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One of the factors that affect the post-harvest behavior of seeds is provenance. Different geographical locations are characterised by different environmental conditions, hence, plant materials harvested from different locations may respond differently to laboratoryinduced stresses. The aim of the present study was to assess the role that provenance plays on the degree of recalcitrance of a single species – a factor that needs to be taken into consideration when choices are to be made for plant germplasm conservation. In this study, seeds of Trichilia dregeana, which have been shown to display recalcitrant post-harvest behavior, were harvested from four locations that were slightly different in climatic conditions: Mtunzini (MTZN), Durban (DBN), Pietermaritzburg (PMB) and Port Edward (P.ED), all within the KwaZulu-Natal province of South Africa. Clean seeds, whose aril and seed coat have been removed, were subjected to different drying and chilling stresses and their responses to the stresses are examined. Excised embryonic axes of the seeds were also subjected to flash (very rapid) drying and their responses to the stress are shown. Although the vegetation of these locations can be categorized as being sub-tropical, the present study suggests that there may be ‘degrees’ in the sub-tropical nature based on the rainfall and maximum temperature data. The ‘degree of sub-tropicality’ is suggested to be in the order MTZN > DBN > P.ED > PMB. Mean seed size assessed as seed length, width and fresh mass varied significantly across the four regions, with seeds from MTZN being the smallest and those from P.ED being the largest. The shedding water content of the embryonic axes of the seeds for 150 min. However, shoot production, root and shoot length and dry mass accumulation showed that axes of seeds from MTZN were the most adversely affected by rapid drying while those from PMB were the least sensitive. When clean whole seeds were dried slowly by burying in silica gel for 36 h, all seeds of the four provenances still retained more than 50% of their shedding water. MTZN seeds lost viability completely from the 24 h of slow drying while seeds from the other three locations retained some viability after 36 h. The order of survival of slow drying was MTZN < DBN < P.ED = PMB. Storage of cleaned whole seeds at chilling temperatures (3oC, 6oC and 16oC) caused increase in the water content of the embryonic axes of the seeds across the four locations. All seeds of the four provenances had lost more than 50% survival after they had been stored at 3oC for 10 weeks. Survival was completely lost from the 12th week for MTZN seeds, from the 14th week for DBN and P.ED seeds and from the 16th week for PMB seeds. There was no survival recorded for seeds across the four regions at the 18th week. The seeds were able to tolerate storage at 6oC for a little longer than those stored at 3oC. Only MTZN seeds completely lost viability at the 18th week; seeds from the other three locations retained some viability throughout the 18 weeks of storage. Storage at 16oC was the most tolerable, as all seeds from the four provenances maintained some viability until the 18th week in storage, with MTZN having the least survival and those from P.ED having the highest survival. Phylogenetic analysis of the internal transcribed spacer (ITS) region of the DBN and PMB samples showed intraspecific levels of genetic variation, and were separated by a genetic distance of 0.9%, an indicator that differences in storage behavior, chilling and desiccation sensitivity between seeds obtained from different collection localities may be genetically based. This study showed that MTZN seeds were the most sensitive, while seeds from PMB and P.ED were the most tolerant, to drying and chilling treatments, respectively. The prevailing climatic conditions may have a bearing on the responses observed in this study. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Westville, 2011.

Espécies com ampla distribuição geográfica e ecológica podem possuir adaptações locais como consequência de pressões de seleção diferenciadas e específicas para cada habitat ocupado, originando ecótipos. Além de contribuir para a identificação e quantificação de adaptações em estudos evolutivos, o estudo de ecótipos pode ser fundamental para a conservação e a restauração ecológica de florestas tropicais. Dessa forma, esse trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a contribuição de adaptações locais e da plasticidade em sementes e plântulas para a ocorrência das espécies de palmeira Euterpe edulis e Syagrus romanzoffiana em parcelas permanentes inseridas em diferentes formações florestais do Estado de São Paulo. Foram estudadas populações de E. edulis presentes na Floresta Estacional Semidecidual da Estação Ecológica dos Caetetus, na Floresta Ombrófila Densa do Parque Estadual de Carlos Botelho e na Floresta de Restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso, e populações de S. romanzoffiana presentes nas áreas de Floresta Estacional Semidecidual e de Floresta de Restinga já citadas e no Cerradão da Estação Ecológica de Assis. Foram avaliados o tamanho, a produção, a maturação e a