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http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8475
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Isolamento reprodutivo e diversidade genética em Erythroxylum (Erythroxylaceae) P. Browne |
Autor: | BARRETO, Laís Leite |
Primeiro orientador: | CASTRO, Cibele Cardoso de |
Primeiro coorientador: | FELIX, Leonardo Pessoa |
Segundo coorientador: | FAY, Michael Francis |
Primeiro membro da banca: | SILVA, Clarisse Palma da |
Segundo membro da banca: | ASSIS, Felipe Nollet Medeiros de |
Terceiro membro da banca: | MACHADO, Isabel Cristina |
Quarto membro da banca: | VITAL, Maria Teresa Aureliano Buril |
Resumo: | A família Erythroxylaceae Kunth é bem representada na flora Brasileira, com 9 seções do gênero distribuidas na Amazônia, Caatinga, Cerrado e Mata Atlântica. A região com maior diversidade é o Nordeste (77), onde o estado com maior riqueza é a Bahia (56). Considerando este cenário nos podemos afirmar que estudos envolvendo populações do gênero Erythroxylum, onde os indivíduos apresentam morfologia intermediária, são essenciais para avaliar a intensidade de barreiras reprodutivas entre espécies, especialmente porque a grande maioria delas ocorre em simpatria. Baseado nestas informações usamos como modelo uma área de floresta montana do nordeste do Brasil onde ocorrem três espécies distílicas do Erythroxylum (Erythroxylum citrifolium, E. pauferrense e E. simonis) que apresentam sobreposição de períodos de floração e semelhanças nas características florais. O isolamento reprodutivo entre tais espécies foi investigado por meio dos estudos de fenologia, biologia reprodutiva e molecular, os quais, respectivamente, indicaram os níveis de sobreposição das épocas de floração, fluxo gênico intra e inter específico, detalhamento dos grupos de polinizadores e estrutura genética populacional. O estudo de campo foi realizado no Parque Estadual Mata do Pau-ferro (6°58‟12‟S e 35°42‟15‟W), onde coletamos dados fenológicos de floração, morfometria e biologia floral, polinização, sistema reprodutivo. Para a avaliação da diversidade genética e estrutura populacional, foram realizadas coletas aleatórias de folhas frescas em alguns estados Brasil, onde obtivemos amostras de 26 populações de diferentes espécies. Nenhuma das espécies estudadas apresentou reciprocidade entre morfos florais ou isopletia. Essa variação pode estar ligada ao fato das espécies serem autocompatíveis, devido a uma quebra no mecanismo da heterostilia. Os tratamentos de polinização controlada mostraram que há compatibilidade entre os diferentes morfos e compatibilidade interespecífica entre E. pauferrense e E. simonis como doador ou receptor de pólen, provando que as barreiras reprodutivas pré-zigóticas são fracas e favorecem o processo de hibridização entre elas. Erythroxylum citrifolium, embora não apresente hercogamia recíproca entre os morfos, também não mostrou compatibilidade entre morfos iguais ou em cruzamentos interespecíficos. A partir de amostras coletadas foram extraídas amostras de Dna para sequenciamento e amplificação, utilizando a técnica de PCR. Além disso foi construída uma biblioteca de primers, através da plataforma Iluminna II, dos quais 2 novos primers foram testados e otimizados, mostrando-se capaz de amplificar-se em diferentes espécies do gênero, contribuindo assim para o melhor entendimento da estrutura populacional de diversas espécies de Erythroxylum. Além dos primers desenvolvidos neste estudo, foram testados primers desenvolvidos a partir de espécies Australianas de Erythroxylum, dos quais 4 apresentaram sucesso na amplificação. A partir dos dados obtidos foram construídas matrizes individuais para as regiões ITS e trnL e cada uma foi analisada individualmente usando análise bayesiana e de parcimônia. A filogenia foi utilizada para comparar as relações entre as espécies de Erythroxylum, abrangendo a distribuição geográfica do gênero. Uma árvore de Máxima Parcimônia revelou tanto o particionamento geográfico quanto o taxonômico em clados representando espécies da África, Ásia-Pacífico e Novo Mundo (Américas Tropicais). Nossos resultados mostram que: em todas as análises o gênero Erythroxylum é parafilético e as seções são também parafiléticas, o que sugere uma relação evolutiva independente e não linear entre as espécies de Erythroxylum, as análises identificaram grupos genéticos significativamente diferentes em Erythroxylum sugerindo que a atual classificação intragenérica de esse gênero precisa ser revisada. |
