas, mostrando que a maior parte da variabilidade genética encontra-se dentro das populações. A análise da variância revelou moderados níveis de variabilidade genética entre progênies/populações, para as três populações. Contudo, as isoenzimas revelaram heterozigosidades altas e similares para as populações (Ĥo variou de 0,263 a 0,283 e Ĥe de 0,348 a 0,366). Foram também detectados excessos de homozigotos nas progênies, em relação ao esperado pelo Equilíbrio de Hardy Weinberg (EHW) (f̂ variando de 0,220 a 0,249). O agrupamento dos indivíduos de cada população em cinco classes de crescimento para o caráter DAP e a respectiva estimativa da heterozigosidade observada e índice de fixação destes grupos, evidenciou a tendência do aumento do crescimento com o aumento da heterozigosidade e redução na endogamia, sugerindo seleção para heterozigotos. Todavia, uma análise entre as freqüências alélicas dos cinco grupos indicou que a endogamia detectada é função do sistema de reprodução, sugerindo por sua vez, que os indivíduos de menor desempenho seriam o resultado da depressão por endogamia. A comparação dos ganhos preditos na seleção pelo método de seleção índice multi-efeitos e seleção entre e dentro de progênies, a partir do modelo de cruzamentos aleatórios e do modelo de reprodução mista com e sem parentesco entre os genitores, revelou que os ganhos ficaram superestimados em aproximadamente 20% para os dois métodos de seleção, quando foi utilizado o modelo de reprodução aleatório ao invés do modelo de reprodução mista sem parentesco e na ordem de 15% quando foi considerado o parentesco entre os genitores. O método de seleção índice multi-efeitos permitiu maiores ganhos em relação à seleção entre e dentro de progênies. Finalmente, objetivando-se simultaneamente a conservação ex situ e a produção de sementes melhoradas da espécie, propõe-se que o ensaio de Pederneiras seja mantido intacto para a conservação, por incluir um número maior de progênies da população Vassununga e o ensaio de Luis Antonio seja submetido à seleção dentro das populações, com base no índice de seleção multi-efeitos, dando origem assim, a um "pomar de sementes por mudas" do tipo multi-populações. O referido pomar será constituído pela combinação de três populações, onde populações e progênies de melhor desempenho contribuirão mais para as freqüências alélicas da população melhorada.This thesis details the results of a 17 year old experiment with progenies and populations of Cariniana legalis (Mart.) O. Ktze, implanted in a compact family block design, aiming at ex situ conservation, in two localities in São Paulo State (Luiz Antonio and Pederneiras Experimental Stations). Three natural populations were sampled, represented by 17 progenies from the Campinas population, 16 from Ibicatu and 22 from Vassununga. Five quantitative traits were measured: stem shape, diameter at breast height (DBH), cylindrical volume and survival. In addiction, approximately one third of all individuals were assayed for 14 polymorphic loci distributed in nine isozyme systems. This species is predominantly alogamous with t̂m rate variation 0.91 to 0.99), but it practices some self-fertilization (maximum 0.10), some biparental outcrossing (maximum 0.9) and some preferential outcrossing, which resu1ts in a mixture of half-sib, full-sib and self-sib progenies. Growth traits revealed differences among localities, with the best performance at Luis Antonio, because of soil structure and fertility and a tip treatment performed at 8 years. Campinas populations had the highest growth rates in both localities. Smaller genetic divergence among population existed for both quantitative traits and isozymes, and larger genetic variability was found within populations, especially among individuals within progenies. Moderate levels of genetic variability among progenies/populations was found for the three populations. However, isozymes revealed high heterozygosity values, although populations were similar (Ĥo: 0.263 to 0.283; Ĥe: 0.348 to 0.366). In addiction, homozygosity excess in the progenies was detected, in relation to Hardy-Weinberg Equilibrium (EHW) expectations (f̂: 0.220 to 0.249). Similarly, growth rate increased of as heterozygosity increased and endogamy was reduced. When individuals from each population were grouped in five diameter classes this was evident, and the respective heterozygosity and inbreeding coefficients were estimated for each class. This suggested selection by heterozygosity. Nevertheless, an ana1ysis among allelic frequencies among the five groups indicated that the detected endogamy was a function of the mating system. Thus, individuals of lesser performance could be a result of endogamy depression. Comparison of the expected gain selection values given by a random mating model and by a mixed mating model revealed that the gains were overestimated in approximately 20% of the cases in the two methods of selection, when the random mating model instead of the mixed mating model was utilized. Comparing of selection methods, the multi-effects selection index gave higher gains in relation to within and among progenies method of selection. Finally, aiming at simultaneous genetic ex situ conservation and improvement, the Pederneiras test should be maintained intact for conservation purposes, because it included a larger number of Vassununga population progenies. The Luis Antonio test should be submitted to within populations selection, using the multi-effects index selection. This selection will result in a seed orchard of the multi-population type, consisting of a combination of three populations, where populations and progenies with the best performance will have a larger contribution to the allelic frequencies of the improved population
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