Diversidade genética e dinâmica do fluxo de pólen de Araucaria angustifolia no espaço e no tempo

Abstract

Este estudo objetivou caracterizar a dinâmica da diversidade e estrutura genética, do sistema reprodutivo e do fluxo de pólen de duas populações de Araucaria angustifolia, inseridas em paisagem de campo. Na áreas estudadas foram demarcadas foram demarcadas uma parcela circular de 34 ha e uma parcela retangular de 2 ha. Foram feitas genotipagens com 12 locos microssatélites, das 181 plantas adultas encontradas na primeira área, juntamente com 400 sementes no ano de 2015 e 450 sementes nos anos de 2016 e 2017 (coletadas de 16 a 18 plantas mãe). Para segunda área as genotipagens foram feitas para 68 adultos e 300 sementes coletadas em 2017 de 12 plantas mães. Em geral, os índices de diversidade genética foram similares para adultos e sementes, com índices de fixação significativos em todos os casos. Uma estrutura genética espacial não significativa foi detectada em ambos os locais. Diferenças interanuais nos resultados do sistema reprodutivo foram verificadas principalmente nas estimativas referentes a estrutura e parentesco, o que demonstra a existência de diferenças associadas a diferentes eventos reprodutivos. O fluxo gênico, verificado pela análise de paternidade, demonstrou a ocorrência de elevada taxa de imigração de pólen, cerca de 50%, em todos os anos e em ambos os locais. Também foram encontradas diferenças entre os anos no número e na diversidade de pais que fertilizaram as sementes. Além disso, variações anuais também foram verificadas para distância média de dispersão de pólen, e a distribuição das frequências de distâncias dos cruzamentos realizados, demostrando uma variação substancial na movimentação de pólen ao longo dos anos. De maneira geral, os resultados encontrados indicam que pequenos fragmentos ou árvores isoladas presentes em áreas abertas, como paisagens de campos, não estão em uma situação geneticamente isolada. Isso demonstra que essas populações possuem um alto valor para conservação in situ, e ao mesmo tempo fontes úteis para a obtenção de sementes para programas de melhoramento, restauração e conservação ex situ. Contudo, os padrões de movimentação de pólen demonstram que as coletas devem envolver mais de um ano, de modo a abranger o máximo da variabilidade genética e do potencial adaptativo da população.<br>

Abstract : This study aimed to characterize the dynamics of the diversity and genetic structure, mating system and the pollen flow of two Araucaria angustifolia populations inserted in grassland landscapes. In the first study area (FSR), a circular plot of 34 ha was demarcated and, in the second area (FECAV) a rectangular plot of 2 ha. From 181 adult plants found in the FSR area, genotyping with twelve microsatellite loci were performed to 400 seeds collected from 16 seed-trees in the year 2015 and 450 seeds collected from 18 seed-trees in the years 2016 and 2017. From FECAV area 68 adults and 300 seeds collected in 2017 were genotyped. In general, the diversity indexes were similar in adults and seeds, with significant fixation indexes in all cases. A non-significant spatial genetic structure was detected in the adult trees of both sites. Differences in the reproductive system were verified mainly in the structure and parentage estimates, associated with different reproductive events. Gene flow, verified by paternity analysis, demonstrated the occurrence of a high rates of pollen migration, around 50%, in all years and in both areas. Differences among years were also found in the number of fathers and consequently in the diversity of fathers that contributed to seed fertilization. In addition, annual variations were verified in average pollen dispersion distance, as well as the distribution distances of crosses performed, demonstrating a substantial variation in the pollen movement over years. Overall, the results indicate that small fragments or isolated trees located in open areas, such as grassland landscapes, are not genetically isolated. This demonstrates that these populations have a great value for in situ conservation and, at the same time, useful sources for obtaining seeds for breeding, restoration and ex situ conservation programs. However, patterns of pollen movement demonstrate that the seed collections should involve more than one year, in order to cover the maximum genetic variability and the populations fitness.