Genetic structure simulation for Hancornia speciosa populations in Northeast Brazil / Simulação da estrutura genética de populações de Hancornia speciosa no nordeste brasileiro

ABSTRACT: Mangaba tree is a fruit tree species whose natural populations are fragmented by anthropic actions. For this reason, studies assessing the impact of fragmentation on the diversity and genetic structure of these populations are required in order to establish suitable conservation strategies. In our study, we used data from analyzes through microsatellite markers in computer simulations to estimate the rates of migration and selfing of six mangaba populations. The studied populations are located in the northeastern states of Ceará, Pernambuco and Sergipe. We tested different selfing and migration rates and selected the combination that showed values of observed and expected heterozygosity closest to those previously obtained with microsatellite markers. According to our simulations, selfing and migration were moderate. This may have led to an increase in inbreeding and genetic drift, resulting in low genetic diversity. We recommend expanding the area and reducing disturbance to promote the occurrence of pollinators, which play an important role in increasing genetic diversity.

RESUMO: A mangabeira é uma espécie frutífera cujas populações naturais se encontram fragmentadas por ações antrópicas. Desse modo, são necessários estudos sobre a avaliação do impacto da fragmentação sobre a diversidade e estrutura genética dessas populações para o estabelecimento de estratégias de conservação adequadas. No presente estudo, foram utilizados dados de análises com marcadores microssatélites em simulações computacionais para estimar as taxas de migração e autofecundação de seis populações de mangaba. As populações estudadas estão localizadas nos estados nordestinos do Ceará, Pernambuco e Sergipe. Foram testadas diferentes taxas de autofecundação e migração, e selecionada a combinação que apresentou valores de heterozigosidade observada e esperada mais próximos dos obtidos com marcadores microssatélites. Com base nas simulações, a autofecundação foi de 0,3 e a taxa de migração variou de 0,5 a 0,6, valores que podem ter conduzido ao aumento da endogamia e deriva genética, resultando em baixa diversidade genética. Recomenda-se a expansão da área e a redução de perturbações para promover a ocorrência de polinizadores, que desempenham um papel importante no aumento da diversidade genética.

Genetic structure simulation for Hancornia speciosa populations in Northeast Brazil / Simulação da estrutura genética de populações de Hancornia speciosa no nordeste brasileiro

Mangaba tree is a fruit tree species whose natural populations are fragmented by anthropic actions. For this reason, studies assessing the impact of fragmentation on the diversity and genetic structure of these populations are required in order to establish suitable conservation strategies. In our study, we used data from analyzes through microsatellite markers in computer simulations to estimate the rates of migration and selfing of six mangaba populations. The studied populations are located in the northeastern states of Ceará, Pernambuco and Sergipe. We tested different selfing and migration rates and selected the combination that showed values of observed and expected heterozygosity closest to those previously obtained with microsatellite markers. According to our simulations, selfing and migration were moderate. This may have led to an increase in inbreeding and genetic drift, resulting in low genetic diversity. We recommend expanding the area and reducing disturbance to promote the occurrence of pollinators, which play an important role in increasing genetic diversity.

A mangabeira é uma espécie frutífera cujas populações naturais se encontram fragmentadas por ações antrópicas. Desse modo, são necessários estudos sobre a avaliação do impacto da fragmentação sobre a diversidade e estrutura genética dessas populações para o estabelecimento de estratégias de conservação adequadas. No presente estudo, foram utilizados dados de análises com marcadores microssatélites em simulações computacionais para estimar as taxas de migração e autofecundação de seis populações de mangaba. As populações estudadas estão localizadas nos estados nordestinos do Ceará, Pernambuco e Sergipe. Foram testadas diferentes taxas de autofecundação e migração, e selecionada a combinação que apresentou valores de heterozigosidade observada e esperada mais próximos dos obtidos com marcadores microssatélites. Com base nas simulações, a autofecundação foi de 0,3 e a taxa de migração variou de 0,5 a 0,6, valores que podem ter conduzido ao aumento da endogamia e deriva genética, resultando em baixa diversidade genética. Recomenda-se a expansão da área e a redução de perturbações para promover a ocorrência de polinizadores, que desempenham um papel importante no aumento da diversidade genética.

