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RODRIGUES, D. S. Estrutura populacional de um rebanho morada nova variedade branca no estado do Ceará. 2009. 46 f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-12-05T21:00:43Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_dsrodrigues.pdf: 427309 bytes, checksum: e9adf67ba3f756188bb23fbd88e8285f (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-12-07T17:26:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_dsrodrigues.pdf: 427309 bytes, checksum: e9adf67ba3f756188bb23fbd88e8285f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-07T17:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_dsrodrigues.pdf: 427309 bytes, checksum: e9adf67ba3f756188bb23fbd88e8285f (MD5) Previous issue date: 2009 / The present work has the purpose of evaluating the structure of a population of Morada Nova sheep breed from State of Ceará. Data were collected from the file to control the breeding of Sheep Improvement Project for the Morada Nova Breed white variety, of the Department of Animal Science in the period from 1970 to 1987 for records of 2,403 animals, (922 males and 1,481 females). The effective size (Ne), coefficient of consanguinity (F) and average relatedness coefficient (AR) individuals, effective size of founders and ancestors (fa and fe), generation interval (IEG), integrity of pedigrees and Wright’s F statistics have been estimated. We could observe the occurrence of loss of original genetic material and the intensive use of related animals among the sheep. The obtained generation interval average for males was satisfactory, although for females the averages had lower magnitudes. The estimated AR medium rates had few variations in population, except for the first five years of record. We could observe subdivision in population due to the more intense use of some breeding animals causing genetic isolation among flock. Therefore, we came to the conclusion that this flock was in a critical situation during the period of this study, and it needs a focused administration in preservation and conservation / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a estrutura de uma população de ovinos da raça Morada Nova variedade branca no Estado do Ceará. Os dados foram provenientes do fichário de controle zootécnico do Projeto de Melhoramento de Ovinos da Raça Morada Nova variedade branca, do Departamento de Zootecnia, no período de 1970 a 1987, referentes a registros de 2403 animais, sendo 922 machos e 1481 fêmeas. Foram estimados o tamanho efetivo (Ne), coeficiente de consanguinidade (F) e parentesco médio (AR) dos indivíduos, tamanho efetivo de fundadores e de ancestrais (fa e fe), intervalo de gerações (IEG), integridade dos pedigrees e estatísticas F de Wright. Os resultados obtidos evidenciaram que houve ocorrência de perdas do material genético de origem e o uso intensivo de animais aparentados dentro do rebanho no período estudado. Para os machos, a média estimada do intervalo de geração foi satisfatória e, para as fêmeas, apresentou média inferior. Já, os valores médios estimados de AR sofreram pequenas variações na população, com exceção dos primeiros cinco anos de registro. Também, observou-se subdivisão na população, devido ao uso mais intenso de alguns reprodutores, proporcionando, assim, isolamento genético no rebanho. Portanto, concluiu-se que este rebanho de ovinos da raça Morada Nova variedade branca encontrava-se em estado crítico no período estudado, necessitando de gestão que possibilitasse a sua preservação e conservação

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Aechmea subgênero Ortgiesia apresenta 17 espécies, distribuídas no sul e sudeste do Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai. São espécies epífitas, rupícolas ou terrestres, ocorrendo desde o nível do mar até altas altitudes. Ortgiesia é um grupo característico da Mata Atlântica, região considerada um dos centros de diversidade para a família Bromeliaceae. O relacionamento interespecífico em Ortgiesia é pouco compreendido, assim como a distribuição da diversidade genética entre e dentro das espécies. Com o objetivo de contribuir para o entendimento dos processos responsáveis pela diversificação em Ortgiesia e pelo padrão de distribuição da variação genética, o presente estudo foi realizado, sendo dividido em quatro capítulos. No capítulo II o relacionamento interespecífico de Ortgiesia foi investigado utilizando marcadores moleculares AFLP (“Amplified Fragment Length Polymorphisms”). A evolução de caracteres morfológicoschave foi acessada, e padrões biogeográficos e a importância da hibridação para a evolução do subgênero foram discutidos. Três grupos genéticos principais de espécies proximamente relacionadas foram detectados, que de uma maneira geral puderam ser caracterizados pela cor das flores. Cor de pétala foi confirmada como um bom caratere taxonômico a ser usado na distinção de espécies dentro de Ortgiesia, enquanto tipo e forma da inflorescência mostrou-se homoplásico. O sul da Mata Atlântica foi considerado o centro de diversidade para Ortgiesia enquanto hibridação parece ser um fator importante na evolução do grupo. No capítulo III a diferenciação genética entre espécies de Ortgiesia com pétalas amarelas foi investigada, usando marcadores plastidiais e o gene nuclear phyC. Compartilhamento de haplótipos foi observado tanto no genoma nuclear como no plastidial. Os resultados sugerem que eventos de hibridação e separação incompleta das linhagens (polimorfismo ancestral) podem ser responsáveis pelo compartilhamento de haplótipos entre as linhagens de Ortgiesia. Ainda, nesse capítulo, áreas com maior diversidade genética foram identificadas no norte do estado de Santa Catarina, que podem ser consideradas como de grande valor evolutivo e conservacionista. Locos de microssatélites para o gênero Aechmea foram isolados pela primeira vez, conforme artigo no capítulo IV, com o objetivo de investigar aspectos da diversidade e estruturação genética de A. caudata e espécies relacionadas. Dez locos foram caracterizados, apresentando alta variação genética. Esses locos também amplificaram com sucesso em outras 21 espécies de bromélias, pertencentes a 12 gêneros, mostrando que serão úteis em estudos com inúmeros membros de Bromeliaceae. No capítulo V foi investigada a estruturação genética em populações de A. calyculata usando marcadores plastidiais, o gene nuclear phyC e microssatélites nucleares. Os resultados detectaram forte estruturação genética entre populações localizadas na Floresta Ombrófila Densa e na Semidescídua. A Mata de Araucária, que separa essas duas formações florestais no sul do Brasil, foi considerada como barreira ao fluxo gênico entre as populações de A. calyculata. A partir dos resultados encontrados na presente tese, foi observada, de uma maneira geral, baixa diferenciação genética interespecífica no subgênero Ortgiesia, apesar do uso de diferentes marcadores