História evolutiva do gênero Petunia Juss.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10183/263778 |
Resumo: | O gênero Petunia Juss. é um gênero de diversificação recente na América do Sul. Os processos de especiação neste gênero estão relacionados a fatores como isolamento geográfico, adaptação a microambientes bem como à história evolutiva de seus polinizadores. Diferenças de habitat, distribuição geográfica e pequenos detalhes nas estruturas florais e vegetativas têm gerado muitas incongruências taxonômicas no gênero, acarretando uma variação no número de espécies consideradas por diferentes autores. Apesar da existência de alguns estudos filogenéticos com espécies do gênero Petunia, até o momento, nenhuma reconstrução filogenética robusta foi obtida, especialmente em função da baixa diversidade genética entre as espécies, às diferenças no número de espécies utilizadas em cada estudo e ao fato que nunca todos os taxa pertencentes ao gênero foram incluídos em uma mesma análise. A fim de determinar o posicionamento filogenético da espécie P. patagonica dentro da tribo Petunieae, utilizamos marcadores moleculares nucleares e plastidiais em uma abordagem filogenética e biogeográfica. Verificamos que as espécies de Petunia formaram um grupo monofilético excluindo P. patagonica. Com isso, pudemos demonstrar a necessidade de uma reclassificação de P. patagonica em um gênero diferente de Petunia. A proximidade genética, bem como características morfológicas e biogeográficas compartilhadas entre P. patagonica e Fabiana imbricata, sugerem Fabiana como o gênero mais provável para a inclusão da espécie P. patagonica. Adicionalmente, com o objetivo de investigar as relações evolutivas entre as espécies do gênero Petunia, utilizamos o conjunto de dados taxonômicos mais inclusivo até o momento, considerando todas as diferentes morfologias proposta para o gênero. Baseado em uma combinação de nove marcadores nucleares e cinco plastidiais, realizamos uma reconstrução filogenética, biogeográfica e de caráteres ancestrais para o gênero. A abordagem multilocos forneceu uma reconstrução filogenética bastante robusta, apoiando a hipótese de que a divergência basal está mais relacionada à diferenciação de comprimento do tubo da corola, enquanto a diversificação associada com a distribuição geográfica foi verificada apenas nos clados mais internos da filogenia. A reconstrução de área e a determinação do estado ancestral para caracteres morfológicos da flor e polinizadores sugeriram a origem de Petunia nas terras baixas do Pampa a partir de uma linhagem com tubo da corola curto e polinizada por abelhas. Complementarmente, visando descrever a variabilidade genética intraespecífica e determinar a circunscrição das diferentes espécies de Petunia, utilizamos os marcadores AFLP, conhecidos por serem altamente polimórficos, bem como cpDNA, para 211 indivíduos, representando 15 espécies do gênero Petunia. Comparado com cpDNA, os marcadores AFLP foram mais eficazes em delimitar as espécies de Petunia. Considerando o AFLP, a maioria dos indivíduos formou agrupamentos exclusivos de acordo com sua morfologia, demonstrando uma alta relação entre dados genéticos e traços morfológicos. Uma maior variabilidade intraespecífica, bem como o pequeno número de grupos genéticos verificados nas análises de agrupamento, reforçaram a ideia de um grupo recentemente divergente que compartilha grande número de polimorfismos ancestrais. Os trabalhos que compõe essa tese contribuíram significativamente para o entendimento taxonômico e evolutivo do gênero Petunia, apontando a necessidade de uma reclassificação de P. patagonica em um gênero diferente de Petunia, fornecendo a mais extensa e robusta reconstrução filogenética para o gênero até os dias de hoje e identificando o papel da variabilidade genética intraespecífica na circunscrição das diferentes espécies do gênero. |
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Kortmann, Maikel ReckFreitas, Loreta Brandão de2023-08-19T03:30:57Z2014http://hdl.handle.net/10183/263778000922051O gênero Petunia Juss. é um gênero de diversificação recente na América do Sul. Os processos de especiação neste gênero estão relacionados a fatores como isolamento geográfico, adaptação a microambientes bem como à história evolutiva de seus polinizadores. Diferenças de habitat, distribuição geográfica e pequenos detalhes nas estruturas florais e vegetativas têm gerado muitas incongruências taxonômicas no gênero, acarretando uma variação no número de espécies consideradas por diferentes autores. Apesar da existência de alguns estudos filogenéticos com espécies do gênero Petunia, até o momento, nenhuma reconstrução filogenética robusta foi obtida, especialmente em função da baixa diversidade genética entre as espécies, às diferenças no número de espécies utilizadas em cada estudo e ao fato que nunca todos os taxa pertencentes ao gênero foram incluídos em uma mesma análise. A fim de determinar o posicionamento filogenético da espécie P. patagonica dentro da tribo Petunieae, utilizamos marcadores moleculares nucleares e plastidiais em uma abordagem filogenética e biogeográfica. Verificamos que as espécies de Petunia formaram um grupo monofilético excluindo P. patagonica. Com isso, pudemos demonstrar a necessidade de uma reclassificação de P. patagonica em um gênero diferente de Petunia. A proximidade genética, bem como características morfológicas e biogeográficas compartilhadas entre P. patagonica e Fabiana imbricata, sugerem Fabiana como o gênero mais provável para a inclusão da espécie P. patagonica. Adicionalmente, com o objetivo de investigar as relações evolutivas entre as espécies do gênero Petunia, utilizamos o conjunto de dados taxonômicos mais inclusivo até o momento, considerando todas as diferentes morfologias proposta para o gênero. Baseado em uma combinação de nove marcadores nucleares e cinco plastidiais, realizamos uma reconstrução filogenética, biogeográfica e de caráteres ancestrais para o gênero. A abordagem multilocos forneceu uma