Pré-melhoramento, genética quantitativa e molecular de Roupala montana var. brasiliensis: uma espécie potencial madeireira da Floresta Ombrófila Mista
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Data
2021-02-02
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A Floresta Ombrófila Mista (FOM) encontra-se fragmentada, restando menos de 1% da área original no Estado do Paraná, Brasil. Sob as copas da sua espécie símbolo, a Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze (pinheiro-do-Paraná) ocorrem diversas outras espécies potenciais quase que completamente desconhecidas em diversos aspectos, como a Roupala montana var. brasiliensis (Klotzsch) K. S. Edwards (Proteaceae). Não endêmica no Brasil, onde é conhecida como carvalho-brasileiro em face à sua madeira de alto valor, foi explorada até sua escassez para substituir Cardwellia sublimis F. Muell. (Proteaceae) atendendo ao mercado internacional madeireiro. Quase não há informações sobre aspectos de relevância para conservação, manejo e melhoramento de nenhuma das 34 espécies e variações do gênero Roupala. Nossas hipóteses em relação às populações de R. montana var. brasiliensis localizadas em paisagens distintas da fragmentada Floresta Ombrófila Mista foram: i) a intensa fragmentação da paisagem pode estar afetando a estrutura genética populacional dessas populações, deixando-as menores e ainda mais isoladas; ii) deve estar ocorrendo o aumento do parentesco entre os indivíduos das populações de R. brasiliensis, o que levará a depressão endogâmica a longo prazo; iii) devido a autofecundações e cruzamentos correlacionados, sementes coletadas de polinização aberta provavelmente apresentam endogamia e coancestria maior do que a esperada em sementes coletadas de populações panmíticas. Os resultados obtidos a partir das análises realizadas nesta pesquisa confirmaram todas as três hipóteses. A espécie apresenta baixa frequência na floresta e sistema de reprodução preferencialmente por cruzamentos. Há diversidade genética entre populações; entretanto, a evidência de endogamia e a perda de riqueza alélica nos estratos mais jovens, acende um alerta de fragilidade desta diversidade genética. Há estruturação genética significativa nas populações, que se encontram isoladas por distância, mas as taxas de imigração de pólen indicam que não estão isoladas reprodutivamente. Recomenda-se a coleta de sementes de 58 árvores espaçadas no mínimo 300 m entre si, quando visando conservação e diversidade genética. As estimativas do sistema reprodutivo, bem como as longas distâncias de dispersão de pólen indicam uma resistência (efeito tampão) aos efeitos da fragmentação severa e da baixa densidade de indivíduos nas populações de R. montana var. brasiliensis. A variabilidade genética existente no teste de progênies avaliado permite o início de um programa de pré- melhoramento; entretanto recomenda-se a busca por um número maior de árvores-matrizes para coleta de sementes e também o estabelecimento de estratégias de enriquecimento das áreas naturais, em função da ausência de imigração via sementes.
The Mixed Ombrophilous Forest (FOM) is fragmented, remaining less than 1% of the original area in the State of Paraná, Brazil. Under the canopy of the FOM symbol species, the Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze (Paraná-pine) there are several potential wood species almost completely unknown in several aspects, such as Roupala montana var. brasiliensis (Klotzsch) K. S. Edwards (Proteaceae). Called as Brazilian-Oak in Brazil, due to its high valued wood, this species was extensively explored in the international market to replace the wood of Cardwellia sublimis F. Muell (Proteaceae). There is almost no information on aspects of relevance for the conservation, management and improvement of any of the 34 species and variations of the Roupala genus. Our hypotheses regarding the populations of R. montana var. brasiliensis located in distinct landscapes of the fragmented Mixed Ombrophilous Forest were: i) the intense fragmentation of the landscape may be affecting the population genetic structure, becoming them smaller and more isolated; ii) there must be an increase in the kinship among individuals of R. montana var. brasiliensis populations, which can lead to inbreeding depression in the long-term; iii) due to the self-fertilization and crossbreeding between relatives, seeds collected from open pollination probably present greater inbreeding and coancestry than expected in samples collected from panmatic samples. The results obtained from the analyzes that we carried out in this research confirmed all three hypotheses. The species has low frequency in the forest and a reproduction system preferably allogamous. There is genetic diversity among populations; however, the observed evidence of inbreeding and loss of allelic richness in the younger strata, ignites a warning about the fragility of this genetic diversity. There is significant genetic structuring in populations, which are isolated by distance, but pollen immigration rates indicate that they are not reproductively isolated. We recommend to collect seeds from 58 trees spaced at least 300 m apart, when aiming at conservation and genetic diversity. Estimates of the reproductive system, as well as the long distances of pollen dispersion, indicate a resistance (buffer effect) to the effects of severe fragmentation and low density of individuals in the populations of R. montana var. brasiliensis. The genetic variability in the progeny test evaluated allows the start of a pre-breeding program; however, we recommended to search for a larger number of seed-trees to collect seeds and also to establish strategies to enrich natural areas, due to the absence of immigration via seeds.
The Mixed Ombrophilous Forest (FOM) is fragmented, remaining less than 1% of the original area in the State of Paraná, Brazil. Under the canopy of the FOM symbol species, the Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze (Paraná-pine) there are several potential wood species almost completely unknown in several aspects, such as Roupala montana var. brasiliensis (Klotzsch) K. S. Edwards (Proteaceae). Called as Brazilian-Oak in Brazil, due to its high valued wood, this species was extensively explored in the international market to replace the wood of Cardwellia sublimis F. Muell (Proteaceae). There is almost no information on aspects of relevance for the conservation, management and improvement of any of the 34 species and variations of the Roupala genus. Our hypotheses regarding the populations of R. montana var. brasiliensis located in distinct landscapes of the fragmented Mixed Ombrophilous Forest were: i) the intense fragmentation of the landscape may be affecting the population genetic structure, becoming them smaller and more isolated; ii) there must be an increase in the kinship among individuals of R. montana var. brasiliensis populations, which can lead to inbreeding depression in the long-term; iii) due to the self-fertilization and crossbreeding between relatives, seeds collected from open pollination probably present greater inbreeding and coancestry than expected in samples collected from panmatic samples. The results obtained from the analyzes that we carried out in this research confirmed all three hypotheses. The species has low frequency in the forest and a reproduction system preferably allogamous. There is genetic diversity among populations; however, the observed evidence of inbreeding and loss of allelic richness in the younger strata, ignites a warning about the fragility of this genetic diversity. There is significant genetic structuring in populations, which are isolated by distance, but pollen immigration rates indicate that they are not reproductively isolated. We recommend to collect seeds from 58 trees spaced at least 300 m apart, when aiming at conservation and genetic diversity. Estimates of the reproductive system, as well as the long distances of pollen dispersion, indicate a resistance (buffer effect) to the effects of severe fragmentation and low density of individuals in the populations of R. montana var. brasiliensis. The genetic variability in the progeny test evaluated allows the start of a pre-breeding program; however, we recommended to search for a larger number of seed-trees to collect seeds and also to establish strategies to enrich natural areas, due to the absence of immigration via seeds.
Descrição
Palavras-chave
Florestas conservação, Genética vegetal, Paisagens fragmentadas, Marcadores genéticos, Florestas reprodução, Forest conservation, Plant genetics, Fragmented landscapes, Genetic markers, Forest reproduction