moleculares. Esse padrão pode ser explicado pela recente diversificação das linhagens do subgênero, aliado a retenção de polimorfismo ancestral e a ocorrência localizada de eventos de hibridação. O isolamento geográfico e de habitat foram identificados como os principais fatores da diversificação em Aechmea subgênero Ortgiesia. / Aechmea subgenus Ortgiesia presents 17 species distributed in south and southeastern Brazil, Argentina, Paraguay, and Uruguay. They are epiphytes, lithophytes, or terrestrials, occurring from sea level to high altitudes. Ortgiesia is a characteristic group from the Brazilian Atlantic rainforest, which is considered one of the diversity centers of family Bromeliaceae. The interspecific relationships in Ortgiesia are poorly understood, as well as the distribution of genetic diversity within and among species. With the objective to contribute to the understanding of the processes underlying the diversification in Ortgiesia and the patterns of genetic diversity distribution, the presented study was conducted and divided in four chapters. In chapter II the interspecific relationships in Ortgiesia were investigated using AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms) molecular markers. The evolution of key-morphological characters was examined and their taxonomic value discussed. We also discussed biogeographical patterns as well as the importance of hybridization for Ortgiesia evolution. Three main genetic groups were recovered, which could at broad scale be characterized by flower color. Petal color seems to be a good taxonomic character to be used to distinguish Ortgiesia species, while inflorescence type and shape were homoplasic. The southern region of Atlantic rainforest was considered the center of diversity for Ortgiesia and hybridization may have played an important role during the diversification of this group. At chapter III genetic differentiation of yellow flowered Ortgiesia species was investigated by using plastid markers and the nuclear gene phyC. The sharing of haplotypes was observed in both plastid and nuclear genomes. The results suggest that hybridization events and incomplete lineage sorting may be responsible for the haplotype sharing between Ortgiesia lineages. Still, in this chapter we identified areas with high genetic diversity as located at northern Santa Catarina state, which may be considered of conservation and evolutionary value. Microsatellite loci for genus Aechmea were isolated for the first time as described in the chapter IV, aiming to investigate genetic diversity and structure of A. caudata and related species. Ten loci were characterized, showing high genetic variation. These loci also amplified in other 21 bromeliads species, belonging to 12 genera, showing that they can be useful as well in other taxa of Bromeliaceae. In the chapter V the genetic structure of A. calyculata populations was assessed using plastid markers, phyC gene, and nuclear microsatellites. The results detected strong genetic differentiation between populations located at the ombrophilous and semi-deciduous forest. Araucaria forest, which separates these two forest formations in south Brazil, was considered as a barrier to gene flow between A. calyculata populations. The results obtained in the presented thesis showed shallow genetic interspecific differentiation in subgenus Ortgiesia, despite the use of different molecular markers. This pattern could be explained by the recent divergence of the lineages, allied to the persistence of ancestral polymorphism and localized hybridization events. Geographical and habitat isolation were identified as the main factors triggering the diversification process in Aechmea subgenus Ortgiesia.

Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) é o maior gênero em número de espécies de Iridaceae. Este gênero ocorre em todo o continente americano, com o centro de origem e distribuição na América do Sul. Aproximadamente 35% das espécies de Sisyrinchium possuem flores com elaióforos que podem produzir óleos lipídicos como recompensa aos polinizadores. Suas espécies apresentam ampla diversidade morfológica intra e inter-populacional tornando a taxonomia de Sisyrinchium extremamente complicada. Classificações morfológicas dividem o gênero em oito seções, no entanto, recentes estudos filogenéticos identificaram nove clados que pouco se assemelham com as classificações taxonômicas prévias. Dentre os clados de Sisyrinchium, é importante destacar o clado V, formado por pelo menos duas seções: Lenitium e Scirpeocaris. Todas as espécies pertencentes a este clado possuem tricomas produtores de óleos florais (elaióforos) localizados na coluna estaminal. Visando contribuir para o conhecimento da biologia e evolução das espécies de Sisyrinchium, este estudo teve por objetivo investigar a evolução e características genéticas e citogenéticas de diferentes espécies de Sisyrinchium pertencentes ao clado V, além de aspectos da biologia reprodutiva para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. Dados de ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foram obtidos para diferentes espécies do clado V de Sisyrinchium para acessar a variação genética, estrutura populacional e fluxo gênico entre espécies. Dados citogenéticos foram utilizados para determinar o número cromossômico destas espécies. Separadamente, S. sellowianum foi classificada em duas categorias morfológicas devido à variação das populações naturais observadas nesta espécie. Dados de ISSR, número cromossômico, morfologia e viabilidade polínica, além de aspectos reprodutivos foram utilizados para caracterizar as categorias morfológicas de S. sellowianum (CM-I e CM-II). Para o estudo de relacionamento filogenético entre as espécies do clado V de Sisyrinchium foi amostrado um número representativo de espécies com as características deste clado e amplificadas duas regiões de DNA, ITS (nuDNA) e trnQ-rps16(cpDNA). Do estudo filogenético, 4,37% dos caracteres foram filogeneticamente informativos, sendo a região ITS1 a mais informativa. As análises suportaram a monofilia das espécies S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum CM-II e S. scariosum. As demais espécies avaliadas não formaram grupos suportados. Os dados de ISSR indicam que as populações das diferentes espécies de Sisyrinchium encontram-se fortemente estruturadas (FST= θB= 0.51) e não apresentam correlação entre distância genética e geográfica. Três níveis de ploidia foram observados entre as espécies deste clado, com populações diploides (2n= 2x= 18), tetraploides (2n= 4x= 36) e hexaploides (2n= 6x= 54), sendo o número básico x = 9. As populações de S. sellowianum mostraram alta diferenciação genética (FST = 0.46, θB= 0.62). Em relação à distribuição da variação genética, foi observada maior variação intra-populacional (69%) que inter-populacional (31%) na CM-I, enquanto em CM-II, 61% da variação foi observada entre as populações