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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2013.tde-22082013-161459
Documento
Autor
Nome completo
Sueme Ueno
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2013
Orientador
Banca examinadora
Veasey, Elizabeth Ann (Presidente)
Koehler, Samantha
Oliveira, Giancarlo Conde Xavier
Título em português
Diversidade e estrutura genética de populações de Oeceoclades maculata (Lindl.) Lindl.
Palavras-chave em português
Diversidade genética
Invasora
Marcadores ISSR
Oeceoclades maculata
Orchidaceae
Resumo em português
Originária da África, a orquídea terrestre Oeceoclades maculata (Lindl.) Lindl. é considerada uma espécie invasora com potencial de colonizar grandes áreas. A espécie se desenvolve tanto em ambientes secos quanto úmidos e está presente em áreas perturbadas e não perturbadas, sendo a única espécie do gênero presente no continente americano. Embora apresente um mecanismo passivo de autofertilização, estudos apontam para ocorrência de cruzamento entre populações brasileiras, indicando existência de variação na biologia reprodutiva da espécie através da sua extensão geográfica. Considerando a falta de informações de genética de populações da espécie, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade e a estrutura genética de populações brasileiras de O. maculata e obter informações sobre o sistema reprodutivo da espécie. Para tanto, foram utilizados 13 iniciadores ISSR para avaliar a diversidade genética de 152 indivíduos de O. maculata distribuídos em cinco populações naturais provenientes de três estados brasileiros (São Paulo, Mato Grosso e Paraná). As populações avaliadas apresentaram baixos índices de diversidade intrapopulacional, com estimativas do índice de Shannon (I) variando de 0,0094 a 0,1054 e estimativas de diversidade gênica de Nei (He) variando de 0,0054 a 0,0668. Entretanto, quando avaliadas em conjunto, as populações apresentaram estimativas de diversidade substancialmente mais altas (I = 0,3869; He = 0,2556). A análise de variância molecular (AMOVA) indicou que a maior parte da diversidade encontra-se entre as populações (?ST = 0,933). Tanto a análise de coordenadas principais (PCoA) quanto a análise de agrupamento utilizando o método Neighbor- Joining indicam a existência de cinco grupos distintos, sem mistura de indivíduos de diferentes populações num mesmo grupo. A análise bayesiana realizada pelo programa Structure corroborou com os resultados obtidos pelo dendrograma e pela PCoA. Contudo, observou-se certa subestruturação da população do Campus da ESALQ (SP), sugerindo falta de fluxo gênico mesmo entre distâncias muito pequenas. Não houve correlação significativa, estimada pelo teste de Mantel, entre as distâncias genéticas e geográficas dos espécimes dado que populações mais próximas geograficamente foram mais distantes geneticamente. Os resultados sugerem predominante autofertilização e reprodução vegetativa, entretanto não exclui a possibilidade de ocorrência de cruzamento. A distribuição da diversidade genética nas populações da orquídea invasora O. maculata pode ser compreendida como resultado da interação das suas várias possíveis estratégias reprodutivas com sua história de colonização que envolve possíveis gargalos genéticos, deriva genética, pressões de seleção e múltiplas introduções.
Título em inglês
Genetic diversity and structure of Oeceoclades maculata (Lindl.) Lindl. populations
Palavras-chave em inglês
Genetic diversity
Invasive species
ISSR markers
Oeceoclades maculata
Orchidaceae
Resumo em inglês
Originally from Africa, the terrestrial orchid Oeceoclades maculata (Lindl.) Lindl. is considered an invasive species with the potential to colonize large areas. The species grows both in dry and humid environments as it is present in disturbed and undisturbed areas, being the only species of the genus in American continent. Although presenting a passive mechanism of self-fertilization, studies point to the occurrence of cross-fertilization between Brazilian populations, indicating the existence of variation in the reproductive biology of the species across its geographic range. Considering the lack of information of population genetics of the species, the aim of the study was to evaluate the genetic diversity and structure of Brazilian populations of O. maculata and to obtain more information concerning the reproductive system of the species. Therefore, we used 13 ISSR primers to assess the genetic diversity of 152 individuals of O. maculata distributed in five natural populations from three Brazilian states (São Paulo, Mato Grosso and Paraná). The populations studied showed low diversity within populations, with estimates of the Shannon index (I) ranging from 0.0094 to 0.1054 and estimates of Nei's gene diversity (He) ranging from 0.0054 to 0.0668. However, when evaluated together, the populations showed substantially higher diversity estimates (I = 0.3869, He = 0.2556). The molecular analysis of variance (AMOVA) indicated that most of the diversity was found among populations (?ST = 0.933). Both principal coordinate analysis (PCoA) and the cluster analysis using Neighbor-Joining method indicate the existence of five distinct groups, without mixing of individuals from different populations in the same group. The Bayesian analysis performed by the program Structure corroborated the results obtained in the cluster analysis and PCoA. However, a substructure was observed for the Campus da ESALQ (SP) population, suggesting a lack of gene flow between even very small distances. No significant correlation estimated by the Mantel test between the genetic and geographic distances of specimens was found. The results suggest predominant self-fertilization and vegetative reproduction, however it does not exclude the possibility of outcrossing. The distribution of genetic diversity in populations of the invasive orchid O. maculata can be understood as the result of the interaction of several possible reproductive strategies with its history of colonization involving possible genetic bottlenecks, genetic drift, selection pressures and multiple introductions.
 
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Data de Publicação
2013-09-03
 
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