germinação de sementes produzidas pelas populações de ambas as espécies, a predação de sementes de S. romanzoffiana na fase pré-dispersão por larvas do coleóptero Revena rubiginosa, e a contribuição de adaptações locais e da plasticidade, em experimentos de transplante recíproco e de jardim comum, no estabelecimento de plântulas de E. edulis e no crescimento de juvenis de populações de ambas as espécies. Houve significativa variação no tamanho e no número de sementes produzido entre as populações dessas espécies e entre os anos de 2008 e 2009 para E. edulis, além de diferenças acentuadas na maturação e na germinação dessas sementes. A predação de sementes de S. romanzoffiana na fase pré-dispersão atingiu cerca de 70% em todas as formações florestais, e roedores não discriminaram entre endocarpos íntegros e infestados por larvas durante a predação de sementes na fase pós-dispersão. A ocorrência de E. edulis na Floresta Ombrófila Densa e na Floresta Estacional Semidecidual é favorecida pela presença de adaptações locais no estabelecimento de plântulas, ao passo que a ocorrência dessa espécie na Floresta de Restinga é favorecida por adaptações locais no crescimento de juvenis. Embora não tenham sido observadas adaptações locais para o crescimento de juvenis de S. romanzoffiana no transplante recíproco, os indivíduos do experimento de jardim comum produzidos com sementes do Cerradão apresentaram maior crescimento que os juvenis das demais procedências, indicando a existência de divergência genética adaptativa. Dessa forma, tanto E. edulis como S. romanzoffiana necessitam superar limitações específicas para a reprodução nas diferentes formações florestais estudadas, sendo tais limitações resultado direto da pressão de seleção diferenciada entre esses habitats e que podem ter resultado na origem de ecótipos e de diferenças de crescimento. Assim, esses resultados apontam que sementes e plântulas de espécies arbóreas nativas devem ser coletadas e utilizadas na mesma formação florestal a ser 10 submetida às ações de conservação e restauração ecológica, dada as evidências de adaptações locais para essas duas espécies de palmeira. / Species with wide geographical and ecological distribution may have local adaptations as consequence of the differentiated and specific selective pressures in each occupied habitat, originating ecotypes. Although contributing for adaptations identification and quantification in evolutionary studies, researches about ecotypes formation may be fundamental for the success of tropical forest conservation and restoration ecology. Therefore, this work was conducted with the objective of evaluating the contributions of local adaptation and plasticity in seeds and seedlings for the occurrence of the palm species Euterpe edulis and Syagrus romanzoffiana in permanent parcels inserted in different forest types of the São Paulo State. It were studied E. edulis populations growing in the Seasonally Dry Forest of the Estação Ecológica dos Caetetus, in the Atlantic Rainforest of the Parque Estadual de Carlos Botelho and in the Restinga Forest of the Parque Estadual da Ilha do Cardoso, and S. romanzoffiana populations growing in the Seasonally Dry Forest and Restinga Forest areas and in the Cerradão of the Estação Ecológica de Assis. It were evaluated seed size, seed crop, seed development and seed germination for populations of both species, S. romanzoffiana pre-dispersal seed predation by the weevil Revena rubiginosa and contributions of local adaptation and plasticity, in experiments of common garden and reciprocal transplants, in E. edulis seedling establishment and in juveniles growth of both species. There were significant variation in seed size and crop among populations of both species and between the years 2008 and 2009 for E. edulis, despite remarkable differences in seed development and germination of those seeds. S. romanzoffiana seed predation reached around 70% in all forest types, and rodents did not discriminate between sound and weevil infested endocarps while predating seeds in the post-dispersal phase. The occurrence of E. edulis in the Atlantic Rainforest and in the Seasonally Dry Forest is enhanced by the presence of local adaptations for seedling establishment, but its occurrence in the Restinga Forest is enhanced by local adaptation for juveniles growth. Although local adaptations for S. romanzoffiana juveniles growth had not been observed in the reciprocal transplant, the individuals produced in the common garden with seeds from Cerradão showed higher shoot, leaf blade and entire juvenile dry mass values than juveniles of the other provenances, indicating the existence of adaptive genetic divergence. Hence, both E. edulis and S. romanzoffiana need to overcome specific limitations for the reproduction in the studied forest types. These limitations are probably a result of the main selective pressures present in these different habitats, which may have resulted in the origin of ecotypes and growth differences. Hence, such results indicate that tree species seeds and seedlings should be collected and used in the same forest type subjected to conservation and restoration ecology efforts, given the evidences of local adaptations for both species.

