Caracterização genética e fenotípica de populações naturais de Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze em fitofisionomias da floresta ombrófila mista

Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze, símbolo da Floresta Ombrófila Mista (FOM), apresenta distribuição heterogênea, ocupando distintas fitofisionomias ao longo dessa formação vegetal. A intensa exploração madeireira no século XIX e a fragmentação do habitat colocaram a espécie em risco crítico de extinção. Assim, conservar os remanescentes é essencial, visto que estudos apontam significativa diversidade genética que deve ser explorada e preservada. Este estudo, realizado em parceria entre a Embrapa Florestas e a empresa Engie S.A., teve como objetivo mensurar a variabilidade genética e fenotípica de populações naturais de Araucaria angustifolia em diferentes fitofisionomias da FOM no estado do Paraná. Foram amostradas árvores para mensuração de caracteres fenotípicos relacionados ao crescimento e à qualidade da madeira, além da coleta de material genético para análises moleculares com marcadores microssatélites e amostras de madeira para estudo dos anéis de crescimento. Cada conjunto de dados foi analisado com softwares específicos para o cálculo dos parâmetros necessários. A partir dos resultados, foram estimadas as distâncias genéticas, fenotípicas e geográficas entre as populações, investigando possíveis relações entre estas por meio do coeficiente de correlação de Pearson e do teste de Mantel. Os caracteres fenotípicos apresentaram heterogeneidade intra e interpopulacional, com a altura sendo o caráter de maior divergência fenotípica (PST). O estudo de anéis revelou idades variando entre 54 e 158 anos, com incremento médio anual semelhante entre populações (0,57 cm/ano). Os parâmetros genéticos revelaram alta variabilidade e elevado fluxo gênico elevado entre e dentro das populações, sem diferenças significativas na estrutura genética entre as distintas fisionomias. O agrupamento por cluster e a baixa distância genética apontaram um único grupo de populações, indicando ausência de diferenciação genética entre elas, apesar da fragmentação. No entanto, a distância fenotípica separou a população de Ipiranga, sugerindo possível adaptação local desta a condições ambientais específicas, reforçada pelo alto PST em relação ao coeficiente de diferenciação (FST). Portanto, há a presença de variabilidade fenotípica nas populações, independentemente do tipo de fitofisionomia. E uma alta diversidade genética foi encontrada em todas as populações, com destaque para a riqueza alélica. Isso destaca a importância de conservar a espécie, considerando tanto sua diversidade quanto seu papel ecológico. A combinação desses dados genéticos e fenotípicos oferece uma base sólida para criar estratégias eficazes de conservação, melhoramento genético e uso sustentável da espécie.

Resumo (inglês)

Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze, symbol of the Mixed Ombrophilous Forest (FOM), has a heterogeneous distribution, occupying different phytophysiognomies within this vegetation formation. Intense logging in the 19th century and habitat fragmentation placed the species at critical risk of extinction. Therefore, conserving the remaining populations is essential, as studies indicate significant genetic diversity that must be explored and preserved. This study, conducted in partnership between Embrapa Florestas and the company Engie S.A., aimed to measure the genetic and phenotypic variability of natural populations of Araucaria angustifolia in different phytophysiognomies of the FOM in the state of Paraná, Brazil. Trees were sampled to measure phenotypic traits related to growth and wood quality, along with the collection of genetic material for molecular analyses using microsatellite markers, and wood samples for dendrochronological studies. Each dataset was analyzed using specific software to calculate the necessary parameters. Based on the results, genetic, phenotypic, and geographic distances between populations were calculated, and potential relationships among them were investigated using Pearson's correlation coefficient and the Mantel test. Phenotypic traits showed heterogeneity within and between populations, with height presenting the highest and most significant phenotypic divergence (PST). The growth ring study revealed tree ages ranging from 54 to 158 years, with a similar mean annual increment among populations (0.57 cm/year). Genetic parameters indicated high variability and elevated gene flow within and among populations, with no significant differences in genetic structure even across distinct phytophysiognomies. Cluster analysis and low genetic distance values pointed to a single population group, indicating an absence of genetic differentiation despite fragmentation. However, phenotypic distance separated the Ipiranga population, suggesting possible local adaptation to specific environmental conditions, reinforced by its high PST relative to the genetic differentiation coefficient (FST). There is clear phenotypic variability present in the populations, regardless of phytophysiognomy type. Furthermore, high genetic diversity was found in all populations, with particular emphasis on allelic richness. This highlights the crucial importance of conserving the species, considering both its diversity and its ecological role. Combining these genetic and phenotypic data provides a solid foundation for creating effective strategies for the species' conservation, genetic improvement, and sustainable use.

Palavras-chave

Araucária, Caracteres fenotípicos, Genética de populações, Microssatélites, Variabilidade, Microsatellites marker, Parana pine, Phenotypic traits, Populations genetics, Variability

Idioma

Inglês

Citação

LIMA, Fernanda Neves. Caracterização Genética e Fenotípica de Populações Naturais de Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze em Fitofisionomias da Floresta Ombrófila Mista. 2025. 78 f. Dissertação de (Mestrado em Agronomia) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual paulista - UNESP, Ilha Solteira, 2025.