e 39% intra-populacional. Também não foi observada correlação entre distância genética e geográfica para as populações de S. sellowianum. No entanto, uma correlação significativa foi observada entre distância genética e categoria morfológica das populações de S. sellowianum. Quanto ao número cromossômico, CM-I apresentou populações diploides (2n= 2x= 18) e tetraploides (2n= 4x= 36), enquanto CM-II apenas populações diploides (2n= 2x= 18). O estudo polínico revelou diferentes morfologias polínicas em cada categoria morfológica, além de correlação entre tamanho dos grãos de pólen e nível de ploidia na CM-I. As categorias morfológicas de S. sellowianum também se diferenciam em relação ao modo reprodutivo, CM-I é alógama, enquanto CM-II é autógama, não havendo formação de frutos em cruzamentos realizados entre as categorias morfológicas. A alta estruturação populacional pode ser explicada pela distância entre as populações, o que possivelmente reduz o fluxo gênico devido ao comportamento dos polinizadores. Os polinizadores descritos para as espécies de Sisyrinchium produtoras de óleos florais são abelhas coletoras de óleos da família Apidae, tribo Tapinotaspidini, as quais geralmente forrageiam áreas restritas. As categorias morfológicas de S. sellowianum são geneticamente e morfologicamente diferenciadas e refletem seus modos reprodutivos. Os resultados obtidos podem auxiliar na delimitação destas duas categorias morfológicas como duas espécies ou subespécies, o que foi fortemente suportado nas análises filogenéticas. A técnica de ISSR não foi capaz de discriminar as diferentes espécies de Sisyrinchium, assim como os dados obtidos de duas sequências de DNA, os quais discriminaram apenas algumas espécies. Estes estudos indicam que dados genéticos sozinhos não são capazes de delimitar as espécies deste clado, tornando necessária a utilização de diferentes técnicas e abordagens para obter dados evolutivos e de relacionamento filogenético mais acurado, como os gerados para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. / Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) is the largest in number of species of Iridaceae. This genus occurs throughout the American continent, with the center of origin and distribution in South America. Approximately 35% of Sisyrinchium species have flowers with elaiophores that can produce lipid oils as a reward to pollinators. Its species have a wide morphological diversity within and among populations making the taxonomy of Sisyrinchium extremely complicated. Morphological classifications proposed eigth sections to genus, however, recent phylogenetic studies identified nine clades do not correspond to the previous taxonomic classifications. Among the clades of Sisyrinchium, it is important to highlight the clade V, formed by at least two sections: Lenitium and Scirpeocaris. All species belonging to this clade possess trichomes producers of floral oils (elaiophores) located in the staminal column. Aiming to contribute for the understanding of the biology and evolution of Sisyrinchium species, this study investigated the evolution and genetic plus cytogenetic traits of different species belonging to the clade V, and aspects of reproductive biology for the two morphological categories of S. sellowianum. ISSR data were obtained for the different species of Sisyrinchium clade V in order to assess genetic variation, population structure and gene flow among species. Cytogenetic data were used to determine the chromosome number of these species. Separately, S. sellowianum was classified into two categories due to morphological variation in natural populations observed in this species. ISSR data, chromosome number, morphology and viability pollen plus reproductive parameters were used to characterize the morphological categories of S. sellowianum (MC-I and MC-II). To evidence the phylogenetic relationships among species of Sisyrinchium of clade V a representative number of species was sampled with the characteristics of this clade and amplified two DNA regions, ITS (nuDNA) and trnQ-rps16 (cpDNA). Concerning the phylogenetic study, 4.37% of the characters were phylogenetically informative, with the ITS1 the most informative. The analysis supported the monophyly of the species S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum MC-II and S. scariosum. The other species did not form supported groups. ISSR data indicate that populations of different species of Sisyrinchium are strongly structured (FST= θB= 0.51) and no correlation between genetic and geographic distances. Three ploidy levels were observed among species of this clade, with diploid (2n= 2x= 18), tetraploid (2n= 4x= 36) and hexaploid (2n= 6x= 54) populations, with the basic number x = 9. The populations of S. sellowianum showed high genetic differentiation (FST = 0.46, θB= 0.62). Regarding the distribution of genetic variation, greater intra-population variation (69%) that inter-population (31%) was observed in MC-I, while the MC-II, 61% of the variation was observed among populations and 39% intra-population. Also no correlation between genetic and geographic distance was observed for the populations of S. sellowianum. However, a significant correlation between genetic distance and morphological category of the populations of S. sellowianum was observed. Regarding the chromosome number, MC-I showed diploid (2n= 2x= 18) and tetraploid (2n= 4x= 36) populations, while MC-II only diploid (2n= 2x= 18) populations. The pollen study revealed different pollen morphologies in each morphological category, and correlation between pollen pollen size and ploidy level in MC-I. Morphological categories of S. sellowianum also differ in relation to the reproductive mode, MC-I is alogamous, while MC-II is autogamous, with no fruit development in crosses made between morphological categories. The high population structure can be explained by distance among populations, which possibly reduces gene flow due to the behavior of pollinators. Pollinators described for the species of Sisyrinchium producing floral oils are oil-bees of the family Apidae, tribe Tapinotaspidini, which generally restricted foraging areas. Morphological categories of S. sellowianum are genetically and morphologically differentiated and reflect their mating systems. The results can assist in the delimitation of two morphological categories such as two species or subspecies, which was supported highly in phylogenetic analysis. The ISSR technique was not able to discriminate different species of Sisyrinchium, as well as the data obtained by the two DNA sequences, which discriminate only a few species. These studies suggest that genetic data alone are not able to delimit species of this clade, making necessary the use of different techniques and approaches to obtain evolutionary and phylogenetic relationship more accurate, as those generated for the two morphological categories of S. sellowianum.

