Variabilidade genética de populações de Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne e Dipteryx alata Vogel em áreas nativas e em plantios de recuperação de áreas degradadas em Paracatu, MG

Abstract

Este trabalho tem como objetivo comparar a variabilidade genética de populações de duas espécies nativas do Cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne e Dipteryx alata Vogel), em plantios de recuperação de áreas degradadas e em áreas nativas de Cerrado sentido restrito, localizadas em Paracatu, MG, visando avaliar a capacidade de auto- sustentabilidade genética das populações em plantios de recuperação, bem como subsidiar estratégias locais de coleta de sementes para a recuperação de áreas degradadas. Foi coletado material foliar e de câmbio vascular de no mínimo 30 indivíduos por população de cada espécie em quatro plantios de recuperação (P1, P2, P5 e P6) e em duas áreas nativas (N1 e N2), num total de 507 indivíduos. As regiões com microssatélites foram amplificadas utilizando sete primers por espécie, previamente desenvolvidos. O número de alelos por loco foi superior nas populações de H. stigonocarpa em plantios de recuperação P1 (8,86), P2 (7), P5 (8), P6 (7,86) do que nas em áreas nativas N1 (5,43) e N2 (6,29), o que indica que as coletas de sementes foram eficientes em captar a diversidade genética local. As populações em plantios de recuperação de H. stigonocarpa apresentaram coeficientes de endogamia positivos e consistentes, o que aponta para a possibilidade de ocorrência de problemas de adaptação em curto prazo. Devido à alta variabilidade genética entre indivíduos, a baixa proporção de heterozigotos observada nas populações em plantios tende a diminuir com alogamia, sendo necessário manejo intensivo dos plantios para que as condições sejam propícias à sobrevivência e reprodução cruzada dos indivíduos. Não foi observada estrutura genética espacial em nenhuma das populações nativas de H. stigonocarpa. Devido à considerável variabilidade genética observada em ambas as populações nativas de H. stigonocarpa, estas podem ser utilizadas para coleta de sementes visando recuperação de áreas degradadas, não sendo necessário o uso de parâmetros de distância entre árvores-matrizes nestas populações. Com exceção de P6, as populações de D. alata em plantios de recuperação apresentaram número de alelos por loco ligeiramente superior (3 a 3,25) do que as populações nativas N1 (2,87) e N2 (2,5), sugerindo que as coletas de sementes foram eficientes em captar diversidade genética local. A variabilidade genética baixa entre indivíduos observada em todas populações de D. alata possivelmente está associada à ocorrência de gargalos genéticos recentes detectados em ambas populações nativas. Estes resultados indicam que poderão ocorrer problemas de adaptação em longo prazo em todas as populações avaliadas de D. alata. Recomenda-se, portanto, a manutenção de áreas naturais próximas às populações analisadas, de maneira a propiciar fluxo gênico e evitar a fixação de alelos nestas. Foi detectada estrutura genética espacial em N2 até a distância de 132 metros e ausência de estrutura em N1. Considerando que níveis baixos de variabilidade genética entre indivíduos parecem ser o padrão atual para a espécie, ambas as populações nativas de D. alata podem ser utilizadas para a realização de coleta de sementes visando recuperação de áreas degradadas, devendo ser respeitada a distância mínima de 200 metros entre árvores matrizes.

This study aimed to compare the genetic diversity of populations of two native species of Cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart. ex Hayne and Dipteryx alata Vogel), in restoration plantations and in natural Cerrado sensu stricto areas, located in the town of Paracatu, Minas Gerais State, as to evaluate the genetic self-sustainability capacity of the populations in restoration plantations and to propose local strategies to collect seeds for restoration purposes. Leaf and vascular cambium material were collected from at least 30 individuals per population of each species in four restoration plantations (P1, P2, P5 and P6) and in two natural areas (N1 and N2), in a total of 507 individuals. Microsatellite regions were amplified using seven primers per species, previously developed. The number of alleles per locus was higher in H. stigonocarpa restoration populations P1 (8,86), P2 (7), P5 (8) and P6 (7,86) than in natural populations N1 (5,43) and N2 (6,29), which indicates that the seed collections were efficient in capturing local genetic diversity. The H. stigonocarpa restoration populations showed positive and significant inbreeding coefficients, which points to the possibility of these populations having problems associated with response to selection in the short term. Due to high variability between individuals, the low heterozygote proportion observed in the H. stigonocarpa restoration populations tends to decrease with allogamy. It is necessary, however, that these plantations are managed so that the conditions are favorable for the surviving and crossing of individuals. Spatial genetic structure was not observed in either H. stigonocarpa natural populations. Due to the considerable genetic diversity observed in both H. stigonocarpa natural populations, these can be used for seed collecting with restoration purposes, in which the use of distance parameters between seed-trees is not necessary. With the exception of P6, D. alata restoration populations presented slightly higher number of alleles (3 to 3,25) than N1 (2,87) and N2 (2,5), which suggests that seed collecting was efficient in capturing local genetic diversity. The low genetic variability between individuals observed in all D. alata populations may be associated to the detected occurrence of recent genetic bottlenecks in both natural populations. These results indicate that adaptation problems might occur in the long term in all evaluated D. alata populations. The maintenance of natural areas nearby the analyzed populations is recommended, so that gene flow is enabled and allele fixation is avoided. Spatial genetic structure was detected in N2 in distances up to 132 meters, but it was not detected in N1. Considering that low levels of genetic variability between individuals seem to be the current pattern for the species, both D. alata natural populations can be used to collect seeds aiming restoration, in which the minimum distance of 200 meters between seed-trees must be respected.