Reproductive system and pollen flow in progenies of Qualea grandiflora Mart., a typical species of the brazilian Cerrado

Abstract

This study analyzed the reproductive system and the pollen dispersion pattern of Qualea grandiflora progenies. This is a typical species from the Brazilian Cerrado about which there are not too many studies from the genetics point of view. The study was conducted in an area of 2.2 hectares located in the Conservation Unit managed by the Forest Institute of the state of São Paulo, Brazil (Assis State Forest). Total genomic DNA of 300 seeds from 25 plants (12 seeds from each plant) was extracted and amplified using specific primers to obtain microsatellite markers. Results showed that selfing is frequent among adults and progenies, and the species reproduces by outcrossing between related and unrelated individuals (0.913). The single-locus outcrossing rate was 0.632, which indicates that mating between unrelated individuals is more frequent than between related plants. The selfing rate was low (0.087), that is, the species is allogamous and self-fertilization is reduced. About 35% of the plants in the progenies were full-sibs, and about 57%, half-sibs. Besides, about 8% of the progenies were selfing siblings. The genetic differentiation coefficient within progenies was 0.139, whereas the fixation rate was about 27%. The estimate of the effective size revealed that the genetic representativeness of descent was lower than expected in random mating progenies: The analyzed samples corresponded to only 13.2 individuals of an ideal panmictic population. In environmental recovery programs, seeds, preferably from different fruits, should be collected from 95 trees to preserve the genetic diversity of the species.

Este trabalho analisou o sistema reprodutivo e o padrão de dispersão de pólen em progênies de Qualea grandiflora Mart. É uma espécie típica do Cerrado brasileiro ainda pouco analisada do ponto de vista genético. A área de estudo possui 2,2 hectares e localiza-se em Unidade de Conservação administrada pelo Instituto Florestal do Estado de São Paulo (Floresta Estadual de Assis). Foram extraídas amostras de DNA genômico total de 300 sementes provenientes de 25 matrizes (12 sementes de cada matriz), as quais foram amplificadas utilizando iniciadores específicos para obtenção de marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que adultos e progênies possuem taxa de endogamia elevada e a espécie se reproduz por cruzamentos entre indivíduos parentes e não aparentados (0,913). A taxa uniloco foi de 0,632, indicando que há mais cruzamentos entre não parentes do que entre parentes. A taxa de autofecundação foi baixa (0,087), ou seja, a espécie é alógama, com pouca pré-disposição para autofecundação. Aproximadamente, 35% das plantas dentro de progênies eram parentes no grau de irmãos-completos e cerca de 57%, de meios-irmãos. Além disso, aproximadamente 8% das progênies eram irmãos de autofecundação. O coeficiente de coancestria estimado nas progênies foi 0,139, enquanto o índice de fixação, de aproximadamente 27%. A estimativa do tamanho efetivo indicou que a representatividade genética da descendência é inferior à esperada em progênies de cruzamentos aleatórios: as amostras analisadas correspondem a apenas 13,2 indivíduos de uma população panmítica ideal. A coleta de sementes para uso em programas de recuperação ambiental precisa ser realizada em 95 árvores e, de preferência, de frutos distintos, para manter a diversidade genética da espécie.