Indolebutyric acid in “pulse” treatment on the rooting of Luehea divaricata minicuttings / Ácido indolbutírico em tratamento “pulse” sobre o enraizamento de miniestacas de Luehea divaricata

The objective of the present research was to evaluate the effect of different concentrations of indolebutyric acid (IBA) on the rooting of Luehea divaricata minicuttings under two different cultivation periods in a greenhouse environment. The minicuttings were immersed in a hydroethanolic solution containing IBA. All minicuttings survived after 30 and 60 days of cultivation. Root formation at 30 days of cultivation with 1000 mg L-1 of IBA was 91.7%, the same rate as that observed with 4000 mg L-1. At the 1000 mg L-1 concentration, the number of roots was the greatest among all treatments, with 8.42 roots per minicutting after 30 days of cultivation. After 30 days of cultivation, the formation and number of roots with the use of 1000 mg L-1 of IBA in the “pulse” treatment produced the best outcome results, allowing the plants to spend less time in a greenhouse at a reduced concentration of auxin when compared with other treatments. However, to obtain higher averages of secondary root formation, root length, and number of leaves, it is necessary to increase the cultivation period to 60 days.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diferentes concentrações do ácido indolbutírico (AIB) em dois períodos de cultivo em casa de vegetação sobre o enraizamento de miniestacas de Luehea divaricata. As miniestacas foram imersas por 10s em solução hidroetanólica contendo AIB. Todas as miniestacas sobreviveram tanto após 30 como 60 dias de cultivo. A formação de raízes aos 30 dias com 1000 mg L-1 de AIB foi de 91,7%, mesma média observada com 4000 mg L-1. Em relação ao número de raízes, novamente a concentração 1000 mg L-1destacou-se em relação às demais concentrações, e já aos 30 dias de cultivo houve 8,42 raízes por miniestaca. Aos 30 dias de cultivo, a formação e o número de raízes na presença de 1000 mg L-1 de AIB em tratamento “pulse” já produz resultados satisfatórios, permitindo que as plantas permaneçam menor tempo em casa de vegetação utilizando-se uma concentração reduzida de auxina, comparativamente àquelas que foram testadas. No entanto, para obter maiores médias de formação de raízes secundárias, comprimento das raízes e número de folhas é necessário prolongar o cultivo pelo período de 60 dias.

Indolebutyric acid in “pulse” treatment on the rooting of Luehea divaricata minicuttings / Ácido indolbutírico em tratamento “pulse” sobre o enraizamento de miniestacas de Luehea divaricata

The objective of the present research was to evaluate the effect of different concentrations of indolebutyric acid (IBA) on the rooting of Luehea divaricata minicuttings under two different cultivation periods in a greenhouse environment. The minicuttings were immersed in a hydroethanolic solution containing IBA. All minicuttings survived after 30 and 60 days of cultivation. Root formation at 30 days of cultivation with 1000 mg L-1 of IBA was 91.7%, the same rate as that observed with 4000 mg L-1. At the 1000 mg L-1 concentration, the number of roots was the greatest among all treatments, with 8.42 roots per minicutting after 30 days of cultivation. After 30 days of cultivation, the formation and number of roots with the use of 1000 mg L-1 of IBA in the “pulse” treatment produced the best outcome results, allowing the plants to spend less time in a greenhouse at a reduced concentration of auxin when compared with other treatments. However, to obtain higher averages of secondary root formation, root length, and number of leaves, it is necessary to increase the cultivation period to 60 days.(AU)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diferentes concentrações do ácido indolbutírico (AIB) em dois períodos de cultivo em casa de vegetação sobre o enraizamento de miniestacas de Luehea divaricata. As miniestacas foram imersas por 10s em solução hidroetanólica contendo AIB. Todas as miniestacas sobreviveram tanto após 30 como 60 dias de cultivo. A formação de raízes aos 30 dias com 1000 mg L-1 de AIB foi de 91,7%, mesma média observada com 4000 mg L-1. Em relação ao número de raízes, novamente a concentração 1000 mg L-1destacou-se em relação às demais concentrações, e já aos 30 dias de cultivo houve 8,42 raízes por miniestaca. Aos 30 dias de cultivo, a formação e o número de raízes na presença de 1000 mg L-1 de AIB em tratamento “pulse” já produz resultados satisfatórios, permitindo que as plantas permaneçam menor tempo em casa de vegetação utilizando-se uma concentração reduzida de auxina, comparativamente àquelas que foram testadas. No entanto, para obter maiores médias de formação de raízes secundárias, comprimento das raízes e número de folhas é necessário prolongar o cultivo pelo período de 60 dias.(AU)

