CARACTERIZAÇÃO DA DIVERSIDADE GENÉTICA DE SCHINUS

CARACTERIZAÇÃO DA DIVERSIDADE GENÉTICA DE SCHINUS MOLLE
L. E EXPANSÃO NO BIOMA PAMPA BRASILEIRO1
Alcemir da Silva Marques Jr.2, Renara Bittencourt Vieira2, Michele Goulart dos
Santos2, Deise Shröeder Sarzi3, Rafael Plá Matielo Lemos4, Valdir Marcos Stefenon5
(1)
Trabalho executado com recursos do Edital Universal/CNPq 2014 e Edital AGP da Pró Reitoria de Pesquisa.
Estudante de Graduação; Universidade Federal do Pampa; São Gabriel, RS; [email protected];
[email protected]; [email protected].
(3)
Estudante de Mestrado; Universidade Federal do Pampa; São Gabriel, RS; [email protected].
(4)
Coorientador; Universidade Federal do Pampa; São Gabriel, RS; [email protected].
(5)
Orientador; Universidade Federal do Pampa; São Gabriel, RS; [email protected].
(2)
RESUMO: O bioma Pampa é um dos biomas mais negligenciados do mundo, carecendo de informações principalmente
a cerca de sua biodiversidade. Schinus molle L. é uma espécie de árvore perene de ocorrência natural nesse bioma
com grande potencial ecológico e econômico. O objetivo desse trabalho foi caracterizar a diversidade genética de S.
mole e discutir sua capacidade de expansão no bioma. Foram amplificados, em 108 indivíduos de cinco populações
naturais de S. molle, dois lócus microssatélites (oriundos da espécie congênere Schinus terebinthifolius Raddi.)
utilizando um termociclador Eppendorf®. As bandas amplificadas foram visualizadas no sequenciador de DNA 4300L LiCor®. Como resultado S. molle apresentou alta diversidade genética (H 0,73) e um baixo coeficiente de endogamia (f =
-0,08) indicando que a espécie possui grande capacidade de expansão. Ponderando esses padrões de diversidade
genética da população em S. molle, recomenda-se a implementação de estudos no sentido de estabelecimento de
plantios comerciais dessa espécie no bioma Pampa.
Palavras-Chave: microssatélites, biodiversidade, aroeira.
INTRODUÇÃO
O bioma Pampa é um dos biomas mais negligenciados do mundo, sendo muito pouco estudado
apesar de abranger 63% do estado do Rio Grande do Sul, todo o Uruguai e o nordeste da Argentina.
Compreende um mosaico de diferentes fisionomias vegetais, dominadas pelos ambientes de pastagem com
espécies arbóreas observadas principalmente em matas ciliares e capões de mato. Embora nenhuma
expansão expressiva de populações arbóreas ser observada neste bioma (BREDEKAMP et al., 2002), as
condições climáticas atuais, a profundidade e os tipos de solos do Pampa brasileiro são considerados
favoráveis para o desenvolvimento natural de florestas (ROESCH et al., 2009).
Schinus molle L. (Anacardiaceae) é uma espécie de árvore perene, dioica, com ocorrência natural
no Bioma Pampa. Tem importância econômica, ecológica e ornamental, sendo seus frutos (pimenta rosa)
consumidos em todo o mundo, seu óleo essencial é fonte de muitos compostos para a indústria
farmacêutica, além de ser largamente utilizada na arborização de ruas e parques (LEMOS et al., 2014).
Considerando que grande parte da riqueza e da biodiversidade da região Pampeana do estado do
Rio Grande do Sul carece de informações cientificamente sistematizadas, a estimativa adequada da
diversidade em nível genético, representa um passo importante para o reconhecimento de áreas prioritárias
para a conservação e utilização dos recursos genéticos florestais deste bioma (LEMOS et al., 2015).
Marcadores moleculares altamente polimórficos, como microssatélites (SSR), permitem caracterizar a
diversidade e estrutura genética de populações naturais, adicionando informações cruciais às questões
conservacionistas (STEFENON et al., 2007).
Este trabalho teve por objetivo caracterizar a diversidade genética de S. molle L. através de
marcadores moleculares microssatélites desenvolvidos para a espécie congênere Schinus terebinthifolius
Raddi, além de discutir sua capacidade de expansão em grandes áreas do Pampa retendo alta diversidade
genética, permitindo potencial adaptativo elevado.
METODOLOGIA
Para as análises de genética populacional, folhas sadias de 151 árvores adultas de cinco
populações de S. molle (Dom Pedrito, DP; Bagé, BG; Caçapava do Sul, CS; Vila Nova do Sul, VN; São
Gabriel, SG) foram amostrados. O DNA total foi extraído a partir de 50 mg de material vegetal, utilizando o
DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen) seguindo o protocolo fornecido pelo fabricante.
Sete lócus microssatélites, caracterizados para S. terebinthifolius (WILLIANS et al., 2002), foram
testados para S. molle. Baseado nos resultados obtidos na transferência cruzada e na qualidade do DNA
isolado, os genótipos de 108 amostras destas cinco populações foram caracterizados para dois lócus
microssatélites. Os lócus StAAT1 e StAAt25 foram amplificados segundo descrito por Willians et al. (2002),
®
com o “forward primer” marcado com AlexaFluor 680nm (Invitrogen). As amplificações de DNA por PCR
(reação em cadeia da polimerase) foram realizadas em um termociclador Eppendorf Thermal Cycler. Os
fragmentos amplificados foram separados utilizando o sequenciador de DNA Li-Cor 4300L (Li-Cor Inc.).
Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa
Os parâmetros de diversidade genética (número total de alelos (A), o número efetivo de alelos (AE),
a diversidade genética (H) e o coeficiente de endogamia (f)) foram estimados utilizando os softwares
Arlequin 3.5 (EXCOFFIER et al., 2005) e GenAlEx 5.3 (PEAKALL; SMOUSE, 2012).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dos sete lócus microssatélites testados apenas os lócus StAAT1 e StAAT25 revelaram
amplificações confiáveis em S. molle, dentro do tamanho de fragmento e repetibilidade esperados na
análise multilocus de populações de S. molle. Com base nestes dois lócus microssatélites obtivemos
diversidade genética média de H = 0,73, coeficiente de endogamia f = - 0,08, o número efetivo de alelos AE
= 3,26 e o número total de alelos A = 4,90. A maior diversidade genética foi observada nas duas populações
mais meridionais (BG, Ho = 0,86 e DP, Ho = 0,85).
Mesmo apenas dois dos lócus microssatélites testados terem amplificado com sucesso em S. molle,
moderados a altos níveis de variabilidade genética dentro das populações foram revelados. Para os
mesmos dois lócus, populações naturais de S. terebinthifolius da Argentina revelaram um nível mais baixo
de diversidade genética em relação a S. molle (H = 0,58 e H = 0,73, respectivamente). Essa alta diversidade
genética pode promover alto potencial adaptativo, sendo um fator crucial para a expansão de espécies em
diferentes condições ambientais (STEFENON et al., 2008).
Apesar de tais condições climáticas e características genéticas, o crescimento demográfico das
populações de S. molle não é amplamente observado, e elementos ecológicos e antropogênicos podem ser
responsáveis pela não expansão de populações de espécies arbóreas sobre os campos no bioma Pampa
(ROESH et al., 2009; LEMOS et al., 2014).
A gestão das pastagens com manutenção da vegetação gramínea evitando a expansão florestal,
proposto como uma política para a conservação do Pampa brasileiro por Overbeck et al., (2007) deve ser
utilizado apenas em áreas de pastagem com interferência humana histórica. Estas ações permitirão a
sucessão natural no bioma Pampa, respeitando sua dinâmica ecológica e valorizando as formações
florestais nesse ambiente dominado por pastagens.
CONCLUSÕES
A alta variabilidade genética em S. molle, a coloca como uma espécie-chave pioneira capaz de
colonizar diferentes locais, proporcionando ambiente para a expansão das formações florestais. Assim, a
expansão florestal sobre pastagem tem de ser considerado um processo natural no bioma e as ações
conservacionistas devem centrar-se sobre a criação de unidades de conservação que incluem populações
florestais e pastagens, permitindo a expansão de espécies florestais ao longo dos gramados.
Particular atenção deve ser dada nas populações setentrionais SG, CS e VN, que estão no extremo
norte da expansão da espécie no bioma e apresentaram os mais baixos níveis de variabilidade genética.
Ponderando esses padrões de diversidade genética da população em S. molle, recomenda-se a
implementação de estudos no sentido de estabelecimento de plantios comerciais dessa espécie no bioma
Pampa. As sementes e óleo essencial de S. molle podem ser explorados comercialmente em tais
plantações, agregando valor para este recurso genético subutilizado.
REFERÊNCIAS
BREDEKAMP, G. J.; SPADA, F.; KAZMIERCZAK, E. On the origin of northern and southern hemisphere grasslands.
Plant Ecology, 163, 209–229, 2002.
EXCOFFIER, L.; LAVAL, G.; SCHNEIDER, S. Arlequin ver. 3.0: an integrated software package for population genetics
data analysis. 2005.
LEMOS, R. P. M.; D’OLIVEIRA, C. B.; RODRIGUES, C. R.; ROESH, L. F. W.; STEFENON, V. M. Modeling distribution
of Schinus molle L. in the Brazilian Pampa: insights on vegetation dynamics and conservation of the biome. Annals of
Forest Research, 57(2), 00-00, 2014.
OVERBECK, G. E.; MULLER, S. C.; FIDELIS, A.; PFADENHAUER, J.; PILLAR, V. D.; BLANCO, C. C. Brazil’s neglected
biome: the South Brazilian Campos. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 9, 101-116, 2007.
PEAKALL, R.; SMOUSE, P. E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and
research – an update. Bioinformatics, 28, 2537-2539, 2012.
ROESCH, L. F. W.; VIEIRA, F. C. B.; PEREIRA, V. A.; SCHÜNEMANN, A. L.; TEIXEIRA, I. F.; SENNA, A. J. T.;
STEFENON, V. M. The Brazilian Pampa: A Fragile Biome. Diversity, 1, 182-198, 2009.
STEFENON, V. M.; BEHLING, H.; GAILING, O.; FINKELDEY, R. Evidences of delayed size recovery in Araucaria
angustifolia populations after post-glacial colonization of highlands in Southeastern Brazil. Anais da Academia
Brasileira de Ciências. 80(3), 433-443, 2008.
STEFENON, V. M.; GAILING, O.; FINKELDEY, R. Genetic Structure of Araucaria angustifolia (Araucariaceae)
Populations in Brazil: Implications for the in situ Conservation of Genetic Resources. Plant Biology, 9, 516–525, 2007.
WILLIAMS, D. A.; STERNBERG, L. S. L.; HUGHES, C. R. Characterization of polymorphic microsatellite loci in the
invasive Brazilian peppertree, Schinus terebinthifolius. Molecular Ecology Notes, 2, 231–232, 2002.
Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa