Estrutura genética de subpopulações de Genipa americana L. (Rubiaceae) a partir de isoenzimas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sebbenn, Alexandre Magno
Data de Publicação: 1997
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11142/tde-20240301-150522/
Resumo: Foram estudados a estrutura genética, o sistema reprodutivo, a distribuição genética espacial, o fluxo gênico e o tamanho efetivo populacional de duas subpopulações naturais de Genipa americana L., situadas na mata ciliar do Rio Mojiguaçu, SP, denominada de "Mata da Figueira", de propriedade do Instituto Florestal do Estado de São Paulo, a partir da eletroforese de isoenzimas, discorrendo- se sobre as possíveis estratégias de conservação genética in situ e utilização da população como "área para coleta de sementes", visando recuperação de áreas degradadas. A partir da análise de isoenzimas, obtiveram-se 13 alelos distribuídos entre 8 locos, onde 4 eram monomórficos e 4 polimórficos. O coeficiente de coancestralidade de Cockerham (̂θP) revelou que 99,4% da variabilidade genética dos indivíduos adultos se encontra dentro das subpopulações e 100% para as plântulas. Os índices de fixação de Wright foram, em média, negativos para os adultos (f̂ = -0,061; F̂ = -0,055) e positivos para as plântulas (f̂ = 0,369; F̂ = 0,341), mostrando ausência de endogamia nos adultos e acentuada endogamia nas plântulas. Dada a proximidade na magnitude das estimativas médias de f̂ e F̂, para ambos os adultos e plântulas, conclui-se que a endogamia total da população é grandemente explicada pela endogamia contida dentro das subpopulações. Os resultados mostram que as subpopulações constituem uma única população, tendo propriedades genéticas comuns, compartilhando o mesmo conjunto gênico. Os índices de diversidade estimados para a população revelaram um baixo número de alelos por locos (A = 1,63) e urna média porcentagem de locos polimórficos (P = 50%), para adultos e plântulas. A heterozigosidade média esperada foi alta para adultos e plântulas (Ĥe = 0,182; Ĥe = 0,149, respectivamente), revelando a população como potencial para a conservação in situ. O índice de fixação, para a população, foi negativo para os adultos (f̂ = -0,071) e positivo para as plântulas (f̂ = 0,302), indicando equilíbrio de Hardy-Weinberg para os adultos, desvios de suas expectativas para as plântulas e seleção para heterozigotos entre a fase juvenil e adulta. As taxas de cruzamentos multilocos (t̂m) foi de 0,816, a unilocos (t̂s) de 0,617 e a diferenças t̂m - t̂s de 0,199, sugerindo que nesse ciclo reprodutivo, em média, 81,6% das plântulas foram geradas por cruzamentos, sendo 61,7 entre indivíduos não endogâmicos e 19,9% entre endogâmicos. A diferença de t̂m - 1,0, foi de 18,4%, o que no caso de uma espécie monoica seria atribuído a autofecundação. Entretanto, como G. americana é dióica e o modelo multilocos confunde autofecundação com apomixia, esta diferença poderia ser atribuída a apomixia. Porém, o teste de X2 rejeitou a hipótese de apomixia, revelando inadequação dos dados a esse modelo, ou seja, um excesso de descendentes homozigóticos de mães heterozigóticas (> 50%). Esse fato não permite inferir a respeito da forma apomítica de reprodução. Por outro lado, indica a possível existência de seleção favorecendo os homozigotos na fase de plântula. Os acasalamentos endogâmicos também foram detectada pelos índices de fixação de Wright e coeficientes de coancestralidade entre plantas, dentro de famílias (̂θF), sugerindo estruturação espacial na população. Contudo, as análises de autocorrelação espacial não revelaram estruturação genética significativa dentro das subpopulações. O fluxo gênico estimado na fase adulta das plantas foi alto, sugerindo intensa troca gênica dentro da população, permitindo o cruzamento entre indivíduos aparentados, localizados a grandes distâncias. A estimativa do tamanho efetivo da população (N̂e) mostrou que a melhor estratégia para a coleta de sementes é a partir da colheita em um número maior de matrizes, aleatoriamente na população. Esta estimativa também mostrou que a área mínima viável para a conservação in situ da população, de G. americana, é de 24,7 hectares.
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O coeficiente de coancestralidade de Cockerham (̂θP) revelou que 99,4% da variabilidade genética dos indivíduos adultos se encontra dentro das subpopulações e 100% para as plântulas. Os índices de fixação de Wright foram, em média, negativos para os adultos (f̂ = -0,061; F̂ = -0,055) e positivos para as plântulas (f̂ = 0,369; F̂ = 0,341), mostrando ausência de endogamia nos adultos e acentuada endogamia nas plântulas. Dada a proximidade na magnitude das estimativas médias de f̂ e F̂, para ambos os adultos e plântulas, conclui-se que a endogamia total da população é grandemente explicada pela endogamia contida dentro das subpopulações. Os resultados mostram que as subpopulações constituem uma única população, tendo propriedades genéticas comuns, compartilhando o mesmo conjunto gênico. Os índices de diversidade estimados para a população revelaram um baixo número de alelos por locos (A = 1,63) e urna média porcentagem de locos polimórficos (P = 50%), para adultos e plântulas. A heterozigosidade média esperada foi alta para adultos e plântulas (Ĥe = 0,182; Ĥe = 0,149, respectivamente), revelando a população como potencial para a conservação in situ. O índice de fixação, para a população, foi negativo para os adultos (f̂ = -0,071) e positivo para as plântulas (f̂ = 0,302), indicando equilíbrio de Hardy-Weinberg para os adultos, desvios de suas expectativas para as plântulas e seleção para heterozigotos entre a fase juvenil e adulta. As taxas de cruzamentos multilocos (t̂m) foi de 0,816, a unilocos (t̂s) de 0,617 e a diferenças t̂m - t̂s de 0,199, sugerindo que nesse ciclo reprodutivo, em média, 81,6% das plântulas foram geradas por cruzamentos, sendo 61,7 entre indivíduos não endogâmicos e 19,9% entre endogâmicos. A diferença de t̂m - 1,0, foi de 18,4%, o que no caso de uma espécie monoica seria atribuído a autofecundação. Entretanto, como G. americana é dióica e o modelo multilocos confunde autofecundação com apomixia, esta diferença poderia ser atribuída a apomixia. Porém, o teste de X2 rejeitou a hipótese de apomixia, revelando inadequação dos dados a esse modelo, ou seja, um excesso de descendentes homozigóticos de mães heterozigóticas (> 50%). Esse fato não permite inferir a respeito da forma apomítica de reprodução. Por outro lado, indica a possível existência de seleção favorecendo os homozigotos na fase de plântula. Os acasalamentos endogâmicos também foram detectada pelos índices de fixação de Wright e coeficientes de coancestralidade entre plantas, dentro de famílias (̂θF), sugerindo estruturação espacial na população. Contudo, as análises de autocorrelação espacial não revelaram estruturação genética significativa dentro das subpopulações. O fluxo gênico estimado na fase adulta das plantas foi alto, sugerindo intensa troca gênica dentro da população, permitindo o cruzamento entre indivíduos aparentados, localizados a grandes distâncias. A estimativa do tamanho efetivo da população (N̂e) mostrou que a melhor estratégia para a coleta de sementes é a partir da colheita em um número maior de matrizes, aleatoriamente na população. Esta estimativa também mostrou que a área mínima viável para a conservação in situ da população, de G. americana, é de 24,7 hectares.The genetic structure, the mating system, the spatial genetic structure, the gene flow and the effective population size of two natural subpopulations of the tropical forest tree Genipa Americana L. were studied using isoenzymes electrophorethic techniques. The study site was located at a Mojjguaçu river riparian forest, São Paulo State, Brazil, owned by the São Paulo Forest Institute. The objectives of the research were to suggest possible strategies for in situ genetic conservation and for using the population as a seed provider for degraded land recuperation projects. Thirteen alleles distributed in eight loci were obtained in the research. Four of these loci were monomorphic and four were polymorphic. Toe genetic structure analysed by the Cockerham coancestry coefficient (̂θP) revealed that 99,4 % of the variability is distributed within the subpopulations. The Wright's F statistics, for the adult plants, revealed negative values for the average allele fixation within subpopulations (f̂ = -0,061) and for the population as a whole (F̂ = - 0,055). In the seedlings analyses, the values were positive (f̂= 0,361; F̂ = 0,341). The ̂θF, estimate was 0,186, indicating the existence of endogamic mating. These results revealed that both subpopulations constitute a single population. The average allele number per loci was 1,63 and the polymorphic loci percentage was 50% (99% probability) for both adults and seedlings. The average estimated heterozigosity (Ĥe) was high for adults (0,182) and for seedlings (0,149). Toe Wright fixation index (f̂) was negative for adults (-0,071) and positive for the seedlings (0,320), suggesting deviation of heterozygote proportions from Hardy-Weinberg expectation for the seedlings, with probable endogamic mating and selection favouring the heterozygotes between the seedling and adult phase. The multiloci (t̂m) and single loci (t̂s) were t̂m = 0,816 and t̂s = 0,617, respectively, indicating that in this mating cycle 61,7% of the seedlings analysed were generated from the mating of individuals not closely related to each other, 19,9% by mating of related individuals (t̂m - t̂s), and 19,4% probably by apomixy. However, the X2 test, designed to detect apomixy in the population did not reveal this. The existence of endogamic mating is coherent with the Wright's F statistics, but the spatial autocorrelation analysis did not detect statistically significant genetic structuration within the subpopulations. The gene flow between the subpopulation was high for adults, suggesting intense gene exchange, as expected, due to the short distance between the units, since the pollination is enthomophilic. The population effective size revealed that the best strategy for seed collecting is from higher number of matrices, randomly within the populations. This estimate also showed that the minimum feasible area for in situ conservation of the G. americana population is 24,7 ha.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPKageyama, Paulo YoshioSebbenn, Alexandre Magno1997-05-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11142/tde-20240301-150522/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-03-14T13:45:05Zoai:teses.usp.br:tde-20240301-150522Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-03-14T13:45:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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