Estudo taxonômico e filogenético do grupo de Miconia multispicata Naudin (Melastomataceae, Miconieae)

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi realizar um estudo taxonômico e filogenético, com base em marcadores moleculares, para a seção Multispicatae, sensu Caddah e colaboradores (in prep.). A seleção dos nomes se deu com base em levantamento bibliográfico das principais referências em Miconia. Para o tratamento taxonômico, foram analisadas exsicatas dos herbários que contém as principais coleções de espécimes do grupo de estudo. Os caracteres morfológicos foram analisados com base em protólogos e no trabalho de Caddah (2013), observando informações tais como: hábito, indumento, ramos, folhas, flores e frutos. Para o estudo filogenético com base em marcadores moleculares, a seleção das amostras desidratadas em sílica gel se deu em parceria com o NYBG, exsicatas (quando viáveis) e coletas. O DNA foi amplificado por meio de PCR, a partir de primers de marcadores nucleares (ETS e ITS). Os marcadores que não puderam ser amplificados, foram incluídos nesta etapa através das sequências disponibilizadas no banco de dados do Genbank. A inferência filogenética foi feita no BEAST, a partir do método de coalescência. Um total de 78 espécies foram incluídas nesta filogenia, sendo 10 delas foco do grupo de estudo. A análise de congruência para os marcadores utilizados sugeriu uma forte incongruência para o trnS-G, o que induziu a escolha do método de coalescência para a abordagem filogenética. Os resultados dos testes filogenéticos mostraram que a seção Multispicatae apresenta baixo suporte, se comparado com os demais clados, como Discolor ou Chrysophylla. O clado Multispicata ainda se dividiu em 2, um maior com 7 espécies e um menor, com 3. A única relação bem sustentada foi a de Miconia krigeriana e Miconia polyandra, que se mostraram espécies-irmã de Miconia ruficalyx. As análises de delimitação de espécies sugeriram uma separação evidente de Miconia lepidota, sinalizando que espécimes ocorrentes no bioma Mata Atlântica podem formar uma linhagem distinta dos espécimes que ocorrem no bioma amazônico. Nas abordagens taxonômicas, foram consideradas inicialmente 19 táxons os quais foram reduzidos para 11, após os tratamentos realizados. Foram feitos 8 lectotipificações e uma série de sinonimizações relevantes para o grupo, algumas das quais já publicadas. Este é o primeiro estudo que traz uma filogenia sob o método coalescente para o grupo, da mesma forma que é o pioneiro a trazer abordagens de barcoding como método de delimitação de espécies, mesmo tratando-se de testes preliminares, para a tribo Miconieae. Fica evidente, portanto, que a relação evolutiva do grupo ainda está longe de ser compreendida e que mais análises devem ser feitas, especialmente para as espécies que formaram complexos. Apesar disso, este estudo proporciona um bom direcionamento dos próximos passos a serem seguidos para um melhor entendimento da circunscrição do grupo.

Abstract: The aim of the present work was to carry out a taxonomic and phylogenetic study, based on molecular markers, for the section Multispicatae, sensu Caddah et al. (in prep.). The selection of names was based on a bibliographic survey of the main references in Miconia. For taxonomic treatment, exsiccates from the herbaria that contain the main collections of specimens of the study group were analyzed. Morphological characters were analyzed based on protologists and on the work of Caddah (2013), observing information such as: habit, clothing, branches, leaves, flowers and fruits. For the phylogenetic study based on molecular markers, the selection of samples dehydrated on silica gel was carried out in partnership with the NYBG, exsiccates (when feasible) and collections. DNA was amplified by PCR, from nuclear marker primers (ETS and ITS). Markers that could not be amplified were included in this step through the sequences made available in the Genbank database. The phylogenetic inference was made in BEAST, using the coalescence method. A total of 78 species were included in this phylogeny, with 10 of them being the focus of the study group. The congruence analysis for the used markers suggested a strong incongruence for the trnS-G, which induced the choice of the coalescence method for the phylogenetic approach. The results of the phylogenetic tests showed that the section Multispicatae has low support compared to the other clades, such as Discolor or Chrysophylla. The Multispicata clade was further divided into 2, a larger with 7 species and a smaller one with 3. The only well-sustained relationship was that of Miconia krigeriana and Miconia polyandra, which proved to be sister species of Miconia ruficalyx. Species delimitation analyzes suggested a clear separation of Miconia lepidota, signaling that specimen occurring in the Atlantic Forest biome may form a distinct lineage from specimens occurring in the Amazon biome. In taxonomic approaches, initially 19 taxa were considered, which were reduced to 11 after the treatments performed. Eight lectotypifications were made and a series of synonyms relevant to the group, some of which have already been published. This is the first study that brings a phylogeny under the coalescent method to the group, as well as the pioneer in bringing barcoding approaches as a species delimitation method, even in the case of preliminary tests, for the Miconieae tribe. It is evident, therefore, that the evolutionary relationship of the group is still far from being understood and that more analysis must be done, especially for species that formed complexes. Despite this, this study provides a good guide for the next steps to be followed for a better understanding of the group's circumscription.