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Aechmea subgênero Ortgiesia apresenta 17 espécies, distribuídas no sul e sudeste do Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai. São espécies epífitas, rupícolas ou terrestres, ocorrendo desde o nível do mar até altas altitudes. Ortgiesia é um grupo característico da Mata Atlântica, região considerada um dos centros de diversidade para a família Bromeliaceae. O relacionamento interespecífico em Ortgiesia é pouco compreendido, assim como a distribuição da diversidade genética entre e dentro das espécies. Com o objetivo de contribuir para o entendimento dos processos responsáveis pela diversificação em Ortgiesia e pelo padrão de distribuição da variação genética, o presente estudo foi realizado, sendo dividido em quatro capítulos. No capítulo II o relacionamento interespecífico de Ortgiesia foi investigado utilizando marcadores moleculares AFLP (“Amplified Fragment Length Polymorphisms”). A evolução de caracteres morfológicoschave foi acessada, e padrões biogeográficos e a importância da hibridação para a evolução do subgênero foram discutidos. Três grupos genéticos principais de espécies proximamente relacionadas foram detectados, que de uma maneira geral puderam ser caracterizados pela cor das flores. Cor de pétala foi confirmada como um bom caratere taxonômico a ser usado na distinção de espécies dentro de Ortgiesia, enquanto tipo e forma da inflorescência mostrou-se homoplásico. O sul da Mata Atlântica foi considerado o centro de diversidade para Ortgiesia enquanto hibridação parece ser um fator importante na evolução do grupo. No capítulo III a diferenciação genética entre espécies de Ortgiesia com pétalas amarelas foi investigada, usando marcadores plastidiais e o gene nuclear phyC. Compartilhamento de haplótipos foi observado tanto no genoma nuclear como no plastidial. Os resultados sugerem que eventos de hibridação e separação incompleta das linhagens (polimorfismo ancestral) podem ser responsáveis pelo compartilhamento de haplótipos entre as linhagens de Ortgiesia. Ainda, nesse capítulo, áreas com maior diversidade genética foram identificadas no norte do estado de Santa Catarina, que podem ser consideradas como de grande valor evolutivo e conservacionista. Locos de microssatélites para o gênero Aechmea foram isolados pela primeira vez, conforme artigo no capítulo IV, com o objetivo de investigar aspectos da diversidade e estruturação genética de A. caudata e espécies relacionadas. Dez locos foram caracterizados, apresentando alta variação genética. Esses locos também amplificaram com sucesso em outras 21 espécies de bromélias, pertencentes a 12 gêneros, mostrando que serão úteis em estudos com inúmeros membros de Bromeliaceae. No capítulo V foi investigada a estruturação genética em populações de A. calyculata usando marcadores plastidiais, o gene nuclear phyC e microssatélites nucleares. Os resultados detectaram forte estruturação genética entre populações localizadas na Floresta Ombrófila Densa e na Semidescídua. A Mata de Araucária, que separa essas duas formações florestais no sul do Brasil, foi considerada como barreira ao fluxo gênico entre as populações de A. calyculata. A partir dos resultados encontrados na presente tese, foi observada, de uma maneira geral, baixa diferenciação genética interespecífica no subgênero Ortgiesia, apesar do uso de diferentes marcadores moleculares. Esse padrão pode ser explicado pela recente diversificação das linhagens do subgênero, aliado a retenção de polimorfismo ancestral e a ocorrência localizada de eventos de hibridação. O isolamento geográfico e de habitat foram identificados como os principais fatores da diversificação em Aechmea subgênero Ortgiesia. / Aechmea subgenus Ortgiesia presents 17 species distributed in south and southeastern Brazil, Argentina, Paraguay, and Uruguay. They are epiphytes, lithophytes, or terrestrials, occurring from sea level to high altitudes. Ortgiesia is a characteristic group from the Brazilian Atlantic rainforest, which is considered one of the diversity centers of family Bromeliaceae. The interspecific relationships in Ortgiesia are poorly understood, as well as the distribution of genetic diversity within and among species. With the objective to contribute to the understanding of the processes underlying the diversification in Ortgiesia and the patterns of genetic diversity distribution, the presented study was conducted and divided in four chapters. In chapter II the interspecific relationships in Ortgiesia were investigated using AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms) molecular markers. The evolution of key-morphological characters was examined and their taxonomic value discussed. We also discussed biogeographical patterns as well as the importance of hybridization for Ortgiesia evolution. Three main genetic groups were recovered, which could at broad scale be characterized by flower color. Petal color seems to be a good taxonomic character to be used to distinguish Ortgiesia species, while inflorescence type and shape were homoplasic. The southern region of Atlantic rainforest was considered the center of diversity for Ortgiesia and hybridization may have played an important role during the diversification of this group. At chapter III genetic differentiation of yellow flowered Ortgiesia species was investigated by using plastid markers and the nuclear gene phyC. The sharing of haplotypes was observed in both plastid and nuclear genomes. The results suggest that hybridization events and incomplete lineage sorting may be responsible for the haplotype sharing between Ortgiesia lineages. Still, in this chapter we identified areas with high genetic diversity as located at northern Santa Catarina state, which may be considered of conservation and evolutionary value. Microsatellite loci for genus Aechmea were isolated for the first time as described in the chapter IV, aiming to investigate genetic diversity and structure of A. caudata and related species. Ten loci were characterized, showing high genetic variation. These loci also amplified in other 21 bromeliads species, belonging to 12 genera, showing that they can be useful as well in other taxa of Bromeliaceae. In the chapter V the genetic structure of A. calyculata populations was assessed using plastid markers, phyC gene, and nuclear microsatellites. The results detected strong genetic differentiation between populations located at the ombrophilous and semi-deciduous forest. Araucaria forest, which separates these two forest formations in south Brazil, was considered as a barrier to gene flow between A. calyculata populations. The results obtained in the presented thesis showed shallow genetic interspecific differentiation in subgenus Ortgiesia, despite the use of different molecular markers. This pattern could be explained by the recent divergence of the lineages, allied to the persistence of ancestral polymorphism and localized hybridization events. Geographical and habitat isolation were identified as the main factors triggering the diversification process in Aechmea subgenus Ortgiesia.

Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) é o maior gênero em número de espécies de Iridaceae. Este gênero ocorre em todo o continente americano, com o centro de origem e distribuição na América do Sul. Aproximadamente 35% das espécies de Sisyrinchium possuem flores com elaióforos que podem produzir óleos lipídicos como recompensa aos polinizadores. Suas espécies apresentam ampla diversidade morfológica intra e inter-populacional tornando a taxonomia de Sisyrinchium extremamente complicada. Classificações morfológicas dividem o gênero em oito seções, no entanto, recentes estudos filogenéticos identificaram nove clados que pouco se assemelham com as classificações taxonômicas prévias. Dentre os clados de Sisyrinchium, é importante destacar o clado V, formado por pelo menos duas seções: Lenitium e Scirpeocaris. Todas as espécies pertencentes a este clado possuem tricomas produtores de óleos florais (elaióforos) localizados na coluna estaminal. Visando contribuir para o conhecimento da biologia e evolução das espécies de Sisyrinchium, este estudo teve por objetivo investigar a evolução e características genéticas e citogenéticas de diferentes espécies de Sisyrinchium pertencentes ao clado V, além de aspectos da biologia reprodutiva para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. Dados de ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foram obtidos para diferentes espécies do clado V de Sisyrinchium para acessar a variação genética, estrutura populacional e fluxo gênico entre espécies. Dados citogenéticos foram utilizados para determinar o número cromossômico destas espécies. Separadamente, S. sellowianum foi classificada em duas categorias morfológicas devido à variação das populações naturais observadas nesta espécie. Dados de ISSR, número cromossômico, morfologia e viabilidade polínica, além de aspectos reprodutivos foram utilizados para caracterizar as categorias morfológicas de S. sellowianum (CM-I e CM-II). Para o estudo de relacionamento filogenético entre as espécies do clado V de Sisyrinchium foi amostrado um número representativo de espécies com as características deste clado e amplificadas duas regiões de DNA, ITS (nuDNA) e trnQ-rps16(cpDNA). Do estudo filogenético, 4,37% dos caracteres foram filogeneticamente informativos, sendo a região ITS1 a mais informativa. As análises suportaram a monofilia das espécies S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum CM-II e S. scariosum. As demais espécies avaliadas não formaram grupos suportados. Os dados de ISSR indicam que as populações das diferentes espécies de Sisyrinchium encontram-se fortemente estruturadas (FST= θB= 0.51) e não apresentam correlação entre distância genética e geográfica. Três níveis de ploidia foram observados entre as espécies deste clado, com populações diploides (2n= 2x= 18), tetraploides (2n= 4x= 36) e hexaploides (2n= 6x= 54), sendo o número básico x = 9. As populações de S. sellowianum mostraram alta diferenciação genética (FST = 0.46, θB= 0.62). Em relação à distribuição da variação genética, foi observada maior variação intra-populacional (69%) que inter-populacional (31%) na CM-I, enquanto em CM-II, 61% da variação foi observada entre as populações e 39% intra-populacional. Também não foi observada correlação entre distância genética e geográfica para as populações de S. sellowianum. No entanto, uma correlação significativa foi observada entre distância genética e categoria morfológica das populações de S. sellowianum. Quanto ao número cromossômico, CM-I apresentou populações diploides (2n= 2x= 18) e tetraploides (2n= 4x= 36), enquanto CM-II apenas populações diploides (2n= 2x= 18). O estudo polínico revelou diferentes morfologias polínicas em cada categoria morfológica, além de correlação entre tamanho dos grãos de pólen e nível de ploidia na CM-I. As categorias morfológicas de S. sellowianum também se diferenciam em relação ao modo reprodutivo, CM-I é alógama, enquanto CM-II é autógama, não havendo formação de frutos em cruzamentos realizados entre as categorias morfológicas. A alta estruturação populacional pode ser explicada pela distância entre as populações, o que possivelmente reduz o fluxo gênico devido ao comportamento dos polinizadores. Os polinizadores descritos para as espécies de Sisyrinchium produtoras de óleos florais são abelhas coletoras de óleos da família Apidae, tribo Tapinotaspidini, as quais geralmente forrageiam áreas restritas. As categorias morfológicas de S. sellowianum são geneticamente e morfologicamente diferenciadas e refletem seus modos reprodutivos. Os resultados obtidos podem auxiliar na delimitação destas duas categorias morfológicas como duas espécies ou subespécies, o que foi fortemente suportado nas análises filogenéticas. A técnica de ISSR não foi capaz de discriminar as diferentes espécies de Sisyrinchium, assim como os dados obtidos de duas sequências de DNA, os quais discriminaram apenas algumas espécies. Estes estudos indicam que dados genéticos sozinhos não são capazes de delimitar as espécies deste clado, tornando necessária a utilização de diferentes técnicas e abordagens para obter dados evolutivos e de relacionamento filogenético mais acurado, como os gerados para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. / Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) is the largest in number of species of Iridaceae. This genus occurs throughout the American continent, with the center of origin and distribution in South America. Approximately 35% of Sisyrinchium species have flowers with elaiophores that can produce lipid oils as a reward to pollinators. Its species have a wide morphological diversity within and among populations making the taxonomy of Sisyrinchium extremely complicated. Morphological classifications proposed eigth sections to genus, however, recent phylogenetic studies identified nine clades do not correspond to the previous taxonomic classifications. Among the clades of Sisyrinchium, it is important to highlight the clade V, formed by at least two sections: Lenitium and Scirpeocaris. All species belonging to this clade possess trichomes producers of floral oils (elaiophores) located in the staminal column. Aiming to contribute for the understanding of the biology and evolution of Sisyrinchium species, this study investigated the