reconstrução filogenética bastante robusta, apoiando a hipótese de que a divergência basal está mais relacionada à diferenciação de comprimento do tubo da corola, enquanto a diversificação associada com a distribuição geográfica foi verificada apenas nos clados mais internos da filogenia. A reconstrução de área e a determinação do estado ancestral para caracteres morfológicos da flor e polinizadores sugeriram a origem de Petunia nas terras baixas do Pampa a partir de uma linhagem com tubo da corola curto e polinizada por abelhas. Complementarmente, visando descrever a variabilidade genética intraespecífica e determinar a circunscrição das diferentes espécies de Petunia, utilizamos os marcadores AFLP, conhecidos por serem altamente polimórficos, bem como cpDNA, para 211 indivíduos, representando 15 espécies do gênero Petunia. Comparado com cpDNA, os marcadores AFLP foram mais eficazes em delimitar as espécies de Petunia. Considerando o AFLP, a maioria dos indivíduos formou agrupamentos exclusivos de acordo com sua morfologia, demonstrando uma alta relação entre dados genéticos e traços morfológicos. Uma maior variabilidade intraespecífica, bem como o pequeno número de grupos genéticos verificados nas análises de agrupamento, reforçaram a ideia de um grupo recentemente divergente que compartilha grande número de polimorfismos ancestrais. Os trabalhos que compõe essa tese contribuíram significativamente para o entendimento taxonômico e evolutivo do gênero Petunia, apontando a necessidade de uma reclassificação de P. patagonica em um gênero diferente de Petunia, fornecendo a mais extensa e robusta reconstrução filogenética para o gênero até os dias de hoje e identificando o papel da variabilidade genética intraespecífica na circunscrição das diferentes espécies do gênero.Petunia Juss. is a recently diversified genus in South America. Speciation processes in this genus are related to factors such as geographic isolation, adaptation to microenvironment and the evolutionary history of its pollinators. Habitat differences, geographical distribution and small details on floral and vegetative structures have generated several taxonomical divergences in the genus, leading to a variation on the number of considered species by many authors. Despite the existence of some phylogenetic studies on Petunia genus, no phylogenetic reconstruction has so far been obtained overall, due to the already low genetic diversity of these species, the different number of species considered among studies, and the fact that no one included all taxa. In order to determine the phylogenetic setting of the P. patagonica species inside Petunieae tribe, we used nuclear and plastidial molecular markers through a phylogenetic and biogeographical approach. We observed that Petunia species formed a monophyletic group, except for P. patagonica. Accordingly, we were able to demonstrate that there is a need for a new setting of P. patagonica in a different genus from Petunia. Genetic proximity, as well as morphological and biogeographical characteristics shared between P. patagonica and Fabiana imbricata, suggest Fabiana as the most probable genus for inclusion of P. patagonica. Additionally, in order to investigate the evolutionary relationships among Petunia species, we used the most inclusive dataset so far generated. Based on the combination of nine nuclear and five plastid markers, we performed a phylogenetic, biogeographical and ancestral character reconstruction for the genus. A multilocus approach provided the most robust phylogenetic reconstruction for the genus, supporting the hypothesis of the basal divergence is more related to corolla tube length differentiation, while the diversification associated to geographical distribution was observed for only internal clades. Area and ancestral character reconstruction suggested that the origin of diversification of Petunia genus has happened in lowlands from the Pampas region from a short corolla tube and bee-pollinated ancestor. Furthermore, in order to describe the intraspecific genetic variability and to determine the circumscription of the different Petunia species, we used the highly polymorphic AFLP markers and cpDNA sequences of 211 individuals, representing 15 species of Petunia. Compared to cpDNA, AFLP markers were more efficient on delimitating Petunia species. Considering the AFLP, most of individuals formed exclusive groups, according to their morphologies, demonstrating high correlation between genetic variability and morphological traits. A higher intraspecific variability, as well as the low number of genetic groups observed in clustering analyses, reinforces the idea of a recently divergent group, which share a great number of ancestral polymorphisms. The studies that constitute this Thesis have significantly contributed to the taxonomical and evolutionary understanding of Petunia genus, pointing to the need for a new setting of P. patagonica in a genus outside Petunia, providing so far the most extensive and robust phylogenetic reconstruction of the genus, and identifying the intraspecific genetic variability role in the species circumscription.application/pdfporPetunia juss.FilogeniaHistória evolutiva do gênero Petunia Juss.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de BiociênciasPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularPorto Alegre, BR-RS2014doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT000922051.pdf.txt000922051.pdf.txtExtracted Texttext/plain60902http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/263778/2/000922051.pdf.txtf30c424d943fb2b8031f1b68c91c830aMD52ORIGINAL000922051.pdfTexto parcialapplication/pdf441933http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/263778/1/000922051.pdf07b4620daaed3ebd9f1467ce968fab6bMD5110183/2637782023-08-20 03:40:55.640613oai:www.lume.ufrgs.br:10183/263778Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532023-08-20T06:40:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
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