Diversidade genética e sistema de cruzamento em populações naturais de duas espécies pioneiras arbóreas.

Autor: Luciano Arruda Ribas
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2003
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Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPUniversidade de São PauloUSP.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: O conhecimento sobre o sistema de cruzamento e a forma como a diversidade genética está distribuída em populações de espécies arbóreas é de fundamental importância para se planejar seu manejo e conservação. Espécies arbóreas pioneiras estão cada vez mais freqüentes dentro e fora dos fragmentos florestais remanescentes. Trema micrantha é uma das primeiras espécies a se estabelecer em áreas abandonadas e Cecropia pachystachya é uma espécie pioneira dióica e seletivamente higrófita. Ambas são polinizadas pelo vento e produzem muitas sementes que são dispersas por animais. Estudou-se a diversidade e estrutura genética e o sistema de cruzamento em populações de ambas espécies e, para T. micrantha, avaliou-se também o banco de sementes como um potencial tampão gênico para a espécie. As populações foram amostradas na Estação Ecológica dos Caetetus (Gália-S.P.) e na Reserva Florestal de Santa Genebra (Campinas-S.P.), onde se amostrou 177 indivíduos de T. micrantha, distribuídos em 6 e 5 subpopulações, e 178 indivíduos de C. pachystachya, em 2 e 3 subpopulações, nos respectivos fragmentos. Os sistemas de cruzamento foram avaliados com base em 24 progênies de 10 indivíduos por progênie de cada espécie. As estimativas para os parâmetros de diversidade genética nas populações de plantas do dossel foram obtidas a partir do polimorfismo de oito locos isoenzimáticos, num total de 20 alelos para T. micrantha e sete locos isoenzimáticos num total de 17 alelos para C. pachystachya. Da mesma forma, utilizou-se 13 locos com 30 alelos para T. micrantha e sete locos com 17 alelos para C. pachystachya, no estudo dos sistemas de cruzamento. Verificou-se que as populações de ambas espécies contêm baixos níveis de endogamia ( f ) de -0,204 e 0,066 em T. micrantha; -0,052 e 0,049 em C. pachystachya, em ambos fragmentos) e alta diversidade ( e H ) de 0,373 e 0,392 em T. micrantha; 0,355 e 0,335 em C. pachystachya, em ambos fragmentos). A divergência genética existente entre populações é menor do que entre subpopulações ( de 0,026 e –0,007, de 0,086 e 0,068, para C. pachystachya e T. micrantha, respectivamente). T. micrantha apresenta sistema de cruzamento misto, com preferência por alogamia ( de 0,966 e 0,819, em ambos fragmentos) e está sujeita a variações na freqüência de cruzamentos endogâmicos ( p θˆ SP θˆ m tˆ Fˆ de –0,022 e 0,103) e a altas taxas de cruzamentos biparentais ( de 0,653 e 0,605). Sendo espécie dióica, as estimativas de fecundação cruzada obtidas para C. pachystachya não corresponderam às expectativas ( de 0,816 e 0,794). No entanto, as estimativas indicaram que espécie está sujeita a cruzamentos biparentais ( de 0,868 e 0,990). Os resultados sugerem que uma acirrada competição nas etapas de germinação e desenvolvimento de plântulas durante a regeneração de T. micrantha, bem como a distribuição espacial em clareiras e o eficiente fluxo gênico nesta espécie são fundamentais para manter altas taxas de diversidade genética em suas populações.
The knowledge about the breeding system and the genetic structure of populations of tree species is of great importance in order to plan their management and conservation. Pioneer tree species are more and more frequent inside and outside remaining forest fragments. Trema micrantha is one of the first tree species to be established in abandoned areas and Cecropia pachystachya is a pioneer dioecious tree and selectively adapted to wet soils. Both species are pollinated by wind and produce seeds that are dispersed by various animals species. We studied the diversity, the genetic structure and the mating system of both pioneer species populations. The seed bank of T. micrantha was also evaluated as a potential genetic buffer for this species. Populations were collected in the “Estação Ecológica dos Caetetus” (Gália, São Paulo State, Brazil) and in the “Reserva Florestal de Santa Genebra” (Campinas, São Paulo State, Brazil), where 177 plants of T. micrantha, distributed into six and five subpopulations, and 178 plants of C. pachystachya, distributed into two and three subpopulations were respectively sampled from both fragments. Ten seeds per plant and 24 plants per population were germinated to generate progeny arrays used in the mating system analyses. The estimates for the genetic diversity genetic parameters in the plant populations of the dossel were obtained from eight polymorphic isozyme loci with 20 alleles for T. micrantha and seven isoenzymatic loci with 17 alleles for C. pachystachya. Similarly, 13 loci with 30 alleles for T. micrantha and seven loci with 17 alleles for C. pachystachya were used in the mating system study. The results showed that populations of both species have low levels of inbreeding ( = –0.204 and 0.066 for T. micrantha; = -0.052 and 0.049 for C. pachystachya, in both fragments, respectively) and high diversity ( fˆ fˆ e Hˆ = 0.373 and 0.392 for T. micrantha; e Hˆ = 0.355 and 0.335 for C. pachystachya, in both fragments). The genetic divergence among populations was lower than among subpopulations ( = 0.026 and –0.007; = 0.086 and 0.068, for C. pachystachya and T. micrantha, respectively). T. micrantha presents a mixed mating system, with preference to outcrossing ( = 0.966 and 0.819, in both fragments) and is subject to variations in the inbreeding frequency and high rates of biparental mating ( = 0.653 and 0.605 in both fragments, respectively). The estimates obtain for C. pachystachya did not correspond to the expectations of a dioecious species ( = 0.816 and 0.794 in both fragments). A significant proportion of related individuals were observed ( p θˆ SP θˆ m tˆ p rˆ m tˆ s t m t ˆ ˆ − = 0.072 and 0.128, both fragments), indicating a spacial structure of individuals under the species natural condition. The estimates showed that the great majority of C. pachystachya progenies are composed of full-sib matings ( = 0.868 and 0.990 in both fragments), resulting from biparental matings. Besides, the results suggest that a tough competition in the phases of germination and seedling development during the regeneration of T. micrantha, as well as the spatial distribution in gaps and the efficient gene flow are important in order to maintain high rates of genetic diversity in its populations.
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