Abstract: | The Erythroxylaceae Kunth family is well represented in Brazilian flora, with 9 sections of the genus distributed in the Amazon, Caatinga, Cerrado and Atlantic Forest. The region with the greatest diversity is the Northeast (77), where the state with the greatest wealth is Bahia (56). Considering this scenario, we can affirm that studies involving populations of the genus Erythroxylum, where individuals have intermediate morphology, are essential to assess the intensity of reproductive barriers between species, especially because the great most of them occur in sympathy. Based on this information, we use as a model an area of montane forest in northeastern Brazil where three dystyllic species of Erythroxylum (Erythroxylum citrifolium, E. pauferrense and E. simonis) occur that have overlapping flowering periods and similarities in floral characteristics. The reproductive isolation between such species was investigated through studies of phenology, reproductive and molecular biology, which, respectively, indicated the levels of overlapping flowering seasons, intra and inter specific gene flow, details of pollinator groups and genetic structure populational. The field study was carried out in the Mata do Pau-ferro State Park (6 ° 58 '12' S and 35 ° 42 '15' W), where we collected phenological data on flowering, morphometry and floral biology, pollination, reproductive system. For the assessment of genetic diversity and population structure, random collections of fresh leaves were carried out in some states in Brazil, where we obtained samples from 26 populations of different species. None of the studied species showed reciprocity between floral morphs or isoplethia. This variation may be linked to the fact that the species are self-compatible, due to a break in the heterostilia mechanism. Controlled pollination treatments showed that there is compatibility between the different morphs and interspecific compatibility between E. pauferrense and E. simonis as a pollen donor or recipient, proving that the pre-zygotic reproductive barriers are weak and favor the hybridization process between them. Erythroxylum citrifolium, although it does not present reciprocal hercogamy between morphs, also did not show compatibility between identical morphs or at interspecific crosses. From samples collected, DNA samples were extracted for sequencing and amplification, using the PCR technique. In addition, a primer library was built, using the Iluminna II platform, of which 2 new primers were tested and optimized, proving capable of amplifying in different species of the genus, thus contributing to a better understanding of the population structure of several species of Erythroxylum. In addition to the primers developed in this study, primers developed from Australian species of Erythroxylum were tested, of which 4 were successful in amplification. From the data obtained, individual matrices were constructed for the ITS and trnL regions and each one was analyzed individually using Bayesian and parsimony analysis. Phylogeny was used to compare the relationships between Erythroxylum species, covering the geographical distribution of the genus. A Maximum Parsimony tree revealed both geographic and taxonomic partitioning in clades representing species from Africa, Asia-Pacific and the New World (Tropical Americas). Our results show that: in all analyzes the genus Erythroxylum is paraphyletic and the sections are also paraphyletic, which suggests an independent and non-linear evolutionary relationship between the species of Erythroxylum, the analyzes identified significantly different genetic groups in Erythroxylum suggesting that the current one intragenic classification of this genus needs to be revised. |
Palavras-chave: | Isolamento reprodutivo Erythroxylum Hibridização Diversidade genética |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal Rural de Pernambuco |
Sigla da instituição: | UFRPE |
Departamento: | Departamento de Biologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Botânica |
Citação: | BARRETO, Laís Leite. Isolamento reprodutivo e diversidade genética em Erythroxylum (Erythroxylaceae) P. Browne. 2018. 84 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Botânica) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8475 |
Data de defesa: | 22-Fev-2018 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Botânica |
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