Seleção natural de Jacaranda cuspidifolia (Mart.) em uma área resiliente de cerrado

Abstract

O processo de recuperação de uma área degradada requer a seleção e identificação de espécies arbóreas nativas adaptadas às condições edáficas que permite a revegetação, estruturação e formação dos horizontes mais superficiais do solo exposto. Entretanto, a coleta de sementes deve ser feita adequadamente para reter tamanho efetivo suficiente para garantir a sobrevivência a longo prazo. Nesse sentido, o objetivo da presente proposta é investigar os mecanismos adaptativos de Jacaranda cuspidifolia, em plantio há 24 anos em uma área altamente degradada. Entre os indivíduos sobreviventes, apenas alguns apresentaram florescimento, no qual fez a coleta de sementes e instalação de um teste de progênies. Dessa forma pretende-se: i) determinar a variação genética para os caracteres de crescimento e adaptação; ii) quantificar os macros e micronutrientes do solo; iii) desenvolver bibliotecas e validar os marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) relacionados ao florescimento e crescimento; iv) investigar a diversidade genética e a estrutura genética de populações via marcadores SNPs; v) relacionar os caracteres silviculturais com as características do solo por análise multivariada. Inicialmente foi instalado um experimento em uma área de empréstimo, conhecido por população base (POP BAS), composto por 17 tratamentos (espécies) no espaçamento de 3,0 m x 1,0 m, localizado na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão – FEPE/UNESP, em Selvíria-MS. Após 20 anos, apenas a espécie J. cuspidifolia sobreviveu, e no total de 980 árvores plantadas restaram apenas 167 (17,04%), nos quais 31 apresentaram florescimento e frutificação. Nesta época foram coletadas sementes e instalado um teste de progênies (TP-JACA), com delineamento experimental de blocos casualizados, constituído de 31 progênies, 29 repetições, com uma planta por parcela, com espaçamento de 3,0 x 2,0 m, em uma área não degradada, da FEPE/UNESP. A presença de variabilidade genética foi confirmada por estimativas quantitativas e diversidade genética via marcadores SNPs. Estes marcadores também possibilitaram identificar alelos exclusivos para as árvores que F em relação as que NF. A análise de PCA não apresentou um agrupamento exclusivo de indivíduos que F ou NF. A distância genética sugere que existe diferença entre os pares das árvores que foram coletadas, porém não houve uma separação clara entre os dois grupos de florescimento. A seleção natural propiciou o estreitamento da base genética da POP-BAS, fixando determinados alelos para adaptação ao ambiente. Este estudo utilizou uma metodologia inovadora, no qual é escasso na literatura, fornecendo informações inéditas sobre a espécie. O J. cuspidifolia mostrou ser é uma espécie promissora, capaz de sobreviver a uma “área de empréstimo” e completar seu ciclo de vida produzindo bons descendentes, podendo ser recomendada em projetos de recuperação de áreas degradadas.

The recovery process of a degraded area requires the selection and identification of native tree species adapted to the edaphic conditions that allow the revegetation, structuring and formation of more superficial horizons of the exposed soil. However, seed collection must be done properly to retain effective size sufficient to ensure long-term survival. In this, the aim of the present proposal is to investigate the adaptive mechanisms of the Jacaranda cuspidifolia, still for 24 years in a highly degraded area. Among the surviving individuals, only a few showed flowering, in which seeds were collected and a progeny test was installed. Thus, it is intended to: i) determine the genetic variation for the growth and adaptation traits; ii) quantify soil macro and micronutrients; iii) develop libraries and validate SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) markers related to flowering and growth; iv) investigate the genetic diversity and genetic structure of populations via SNP markers; v) relate silvicultural traits with soil chemistry by multivariate analysis. Initially, an experiment was installed in a lending area, known as population base (POP-BAS), consisting of 17 treatments (species) in a spacing of 3.0 m x 1.0 m, located at the Teaching, Research and Extension Farm - FEPE/UNESP, in Selvíria-MS. After 20 years, only the species J. cuspidifolia survived, and from a total of 980 trees planted, only 167 (17.04%) remained, of which 31 showed flowering and fruiting. At this time, seeds were collected and a progeny test (TP-JACA) was installed, with a randomized block design, consisting of 31 progenies, 29 replications, with one plant per plot, with a spacing of 3.0 x 2.0 m, in a non-degraded area, from FEPE/UNESP. The presence of genetic variability was confirmed by quantitative estimates and genetic diversity via SNP markers. These markers also made it possible to identify exclusive alleles for trees that F compared to those that NF. The PCA analysis did not show an exclusive grouping of individuals who F or NF. The genetic distance suggests that there is a difference between the pairs of trees that were collected, but there was no clear separation between the two flowering groups. Natural selection led to the narrowing of the genetic basis of POP-BAS, fixing certain alleles for adaptation to the environment. This study used an innovative methodology, which is scarce in the literature, providing unpublished information about the species. J. cuspidifolia proved to be a promising species, capable of surviving a “nativa area” and completing its life cycle producing good progenies, and can be recommended in projects to recover degraded areas.