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.

Avaliação do crescimento de mudas de Azadirachta indica A. Jussem diferentes substratos / Evaluation of the growth of seeds of Azadirachta indica A. Juss on different substrates

A Azadirachta indica é uma árvore que possui vários benefícios socioeconômicos e ambientais. Entretanto, sãoescassos os estudos sobre aprodução de mudas desta essência florestal. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de sete substratos no crescimento de mudas da A. indica, produzidas em vasos plásticos de polietileno. Os substratos foram constituídos de combinações de areia grossa, argila, cama de ave, esterco de bovino, matéria orgânica dos vegetais e serragem de madeira. O experimento foi instalado no Instituto de Investigação Agrária de Moçambique (IIAM), na Estação Agrária de Lichinga,segundo o delineamento de blocos completos casualizados, com cincorepetições. A partir dos 30 dias após a semeadura foram efetuadas medições quinzenais de altura e diâmetro do coleto. Aos 120 dias foram quantificadas as variáveis massa seca da parte aérea, radicular, total e osíndices de qualidades das mudas. Para as variáveis analisadas, os melhores resultados foram obtidos com uso do substrato 25% areia grossa + 50% matéria orgânica dos vegetais + 25% cama de aves, sendo este substrato recomendado paraa produção de mudas de A. indica.(AU)

Azadirachta indicais a tree that has several socioeconomic and environmental benefits. However, studies on theproduction of seedlingsof this forest essence are scarce. The present work aimed to evaluate the influence of seven substrates on the growth ofA. indica seedlings, produced in polyethylene plastic pots. The substrates were combinations of coarse sand, clay, poultry bed, bovinemanure, organic matter from vegetables and wood sawdust. According to randomized block design,the experiment was set up at the Mozambique Agricultural Research Institute (IIAM), Lichinga Agricultural Station, with fiverepetitions. Starting 30 days aftersowing, height and collar diameter were measured fortnightly. At 120 days, the variables aerial, root and total dry mass and seedling quality indices were quantified.For the variables analysed, the best results were obtained usingthe substrate 25% coarse sand + 50% organic matter from vegetables + 25% poultry bed, being this substrate strongly recommended to produce A. indica seedlings.(AU)

Variability and genetic structure in fragments of Eugenia involucrata De Candolle established through microsatellite markers / Variabilidade e estruturação genética em fragmentos de Eugenia involucrata de Candolle utilizando marcadores microssatélites

Eugenia involucrata DC. is a forest species with high environmental and economic potential. The objective of this study was to quantify the genetic variability and analyzed the genetic structure of three natural fragments located in the central region of the Rio Grande do Sul state, Brazil. We used four microsatellite loci developed for the congener species Eugenia uniflora and using GenAlEx 6.5 software, parameters of genetic variability and its partition among and within fragments were estimated for each locus. We observed high levels of genetic variability (3.67 alleles per locus; HO = 0.815; HE = 0.625; FIS = 0.294), most of which (93%) were distributed within the fragments, suggesting that these individuals came from a single original population. Gene flow between fragments was high (2.35 to 4.56 migrants per generation), resulting in low genetic differentiation indexes (FST values ranging from 0.052 to 0.096). The fragments showed high genetic variability, distributed within the remnants themselves, and low genetic differentiation. Our results have repercussions for planning locally adapted germplasm collections for forest restoration programs, thereby avoiding the implantation of populations with an exogamous depression.(AU)

Eugenia involucrata DC. é uma espécie florestal com elevado potencial ambiental e econômico. O presente trabalho teve por objetivo quantificar a variabilidade e analisar a estruturação genética em três fragmentos naturais localizados na região central do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Com o emprego de quatro locos microssatélites desenvolvidos para a espécie congênere Eugenia uniflora e usando-se o software GenAlEx 6.5, foram estimados parâmetros de variabilidade genética, para cada loco, e sua partição entre e dentro dos fragmentos. Foram observados altos índices de variabilidade genética (3,67 alelos por loco; HO = 0,815; HE = 0,625; FIS = -0,294), com a maior proporção (93%) distribuída dentro dos fragmentos, sugerindo que os indivíduos estudados são provenientes de uma única população original. O fluxo gênico foi elevado entre os fragmentos, variando de 2,35 a 4,56 migrantes por geração, resultando em baixo índice de diferenciação genética (FST), entre 0,052 a 0,096. Os fragmentos estudados apresentam elevada variabilidade genética, a maior parte distribuída dentro dos próprios remanescentes, e baixa diferenciação genética. Os resultados observados têm repercussões no planejamento de coleta de germoplasma com adaptação local para programas de restauração florestal, assim evitando a implantação de populações com depressão exogâmica.(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)

Evaluation of the growth of seeds of Azadirachta indica A. Juss on different substrates / Avaliação do crescimento de mudas de Azadirachta indica A. Juss em diferentes substratos

Azadirachta indica is a tree that has several socioeconomic and environmental benefits. However, studies on the production of seedlings of this forest essence are scarce. The present work aimed to evaluate the influence of seven substrates on the growth of A. indica seedlings, produced in polyethylene plastic pots. The substrates were combinations of coarse sand, clay, poultry bed, bovine manure, organic matter from vegetables and wood sawdust. According to randomized block design, the experiment was set up at the Mozambique Agricultural Research Institute (IIAM), Lichinga Agricultural Station, with five repetitions. Starting 30 days after sowing, height and collar diameter were measured fortnightly. At 120 days, the variables aerial, root and total dry mass and seedling quality indices were quantified. For the variables analysed, the best results were obtained using the substrate 25% coarse sand + 50% organic matter from vegetables + 25% poultry bed, being this substrate strongly recommended to produce A. indica seedlings.

A Azadirachta indica é uma árvore que possui vários benefícios socioeconômicos e ambientais. Entretanto, são escassos os estudos sobre a produção de mudas desta essência florestal. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de sete substratos no crescimento de mudas da A. indica, produzidas em vasos plásticos de polietileno. Os substratos foram constituídos de combinações de areia grossa, argila, cama de ave, esterco de bovino, matéria orgânica dos vegetais e serragem de madeira. O experimento foi instalado no Instituto de Investigação Agrária de Moçambique (IIAM), na Estação Agrária de Lichinga, segundo o delineamento de blocos completos casualizados, com cinco repetições. A partir dos 30 dias após a semeadura foram efetuadas medições quinzenais de altura e diâmetro do coleto. Aos 120 dias foram quantificadas as variáveis massa seca da parte aérea, radicular, total e os índices de qualidades das mudas. Para as variáveis analisadas, os melhores resultados foram obtidos com uso do substrato 25% areia grossa + 50% matéria orgânica dos vegetais + 25% cama de aves, sendo este substrato recomendado para a produção de mudas de A. indica.