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Doctoral Thesis
Document
Author
Full name
Bruna Ibanes Aguiar
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2018
Supervisor
Committee
Mendes, Flávio Bertin Gandara (President)
Silva, Edson José Vidal da
Rother, Débora Cristina
Sebbenn, Alexandre Magno
Tambarussi, Evandro Vagner
Title in Portuguese
Diversidade genética e conservação de Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl.
Keywords in Portuguese
Marcadores microssatélites
Mata Atlântica
Pau-Marfim
Sistema de reprodução
Tamanho efetivo
Abstract in Portuguese
Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl. e uma espécie arbórea tropical que ocorre na Mata Atlântica e está em perigo de extinção devido a fragmentação do bioma e a exploração de sua madeira. Atualmente três populações da espécie estão sendo conservadas em um teste de procedências e progênies implantado na Estação Experimental de Luiz Antonio, estado de São Paulo, Brasil. O teste e composto por procedências de Alvorada do Sul, estado do Paraná, Gália e Bauru, ambas do estado de São Paulo. Com o objetivo de verificar o potencial do teste como fonte de sementes para a recomposição florestal, esse estudo avaliou a biometria de frutos, geminação de sementes, mortalidade e sobrevivência de plântulas da espécie. Foram desenvolvidos, marcadores microssatélites para a análise da diversidade genética, endogamia, sistema de reprodução, fluxo e dispersão de pólen e depressão por endogamia (DE). A variação observada entre as matrizes para a biometria de frutos, assim como para germinação, mortalidade e sobrevivência sugerem que estas sejam decorrentes da variabilidade genética, não foi detectada correlação entre a biometria e germinação. Os microssatélites apresentaram alto nível de polimorfismo e ausência de desvios de segregação Mendeliana, ligação genética e desequilíbrio de ligação. A procedência Gália apresentou a maior riqueza alélica (R = 10,3), heterozigosidade esperada (He = 0,60) e índice de fixação (F = 0,11) e a procedência Alvorada do Sul apresentou a maior heterozigosidade observada (Ho = 0,58) e o menor índice de fixação (F = -0,01). As plântulas apresentaram a menor riqueza alélica (R = 9,4) e heterozigosidade observada (Ho = 0,48) e o maior índice de fixação (F = 0,16). A taxa de cruzamento (tm) foi alta (> 0,93), mas foi observado para as plântulas uma variação individual na taxa de cruzamento (tm = 0,68 a 0,99), cruzamento entre parentes (tm - ts = 0 a 0,18) e na correlação de paternidade (rp = 0,041 a 0,182), o que indica que a espécie se reproduz predominantemente por cruzamentos, e autocompatível e que a reprodução não foi aleatória. A distância média de dispersão do pólen (71 m) maior que a mediana (21 m) sugere um padrão de isolamento por distância. Aos 12 meses as plântulas oriundas de autofecundação apresentaram os menores valores de C e Ho e o maior F (2,98 mm; 0,25 e 0,61) do que as de cruzamento entre parentes (3,10 mm, 0,34 e 0,29, respectivamente) e não parentes (3,30 mm, 0,51 e 0,07, respectivamente). A autofecundação resultou em maior DE para circunferência a altura do colo (9,6%) e o cruzamento entre parentes para altura (2,6%). Para fins de conservação, sementes de no mínimo 53 arvores devem ser coletadas para alcançar um Ne(ref) de 150 indivíduos, da mesma forma, devem ser mantidos também pelo menos 53 indivíduos com a mesma fenologia de florescimento a cada ciclo de desbaste. A endogamia decorrente de cruzamentos entre parentes pode ser minimizada se apenas uma planta por família for selecionada dentro das parcelas e pode ser eliminada se apenas uma planta por família for selecionada no teste, sendo possível obter ganhos com a seleção em ambos os casos.
Title in English
Genetic diversity and conservation of Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl.
Keywords in English
Atlantic Forest
Effective size
Mating system
Microsatellite markers
Pau-marfim
Abstract in English
Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl. is a tropical tree species of the Atlantic Forest that is endangered due to exploitation of its wood and biome fragmentation. Currently, three populations of the species are preserved in a provenance and progeny test established in the Luiz Antônio Experimental Station, São Paulo State, Brazil. The test consists of provenances from Alvorada do Sul, Parana State, and Galia and Bauru, both from São Paulo State. In order to verify the potential of the test as a seed source for forest restoration, this study evaluates the species' fruit biometry, seed germination, mortality and seedling survival. Microsatellite markers were developed to analyze genetic diversity, inbreeding, mating system, pollen flow and dispersal, and inbreeding depression (ID). The variation observed between seed trees for fruit biometry, as well as for germination, mortality and survival, suggests a correlation with genetic variability. No correlation was detected between biometry and germination. Microsatellites presented a high level of polymorphism and an absence of deviation from Mendelian segregation, genetic linkage, and linkage disequilibrium. The Galia population had the highest allelic richness (R = 10.3), expected heterozygosity (He = 0.60), and fixation index (F = 0.11), and Alvorada do Sul had the highest observed heterozygosity (Ho = 0.58) and the lowest fixation index (F = -0.01). Seedlings showed the lowest allelic richness (R = 9.4) and observed heterozygosity (Ho = 0.48) and the highest fixation index (F = 0.16). The outcrossing rate (tm) was high (> 0.93). However, there was individual variation in seedlings for the outcrossing rate (tm = 0.68 to 0.99), mating between relatives (tm - ts = 0 to 0.18), and paternity correlation (rp = 0.041 to 0.182), indicating that the species has a predominantly outcrossed mating system, is selfcompatible, and that reproduction is not random. The mean pollen dispersal distance (71 m) was greater than the median (21 m), suggesting a pattern of isolation by distance. At 12 months, seedlings resulting from selfing had the lowest values of C, Ho, and higher F (2.98 mm, 0.25, and 0.61, respectively) than those from mating between relatives (3.10 mm, 0.34, and 0.29) and unrelated individuals (3.30 mm, 0.51, and 0.07). Selfing resulted in higher ID for root-collar circumference (9.6%) and mating between relatives showed a higher ID for height (2.6%). For conservation purposes, seeds of at least 53 trees must be collected to reach Ne(ref) of 150 individuals and at least 53 individuals with the same flowering phenology must be maintained at each thinning cycle. Inbreeding resulting from crosses between relatives can be minimized if only one plant per family is selected within the plots and can be eliminated if only one plant per family is selected in the test, thus enabling gains with selection in both cases.
 
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Publishing Date
2019-01-11
 
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