evolution and genetic plus cytogenetic traits of different species belonging to the clade V, and aspects of reproductive biology for the two morphological categories of S. sellowianum. ISSR data were obtained for the different species of Sisyrinchium clade V in order to assess genetic variation, population structure and gene flow among species. Cytogenetic data were used to determine the chromosome number of these species. Separately, S. sellowianum was classified into two categories due to morphological variation in natural populations observed in this species. ISSR data, chromosome number, morphology and viability pollen plus reproductive parameters were used to characterize the morphological categories of S. sellowianum (MC-I and MC-II). To evidence the phylogenetic relationships among species of Sisyrinchium of clade V a representative number of species was sampled with the characteristics of this clade and amplified two DNA regions, ITS (nuDNA) and trnQ-rps16 (cpDNA). Concerning the phylogenetic study, 4.37% of the characters were phylogenetically informative, with the ITS1 the most informative. The analysis supported the monophyly of the species S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum MC-II and S. scariosum. The other species did not form supported groups. ISSR data indicate that populations of different species of Sisyrinchium are strongly structured (FST= θB= 0.51) and no correlation between genetic and geographic distances. Three ploidy levels were observed among species of this clade, with diploid (2n= 2x= 18), tetraploid (2n= 4x= 36) and hexaploid (2n= 6x= 54) populations, with the basic number x = 9. The populations of S. sellowianum showed high genetic differentiation (FST = 0.46, θB= 0.62). Regarding the distribution of genetic variation, greater intra-population variation (69%) that inter-population (31%) was observed in MC-I, while the MC-II, 61% of the variation was observed among populations and 39% intra-population. Also no correlation between genetic and geographic distance was observed for the populations of S. sellowianum. However, a significant correlation between genetic distance and morphological category of the populations of S. sellowianum was observed. Regarding the chromosome number, MC-I showed diploid (2n= 2x= 18) and tetraploid (2n= 4x= 36) populations, while MC-II only diploid (2n= 2x= 18) populations. The pollen study revealed different pollen morphologies in each morphological category, and correlation between pollen pollen size and ploidy level in MC-I. Morphological categories of S. sellowianum also differ in relation to the reproductive mode, MC-I is alogamous, while MC-II is autogamous, with no fruit development in crosses made between morphological categories. The high population structure can be explained by distance among populations, which possibly reduces gene flow due to the behavior of pollinators. Pollinators described for the species of Sisyrinchium producing floral oils are oil-bees of the family Apidae, tribe Tapinotaspidini, which generally restricted foraging areas. Morphological categories of S. sellowianum are genetically and morphologically differentiated and reflect their mating systems. The results can assist in the delimitation of two morphological categories such as two species or subspecies, which was supported highly in phylogenetic analysis. The ISSR technique was not able to discriminate different species of Sisyrinchium, as well as the data obtained by the two DNA sequences, which discriminate only a few species. These studies suggest that genetic data alone are not able to delimit species of this clade, making necessary the use of different techniques and approaches to obtain evolutionary and phylogenetic relationship more accurate, as those generated for the two morphological categories of S. sellowianum.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-21T14:40:33Z No. of bitstreams: 1 2012_ MarcelaVersianiVenancioPires.pdf: 832777 bytes, checksum: f5f19b9567603c3e584148e9ad0de9a5 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2012-09-24T13:26:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_ MarcelaVersianiVenancioPires.pdf: 832777 bytes, checksum: f5f19b9567603c3e584148e9ad0de9a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-24T13:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_ MarcelaVersianiVenancioPires.pdf: 832777 bytes, checksum: f5f19b9567603c3e584148e9ad0de9a5 (MD5) / Os frutos das espécies nativas do cerrado oferecem um elevado valor nutricional, além de atrativos sensoriais como, cor, sabor e aroma peculiares e intensos, ainda pouco explorados comercialmente. O baru (Dipteryx alata Vog.), árvore da família Leguminosae, é uma fruteira amplamente disseminada no Cerrado. O araticum (Annona crassiflora Mart.) é uma espécie frutífera da família Annonaceae, nativa da região do Cerrado, muito estudada atualmente em diversas áreas. Os objetivos deste estudo foram: a) estudar a variabilidade genética de acessos de baru com base em características morfológicas e com base em análise de DNA por marcadores moleculares RAPD e Microssatélites; b) estudar a variabilidade genética da coleção de trabalho de acessos de araticum, utilizando características morfológicas e marcadores moleculares RAPD e Microssatélites. Folhas de 10 acessos de baru e 18 acessos de araticum da coleção de trabalho da Embrapa Cerrados foram coletadas e o DNA genômico extraído utilizando o método do CTAB, com modificações. Amostras de DNA de cada material genético foram amplificadas via Reação em Cadeia da Polimerase para obtenção de marcadores moleculares RAPD e Microssatélites. Foram avaliadas 15 características morfológicas quantitativas do baru e 23 características morfológicas categóricas de baru e de araticum. As análises das amostras de DNA demonstraram grande diversidade genética entre os acessos. Os trabalhos de caracterização morfológica e molecular mostraram a importância dos diferentes grupos de características para avaliar a variabilidade genética dos acessos.Observou-se que o ambiente pode ter interferido muito nas características morfológicas dos acessos. Estudos de variabilidade genética utilizando apenas características morfológicas avaliadas in situ podem não ser adequados devido à grande influência ambiental sobre tais características. Os acessos de baru e araticum avaliados são importantes fontes de variabilidade para enriquecimento da atual coleção de trabalho da Embrapa Cerrados. Os resultados obtidos nesse trabalho sugerem que a análise das progênies ou de matrizes clonadas em diferentes ambientes assume importância estratégica para futuros estudos de caracterização morfo-agronômica de germoplasma. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The fruits of native species of the Brazilian Savanna offer a high nutritional value, as well as attractive color, flavor and intense aroma. Most of these species were not exploited commercially. The baru (Dipteryx alataVog.) is a fruit widely disseminated in the Brazilian Savanna. Araticum (Annona crassiflora Mart.) is an Annonaceae fruit, native in the Brazilian Savanna region, nowadays widely studied in several areas. The objectives of this work were: a) to analyze the genetic variability of baru accessions based on morphological characteristics and on DNA analysis using RAPD and microsatellite markers; b) studying the genetic variability of the araticum germplasm collections, using morphological and RAPD and microsatellites molecular markers. Young leaves of 10 baru and 18 araticum accessions from Embrapa Cerrados collections were collected and used to genomic DNA extractions using the CTAB method, with modifications. DNA samples from each genetic material were amplified by Polymerase Chain Reaction for obtaining. Fifteen quantitative and 23 categorical morphological characteristics were used to analyze baru and araticum genetic variability.DNA analyzes showed high genetic diversity among baru and araticum accessions. The characterization using morphological and molecular markers showed the importance of different types of characteristics to evaluate the genetic variability of accessions. It was observed that the environment may have high interference on morphological characteristics of the accessions. Genetic variability studies using only morphological characteristics assessed in situ may not be effective due to the large environmental influence on these phenotypic characteristics. The baru and araticum accessions evaluated in these work are important sources of variability to enlarge the current Embrapa Cerrados collections. The present results suggest that analysis of accessions (progeny or cloned plants)in different environment shave strategic importance for future studies of morpho-agronomic germplasm characterization.

Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) é o maior gênero em número de espécies de Iridaceae. Este gênero ocorre em todo o continente americano, com o centro de origem e distribuição na América do Sul. Aproximadamente 35% das espécies de Sisyrinchium possuem flores com elaióforos que podem produzir óleos lipídicos como recompensa aos polinizadores. Suas espécies apresentam ampla diversidade morfológica intra e inter-populacional tornando a taxonomia de Sisyrinchium extremamente complicada. Classificações morfológicas dividem o gênero em oito seções, no entanto, recentes estudos filogenéticos identificaram nove clados que pouco se assemelham com as classificações taxonômicas prévias. Dentre os clados de Sisyrinchium, é importante destacar o clado V, formado por pelo menos duas seções: Lenitium e Scirpeocaris. Todas as espécies pertencentes a este clado possuem tricomas produtores de óleos florais (elaióforos) localizados na coluna estaminal. Visando contribuir para o conhecimento da biologia e evolução das espécies de Sisyrinchium, este estudo teve por objetivo investigar a evolução e características genéticas e citogenéticas de diferentes espécies de Sisyrinchium pertencentes ao clado V, além de aspectos da biologia reprodutiva para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. Dados de ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foram obtidos para diferentes espécies do clado V de Sisyrinchium para acessar a variação genética, estrutura populacional e fluxo gênico entre espécies. Dados citogenéticos foram utilizados para determinar o número cromossômico destas espécies. Separadamente, S. sellowianum foi classificada em duas categorias morfológicas devido à variação das populações naturais observadas nesta espécie. Dados de ISSR, número cromossômico, morfologia e viabilidade polínica, além de aspectos reprodutivos foram utilizados para caracterizar as categorias morfológicas de S. sellowianum (CM-I e CM-II). Para o estudo de relacionamento filogenético entre as espécies do clado V de Sisyrinchium foi amostrado um número representativo de espécies com as características deste clado e amplificadas duas regiões de DNA, ITS (nuDNA) e trnQ-rps16(cpDNA). Do estudo filogenético, 4,37% dos caracteres foram filogeneticamente informativos, sendo a região ITS1 a mais informativa. As análises suportaram a monofilia das espécies S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum CM-II e S. scariosum. As demais espécies avaliadas não formaram grupos suportados. Os dados de ISSR indicam que as populações das diferentes espécies de Sisyrinchium encontram-se fortemente estruturadas (FST= θB= 0.51) e não apresentam correlação entre distância genética e geográfica. Três níveis de ploidia foram observados entre as espécies deste clado, com populações diploides (2n= 2x= 18), tetraploides (2n= 4x= 36) e hexaploides (2n= 6x= 54), sendo o número básico x = 9. As populações de S. sellowianum mostraram alta diferenciação genética (FST = 0.46, θB= 0.62). Em relação à distribuição da variação genética, foi observada maior variação intra-populacional (69%) que inter-populacional (31%) na CM-I, enquanto em CM-II, 61% da variação foi observada entre as populações e 39% intra-populacional. Também não foi observada correlação entre distância genética e geográfica para as populações de S. sellowianum. No entanto, uma correlação significativa foi observada entre distância genética e categoria morfológica das populações de S. sellowianum. Quanto ao número cromossômico, CM-I apresentou populações diploides (2n= 2x= 18) e tetraploides (2n= 4x= 36), enquanto CM-II apenas populações diploides (2n= 2x= 18). O estudo polínico revelou diferentes morfologias polínicas em cada categoria morfológica, além de correlação entre tamanho dos grãos de pólen e nível de ploidia na