Simulation of pattern of gene flow in Canjerana fragments in the Brazilian Atlantic Rainforest for evaluating genetic conservation strategies / Simulação do padrão de fluxo gênico em fragmentos de Canjerana no bioma Mata Atlântica para definição de estratégias de conservação genética

Gene flow is important for the conservation of genetic resources to allow connectivity of geographically isolated populations and which genetic variability is reduced. Gene movement is a function of flow rate and model. Understanding how gene flow occurs can contribute to the conservation and selection of priority populations that could benefit from an eventual intervention. Simulation softwares allow making inferences about past events based on current datasets or predict future phenomena under real genetic scenarios. Adverse phenomena can be predicted and actions can be taken to avoid them. The aim of this study was to identify a model and the gene flow rates that could explain genetic structure of eight forest fragments of Cabralea canjerana in development in the Brazilian Atlantic Rainforest. To do this, simulations were performed with the EASYPOP software using a microsatellite marker dataset obtained for the species by Melo and collaborators, in 2012, 2014 and 2016. We tested five models and nine migration rates and we selected the model that produced values closer to those previously obtained for them. Criteria used for selection were the observed and expected heterozygosity and the Wrights F Statistics obtained in the simulations. The gene flow model selected was the isolation by distance model that used a rate of 0.1. We observed high levels of genetic differentiation among the fragments as result of their reproductive isolation. To allow homogenization of the allelic frequencies through gene flow, the solution would be to create ecological corridors with the aim of connecting distant fragments.(AU)

O fluxo gênico, cuja efetividade é função do modelo e da taxa, assume especial importância na conservação de recursos genéticos por permitir a conectividade de populações isoladas geograficamente, sujeitas à redução da variabilidade genética. O entendimento de como o fluxo gênico ocorre pode contribuir no planejamento de ações para a conservação e na seleção de populações prioritárias para uma eventual intervenção. Programas de simulação permitem inferir sobre eventos passados, a partir de dados atuais ou prever fenômenos futuros sob cenários genéticos reais. Fenômenos adversos podem ser previstos e medidas podem ser tomadas para contorná-los. O objetivo deste estudo foi identificar o modelo e a taxa de fluxo gênico que melhor explicam a estrutura genética de oito fragmentos da espécie arbórea florestal Cabralea canjerana, em desenvolvimento na região brasileira do bioma Mata Atlântica. Foram realizadas simulações com o programa EASYPOP usando dados de marcadores microssatélites obtidos por Melo e colaboradores, em 2012, 2014 e 2016, sendo testados cinco modelos e nove taxas de migração, selecionando-se o modelo que apresentou os valores mais próximos daqueles que foram publicados. Os critérios usados para a seleção do modelo foram a heterozigosidade observada e esperada e as estatísticas F de Wright obtidas nas simulações. O modelo de fluxo gênico entre os fragmentos foi o de isolamento por distância a uma taxa de 0.1. Foram observados elevados índices de diferenciação genética entre os fragmentos em decorrência do seu isolamento reprodutivo. Desse modo, sugere-se a construção de corredores ecológicos com vistas a conectar fragmentos distantes e, desta forma, permitir a homogeneização das frequências alélicas por meio do fluxo gênico.(AU)