Estrutura genética e diversidade clonal de jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne) em duas populações no Cerrado do Estado de São Paulo

• Main Author: Maria Andréia Moreno
• Other Authors: Paulo Yoshio Kageyama
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2009
• Subjects: Áreas de conservação; Árvores florestais; Cerrado; Leguminosae; Variação genética.; Conservation areas; Forest trees; Genetic variation.
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11150/tde-05082009-081516/

Este trabalho teve como objetivo avaliar a estrutura populacional e genética de Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne em duas áreas no Cerrado do Estado de São Paulo. Para tanto, foram transferidos oito iniciadores microssatélites nucleares (SSR) de Hymenaea courbaril para H. stigonocarpa, além de cinco iniciadores microssatélites cloroplastidiais (cpSSR) universais. O presente trabalho respondeu às hipóteses sobre a dispersão restrita de sementes, a existência de propagação vegetativa e a viabilidade evolutiva das populações nas unidades de conservação analisadas. O estudo foi conduzido em duas unidades de conservação administradas pelo Instituto Florestal do Estado de São Paulo e representam alguns dos últimos remanescentes protegidos de Cerrado no Estado, com fisionomias e históricos contrastantes. Na população localizada na Estação Ecológica de Itirapina (EEI), Itirapina, S.P., foram encontrados 68 indivíduos de H. stigonocarpa dispostos em reboleiras. Utilizando marcadores SSR, foram constatados apenas 18 genótipos diferentes (genetes), evidenciando a propagação vegetativa na EEI. Apesar do número reduzido de genetes na área, esta população apresentou excesso de heterozigotos. Mesmo assim, a área mínima viável para conservação ( AMV ) foi maior do que a área total da EEI devido à baixa densidade de indivíduos. A análise de paternidade, utilizando todas as sementes disponíveis na EEI (n = 71), revelou que 42,46% tiveram doadores de pólen fora na área amostrada e o tamanho efetivo de vizinhança de polinização foi de 1.283 ha, mostrando a importância da preservação de áreas particulares ou a expansão da unidade de conservação. Houve dominância de doadores de pólen e a distância média de polinização foi de 2.325 m, variando de 0,35 a 3.570 m. Além disso, os marcadores cpSSR revelaram um forte efeito fundador, com a existência de um único haplótipo. Contrastando com a EEI, a população estudada na Estação Ecológica de Assis e na Floresta Estadual de Assis (EEA) apresentou 47 indivíduos distintos geneticamente (genetes). O uso de marcadores SSR na população da EEA revelou um alto e significativo índice de fixação ( f = 0,177), associado a uma significativa estrutura genética espacial (EGE) ( xy q = 0,075) até 750 m. A EGE foi resultante de uma dispersão restrita de sementes, comprovada pelo uso de marcadores cpSSR. A alta divergência genética demonstrada pelos marcadores SSR e o número de haplótipos privados encontrado na população da EEA fez com que cada população fosse considerada uma Unidade Independente para o Manejo (UIM) e, ao mesmo tempo uma Unidade Evolutiva Significativa (USE). Essas designações implicam que, apesar das populações da EEA e da EEI possuírem um tamanho efetivo ( e N ) e uma AMV insuficientes para a manutenção da endogamia local de H. stigonocarpa em curto prazo, a localização específica dessas unidades permitiu englobar reservatórios gênicos distintos, importantes para se iniciar uma conservação evolutivo-adaptativa. Assim, programas visando a restauração florestal ou melhoramento de H. stigonocarpa devem contemplar genótipos de cada USE. Além disso, a coleta de sementes visando a conservação deve obedecer a uma distância mínima de 750 m quando os indivíduos não estiverem dispostos em reboleiras. === This study aimed to evaluate the population and genetic structure of Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne in two areas of Cerrado in the State of São Paulo. For this, eight nuclear microsatellite (SSR) primers from Hymenaea courbaril and five universal chloroplastidial microsatellite primers (cpSSR) were transferred from Hymenaea coubaril to H. stigonocarpa. This study answered the assumptions regarding restricted seed dispersal, vegetative propagation and the existence of the populations evolutionary viability in the studied conservation units. This study was conducted in two protected areas managed by the Forest Institute State of São Paulo and represent some of the last protected remnants of Cerrado in the State with contrasting physiognomies and history. The 68 trees of H. stigonocarpa on the population located in the Ecological Station of Itirapina (ESI), Itirapina, S.P., were spatially clumped. Using SSR markers only 18 different genotypes (genets) were found, showing the existence of vegetative propagation in ESI. Despite the limited number of genets in the area, this population showed an excess of heterozygotes. Even so, the minimum viable area for conservation ( AMV ) was greater than the total area of the ESI due to low density of individuals. The paternity analysis using all the available seeds in ESI (n = 71) revealed that 42.46% of pollen donors were outside the sampled area and the effective neighborhood size of pollination was 1283 ha demonstrating the importance of surrounding areas and the expansion of the protected area. There was pollen donor dominance and the average distance of pollination was 2325 m, ranging from 0.35 to 3570 m. Furthermore, the markers cpSSR revealed a strong founder effect, with the existence of a single haplotype. In contrast to the ESI, the population studied in the Ecological Station of Assis and in the Assis State Forest (EEA), had 47 trees, all genets. The use of SSR markers in the population of the ESA revealed a high and significant fixation index ( f = 0177), associated with a significant spatial genetic structure (SGS) ( xy q = 0075) up to 750 m. The SGS was originated by a limited seed dispersal, as evidenced by the use of cpSSR markers. The high genetic divergence shown by SSR markers and the number of private haplotypes found in the population of the ESA are reasons to consider each population independent units for management (IUM) and at the same time an Evolutionary Significant Unit (ESU). These designations mean that, in despite of the populations of the ESI and ESA have insufficient effective sizes ( e N ) and AMV for the maintenance of H. stigonocarpa inbreeding level in the short term, the specific location of these units allowed to include different gene pools, important in starting an adaptive-evolutionary conservation. Thus, programs aimed at forest restoration or breeding of H. stigonocarpa shall address each ESU genotypes. Moreover, the collection of seeds for conservation should have a minimum distance of 750 m among trees, when these are not clumped.