Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

O gênero Calibrachoa (Solanaceae) é tipicamente Sul-americano, atingiu o sudeste brasileiro através de uma provável rota migratória andino-pampeana. As espécies de Calibrachoa não possuem mecanismos de dispersão de sementes a longas distâncias nem qualquer estratégia de multiplicação vegetativa. Calibrachoa heterophylla é uma espécie que habita dunas e campos arenosos, preferencialmente ao longo da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (RS). Essa região pode ser considerada como uma área altamente dinâmica do ponto de vista da geografia histórica. Oscilações periódicas no clima e na disponibilidade de habitats, especialmente durante o Pleistoceno, tiveram grande efeito na distribuição e história evolutiva de muitos grupos biológicos. Na Planície Costeira do RS, áreas que conservam a fisionomia natural são cada vez mais raras e fragmentadas, devido à urbanização e atividades agronômicas, fazendo com que muitas espécies vegetais e animais estejam cada vez mais ameaçadas de extinção. A disponibilidade e o avanço das técnicas moleculares, além do enriquecimento das análises filogenéticas intra-específicas, têm possibilitado de maneira eficaz a interpretação de possíveis cenários evolutivos. Dados filogeográficos permitem estabelecer uma estratégia que prioriza a conservação de grupos que incluam representantes da maior parte da história evolutiva das espécies. Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar, através de marcadores moleculares plastidiais, a variabilidade genética da espécie C. heterophylla ao longo de toda sua distribuição geográfica conhecida, fornecendo dados sobre sua evolução, taxonomia e filogeografia, associando-os à geologia da Planície Costeira. Foram amostrados 220 indivíduos pertencentes a 13 populações ao longo da distribuição da espécie no RS. O material coletado teve o DNA extraído a partir de folhas jovens usando CTAB. Foram analisadas as seqüências dos espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, e trnS-trnG. Análises filogeográficas e populacionais foram realizadas com a finalidade de avaliar a diversidade e padrões evolutivos de C. heterophylla. O alinhamento das seqüências de trnH-psbA e trnS-trnG apresentou 1280 pb com 26 sítios polimórficos, variabilidade relativamente alta se considerarmos a recente história evolutiva do grupo. Na network gerada foi observada uma estruturação geográfica consistente onde 65,24% da variação detectada corresponderam à variação entre populações ( ST =0,65238). Esta característica foi reforçada pela significante correlação, entre as distâncias genética e geográfica, observada através dos testes de Mantel e Autocorrelação Espacial. A análise de possíveis barreiras ao fluxo gênico na área de estudo, realizada através do programa SAMOVA, indicou a existência de até duas barreiras formando três grupos de populações. Não foram encontradas evidências de expansão demográfica recente para o conjunto completo de dados: a análise da distribuição mismatch apresentou uma curva bimodal e os índices D de Tajima e Fs de Fu não apresentaram valores estatisticamente significativos. Entretanto, quando os mesmos parâmetros foram calculados para os agrupamentos formados pelo programa SAMOVA isoladamente, dois deles (1 e 2) parecem ter passado por um período de expansão demográfica recente. A restrita capacidade de dispersão de sementes nesta espécie e, a herança materna dos cloroplastos neste gênero, podem ser as prováveis razões para a baixa variabilidade genética intrapopulacional encontrada, visto que os marcadores utilizados são seqüências plastidiais. A alta diversidade observada entre alguns dos grupos dificilmente poderia ter surgido, em sua totalidade, já na Planície Costeira, pois essa é uma região geologicamente muito recente (~ 400.000 A.P.). Então, distintas linhagens devem ter colonizado essa região através de diferentes rotas ou em momentos diversos e não se uniram devido às barreiras biogeográficas que encontraram no ambiente. Quando se compara a localização das barreiras biogeográficas sugeridas pelo programa SAMOVA com a geologia da Planície Costeira, percebe-se que essas barreiras coincidem com paleocanais mapeados através de dados sísmicos por diversos autores. Durante as coletas, muitas vezes não foi possível encontrar C. heterophylla em regiões onde sua ocorrência era esperada. Pelo fato da Planície Costeira do RS ser cada vez mais alvo da ação humana e de C. heterophylla demonstrar ser muito exigente quanto a mudanças ambientais, essa espécie pode ser indicada como altamente ameaçada. Um resultado inesperado foi a descoberta da existência de populações de C. heterophylla fora da Planície Costeira em coleta realizada por nosso grupo na região da Campanha Sul-rio-grandense, em um ambiente muito semelhante àquele normalmente encontrado na Planície Costeira. Este fato conduz à necessidade de averiguarmos a existência de outras populações no interior do continente no RS. Fica como perspectiva para o pleno conhecimento da evolução, origem e real distribuição de C. heterophylla, investigar as redes hidrográficas