Diversidade genética e estrutura populacional de espécies de plantas raras, endêmicas e com diversificação recente

Abstract

Os gêneros Petunia e Calibrachoa, pertencentes à família Solanaceae, possuem 14 e 27 espécies, respectivamente, sendo muitas delas endêmicas e raras. A espécie Petunia mantiqueirensis é endêmica de regiões elevadas (altitudes superiores a 1300 m) da Serra da Mantiqueira em Minas Gerais, apresentando a distribuição mais setentrional e separada das outras espécies do gênero; apresenta distribuição restrita, com pequenas populações isoladas, sendo classificada como espécie ameaçada de extinção. A espécie Calibrachoa elegans é endêmica de altitudes acima de 1000 m no estado de Minas Gerais e apresenta a distribuição mais setentrional do gênero na América do Sul; possui poucas populações conhecidas e seu habitat é bastante impactado pela mineração, o que a torna também ameaçada de extinção. Acessar a informação genética de espécies raras e ameaçadas de extinção, especialmente as que possuem um número reduzido de indivíduos ou poucas populações, é fundamental para o estabelecimento de estratégias de conservação. Para isso, os marcadores moleculares são adequados pois permitem acessar diretamente a variabilidade genética, analisar os sistemas de cruzamento e estimar o fluxo gênico das espécies. Neste trabalho foram utilizados marcadores nucleares (SSR) e plastidiais (cpDNA) para acessar a diversidade genética de P. mantiqueirensis e C. elegans e compará-las com espécies relacionadas, tanto de distribuição ampla como restrita. Com a finalidade de contribuir para o estabelecimento de estratégias que possam auxiliar na preservação destas espécies. A variabilidade genética encontrada através dos marcadores plastidiais foi extremamente baixa nestas espécies sendo que elas apresentaram a menor diversidade dentro de seus respectivos gêneros. A diversidade obtida com os marcadores nucleares também foi baixa com diversas combinações de loci e populações apresentando excesso ou déficit de heterozigotos. Não há indícios de endocruzamento em P. mantiqueirensis, porém em C. elegans foram encontrados altos níveis de endogamia. As duas espécies são descritas como autoincompatíveis e dependentes da ação de polinizadores para promover a polinização e manter o fluxo gênico e sua diversidade genética. Além disso, estão sofrendo com a perda do habitat e as mudanças em seus respectivos ambientes podem leva-las à extinção.

The genera Petunia and Calibrachoa belonging to the Solanaceae family and encompass 14 and 27 species, respectively, and many of these species are endemic and rare. The species Petunia mantiqueirensis is endemic from elevated regions (altitudes higher than 1300 m) in Serra da Mantiqueira, Minas Gerais. This species presents the most northern distribution and is separated from the other species of Petunia; it presents a narrow distribution, with small and isolated populations, being classified as endangered species. The species Calibrachoa elegans is endemic from altitudes above 1000 m in Minas Gerais and presents the northernmost distribution of the Calibrachoa genus in South America; it has few known populations and its habitat is greatly impacted by mining, which also makes it threatened. Accessing the genetic information for rare and endangered species, especially those with a reduced number of individuals or populations, is essential for the establishment of conservation strategies. The molecular markers are suitable for this purpose as they allow direct access to genetic variability, to analyze the crossing systems, and to estimate the gene flow. In this work, nuclear (SSR) and plastid (cpDNA) markers were used to access the genetic diversity of P. mantiqueirensis and C. elegans comparing them to related species, both with wide and restricted distribution. In order to contribute to the establishment of strategies that may assist in the preservation of these species. The genetic variability found through the plastid markers was extremely low in these species and they presented the lowest diversity within their respective genera. The diversity obtained with nuclear markers was also low with various combinations of loci and populations exhibiting heterozygous excess or deficit. There is no evidence of inbreeding in P. mantiqueirensis, but in C. elegans high levels of endogamy have been found. Both species are described as self-incompatible and dependent on the action of pollinators to promote pollination and maintain gene flow and genetic diversity. In addition, they are suffering from habitat loss and changes in their respective environments may lead them to extinction.