Espécies com ampla distribuição geográfica e ecológica podem possuir adaptações locais como consequência de pressões de seleção diferenciadas e específicas para cada habitat ocupado, originando ecótipos. Além de contribuir para a identificação e quantificação de adaptações em estudos evolutivos, o estudo de ecótipos pode ser fundamental para a conservação e a restauração ecológica de florestas tropicais. Dessa forma, esse trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a contribuição de adaptações locais e da plasticidade em sementes e plântulas para a ocorrência das espécies de palmeira Euterpe edulis e Syagrus romanzoffiana em parcelas permanentes inseridas em diferentes formações florestais do Estado de São Paulo. Foram estudadas populações de E. edulis presentes na Floresta Estacional Semidecidual da Estação Ecológica dos Caetetus, na Floresta Ombrófila Densa do Parque Estadual de Carlos Botelho e na Floresta de Restinga do Parque Estadual da Ilha do Cardoso, e populações de S. romanzoffiana presentes nas áreas de Floresta Estacional Semidecidual e de Floresta de Restinga já citadas e no Cerradão da Estação Ecológica de Assis. Foram avaliados o tamanho, a produção, a maturação e a germinação de sementes produzidas pelas populações de ambas as espécies, a predação de sementes de S. romanzoffiana na fase pré-dispersão por larvas do coleóptero Revena rubiginosa, e a contribuição de adaptações locais e da plasticidade, em experimentos de transplante recíproco e de jardim comum, no estabelecimento de plântulas de E. edulis e no crescimento de juvenis de populações de ambas as espécies. Houve significativa variação no tamanho e no número de sementes produzido entre as populações dessas espécies e entre os anos de 2008 e 2009 para E. edulis, além de diferenças acentuadas na maturação e na germinação dessas sementes. A predação de sementes de S. romanzoffiana na fase pré-dispersão atingiu cerca de 70% em todas as formações florestais, e roedores não discriminaram entre endocarpos íntegros e infestados por larvas durante a predação de sementes na fase pós-dispersão. A ocorrência de E. edulis na Floresta Ombrófila Densa e na Floresta Estacional Semidecidual é favorecida pela presença de adaptações locais no estabelecimento de plântulas, ao passo que a ocorrência dessa espécie na Floresta de Restinga é favorecida por adaptações locais no crescimento de juvenis. Embora não tenham sido observadas adaptações locais para o crescimento de juvenis de S. romanzoffiana no transplante recíproco, os indivíduos do experimento de jardim comum produzidos com sementes do Cerradão apresentaram maior crescimento que os juvenis das demais procedências, indicando a existência de divergência genética adaptativa. Dessa forma, tanto E. edulis como S. romanzoffiana necessitam superar limitações específicas para a reprodução nas diferentes formações florestais estudadas, sendo tais limitações resultado direto da pressão de seleção diferenciada entre esses habitats e que podem ter resultado na origem de ecótipos e de diferenças de crescimento. Assim, esses resultados apontam que sementes e plântulas de espécies arbóreas nativas devem ser coletadas e utilizadas na mesma formação florestal a ser 10 submetida às ações de conservação e restauração ecológica, dada as evidências de adaptações locais para essas duas espécies de palmeira. / Species with wide geographical and ecological distribution may have local adaptations as consequence of the differentiated and specific selective pressures in each occupied habitat, originating ecotypes. Although contributing for adaptations identification and quantification in evolutionary studies, researches about ecotypes formation may be fundamental for the success of tropical forest conservation and restoration ecology. Therefore, this work was conducted with the objective of evaluating the contributions of local adaptation and plasticity in seeds and seedlings for the occurrence of the palm species Euterpe edulis and Syagrus romanzoffiana in permanent parcels inserted in different forest types of the São Paulo State. It were studied E. edulis populations growing in the Seasonally Dry Forest of the Estação Ecológica dos Caetetus, in the Atlantic Rainforest of the Parque Estadual de Carlos Botelho and in the Restinga Forest of the Parque Estadual da Ilha do Cardoso, and S. romanzoffiana populations growing in the Seasonally Dry Forest and Restinga Forest areas and in the Cerradão of the Estação Ecológica de Assis. It were evaluated seed size, seed crop, seed development and seed germination for populations of both species, S. romanzoffiana pre-dispersal seed predation by the weevil Revena rubiginosa and contributions of local adaptation and plasticity, in experiments of common garden and reciprocal transplants, in E. edulis seedling establishment and in juveniles growth of both species. There were significant variation in seed size and crop among populations of both species and between the years 2008 and 2009 for E. edulis, despite remarkable differences in seed development and germination of those seeds. S. romanzoffiana seed predation reached around 70% in all forest types, and rodents did not discriminate between sound and weevil infested endocarps while predating seeds in the post-dispersal phase. The occurrence of E. edulis in the Atlantic Rainforest and in the Seasonally Dry Forest is enhanced by the presence of local adaptations for seedling establishment, but its occurrence in the Restinga Forest is enhanced by local adaptation for juveniles growth. Although local adaptations for S. romanzoffiana juveniles growth had not been observed in the reciprocal transplant, the individuals produced in the common garden with seeds from Cerradão showed higher shoot, leaf blade and entire juvenile dry mass values than juveniles of the other provenances, indicating the existence of adaptive genetic divergence. Hence, both E. edulis and S. romanzoffiana need to overcome specific limitations for the reproduction in the studied forest types. These limitations are probably a result of the main selective pressures present in these different habitats, which may have resulted in the origin of ecotypes and growth differences. Hence, such results indicate that tree species seeds and seedlings should be collected and used in the same forest type subjected to conservation and restoration ecology efforts, given the evidences of local adaptations for both species.