CM-I. As categorias morfológicas de S. sellowianum também se diferenciam em relação ao modo reprodutivo, CM-I é alógama, enquanto CM-II é autógama, não havendo formação de frutos em cruzamentos realizados entre as categorias morfológicas. A alta estruturação populacional pode ser explicada pela distância entre as populações, o que possivelmente reduz o fluxo gênico devido ao comportamento dos polinizadores. Os polinizadores descritos para as espécies de Sisyrinchium produtoras de óleos florais são abelhas coletoras de óleos da família Apidae, tribo Tapinotaspidini, as quais geralmente forrageiam áreas restritas. As categorias morfológicas de S. sellowianum são geneticamente e morfologicamente diferenciadas e refletem seus modos reprodutivos. Os resultados obtidos podem auxiliar na delimitação destas duas categorias morfológicas como duas espécies ou subespécies, o que foi fortemente suportado nas análises filogenéticas. A técnica de ISSR não foi capaz de discriminar as diferentes espécies de Sisyrinchium, assim como os dados obtidos de duas sequências de DNA, os quais discriminaram apenas algumas espécies. Estes estudos indicam que dados genéticos sozinhos não são capazes de delimitar as espécies deste clado, tornando necessária a utilização de diferentes técnicas e abordagens para obter dados evolutivos e de relacionamento filogenético mais acurado, como os gerados para as duas categorias morfológicas de S. sellowianum. / Sisyrinchium (Sisyrinchieae: Iridoideae: Iridaceae) is the largest in number of species of Iridaceae. This genus occurs throughout the American continent, with the center of origin and distribution in South America. Approximately 35% of Sisyrinchium species have flowers with elaiophores that can produce lipid oils as a reward to pollinators. Its species have a wide morphological diversity within and among populations making the taxonomy of Sisyrinchium extremely complicated. Morphological classifications proposed eigth sections to genus, however, recent phylogenetic studies identified nine clades do not correspond to the previous taxonomic classifications. Among the clades of Sisyrinchium, it is important to highlight the clade V, formed by at least two sections: Lenitium and Scirpeocaris. All species belonging to this clade possess trichomes producers of floral oils (elaiophores) located in the staminal column. Aiming to contribute for the understanding of the biology and evolution of Sisyrinchium species, this study investigated the evolution and genetic plus cytogenetic traits of different species belonging to the clade V, and aspects of reproductive biology for the two morphological categories of S. sellowianum. ISSR data were obtained for the different species of Sisyrinchium clade V in order to assess genetic variation, population structure and gene flow among species. Cytogenetic data were used to determine the chromosome number of these species. Separately, S. sellowianum was classified into two categories due to morphological variation in natural populations observed in this species. ISSR data, chromosome number, morphology and viability pollen plus reproductive parameters were used to characterize the morphological categories of S. sellowianum (MC-I and MC-II). To evidence the phylogenetic relationships among species of Sisyrinchium of clade V a representative number of species was sampled with the characteristics of this clade and amplified two DNA regions, ITS (nuDNA) and trnQ-rps16 (cpDNA). Concerning the phylogenetic study, 4.37% of the characters were phylogenetically informative, with the ITS1 the most informative. The analysis supported the monophyly of the species S. commutatum, S. setaceum, S. sellowianum MC-II and S. scariosum. The other species did not form supported groups. ISSR data indicate that populations of different species of Sisyrinchium are strongly structured (FST= θB= 0.51) and no correlation between genetic and geographic distances. Three ploidy levels were observed among species of this clade, with diploid (2n= 2x= 18), tetraploid (2n= 4x= 36) and hexaploid (2n= 6x= 54) populations, with the basic number x = 9. The populations of S. sellowianum showed high genetic differentiation (FST = 0.46, θB= 0.62). Regarding the distribution of genetic variation, greater intra-population variation (69%) that inter-population (31%) was observed in MC-I, while the MC-II, 61% of the variation was observed among populations and 39% intra-population. Also no correlation between genetic and geographic distance was observed for the populations of S. sellowianum. However, a significant correlation between genetic distance and morphological category of the populations of S. sellowianum was observed. Regarding the chromosome number, MC-I showed diploid (2n= 2x= 18) and tetraploid (2n= 4x= 36) populations, while MC-II only diploid (2n= 2x= 18) populations. The pollen study revealed different pollen morphologies in each morphological category, and correlation between pollen pollen size and ploidy level in MC-I. Morphological categories of S. sellowianum also differ in relation to the reproductive mode, MC-I is alogamous, while MC-II is autogamous, with no fruit development in crosses made between morphological categories. The high population structure can be explained by distance among populations, which possibly reduces gene flow due to the behavior of pollinators. Pollinators described for the species of Sisyrinchium producing floral oils are oil-bees of the family Apidae, tribe Tapinotaspidini, which generally restricted foraging areas. Morphological categories of S. sellowianum are genetically and morphologically differentiated and reflect their mating systems. The results can assist in the delimitation of two morphological categories such as two species or subspecies, which was supported highly in phylogenetic analysis. The ISSR technique was not able to discriminate different species of Sisyrinchium, as well as the data obtained by the two DNA sequences, which discriminate only a few species. These studies suggest that genetic data alone are not able to delimit species of this clade, making necessary the use of different techniques and approaches to obtain evolutionary and phylogenetic relationship more accurate, as those generated for the two morphological categories of S. sellowianum.