localizadas no interior do Estado. / The South American genus Calibrachoa (Solanaceae) likely arrived at the Brazilian southeast region through an andean-pampean migratory route. Calibrachoa species do not have a long distance seed dispersal system or any strategy for vegetative propagation. Calibrachoa heterophylla dwell in dunes and sandy fields, mainly at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul Brazilian state. Cyclic climatic and habitat occurrence oscillations in the Pleistocene had high influence in the distribution and evolutionary history of many biological groups. Areas that still maintain the original habitats in the Coastal Plain are rare and mostly fragmented due to anthropic actions, leading many plant and animal species to near extinction. The use of new molecular techniques and analytical methods bring important insights into likely evolutionary scenarios. Besides, findings of phylogeographic studies also brought new light into biological conservation strategies, focusing in intraspecific history and patterns of diversity. The main objective of this work is to use plastidial molecular markers to characterize the genetic diversity of C. heterophylla through its distributional range, to better understand its evolution, phylogeographic patterns and taxonomy, associated with the geological history of the Coastal Plain. We sampled 220 individuals from 13 populations through Rio Grande do Sul, from which we obtained sequences from the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnStrnG. The sequences were aligned and analyzed with several populational and phylogeographic methods. The alignment of trnH-psbA plus trnS-trnG spacers is 1280 bp with 26 variable sites, a high value considering the likely recent evolutionary history of the specie. The haplotype network shows a clear geographical structure, with 65.2% of the variation being among populations in the AMOVA as well as having a significantly high ST (=0,65238). We also found a significant correlation between the genetic and geographical distances and significant patterns in the Spatial Autocorrelation analysis. The SAMOVA analysis found two likely barriers to gene flow separating three groups of populations. No evidence for population expansion for the species was found using a mismatch distribution analysis (that was bimodal) or by neutrality tests (all non-significant). However, when these statistics where estimated for each population-group found in SAMOVA, two of them (1 and 2) presented evidences for a relatively recent demographic expansion. The limited seed dispersal ability of this species coupled with the maternal inheritance of the plastidial markers used may be a likely explanation for the low intrapopulational diversity found. The high divergence found between some groups could not likely be explained has having originated in the Coastal Plain, as this region of geologically very recent (~400.000 years ago). Consequently, already differentiated lineages should have colonized the region perhaps by different routes and stayed isolated due the barriers found in the area. When the location of the barriers suggested by SAMOVA is compared with the geology of the region, there are coincidence between those and the reconstructed path of ancient river channels. During field work, at several sites where the presence of C. heterophylla was expected, it actually could not be found. This is likely caused by the increasing human interference in the habitat and the small tolerance of the species to habitat degradation, and suggests that this species may be in danger of extinction. An unexpected result was the discovery of one population of C. heterophylla outside the Coastal Plain, in a region adjacent to it, in a place such as sandy river beach, habitat that is very similar to its usual habitat in the Coastal Plain. Therefore, it is important to better understand the evolutionary history of this species to continue investigating these other populations outside its main area of occurrence.

O gênero Calibrachoa (Solanaceae) é tipicamente Sul-americano, atingiu o sudeste brasileiro através de uma provável rota migratória andino-pampeana. As espécies de Calibrachoa não possuem mecanismos de dispersão de sementes a longas distâncias nem qualquer estratégia de multiplicação vegetativa. Calibrachoa heterophylla é uma espécie que habita dunas e campos arenosos, preferencialmente ao longo da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (RS). Essa região pode ser considerada como uma área altamente dinâmica do ponto de vista da geografia histórica. Oscilações periódicas no clima e na disponibilidade de habitats, especialmente durante o Pleistoceno, tiveram grande efeito na distribuição e história evolutiva de muitos grupos biológicos. Na Planície Costeira do RS, áreas que conservam a fisionomia natural são cada vez mais raras e fragmentadas, devido à urbanização e atividades agronômicas, fazendo com que muitas espécies vegetais e animais estejam cada vez mais ameaçadas de extinção. A disponibilidade e o avanço das técnicas moleculares, além do enriquecimento das análises filogenéticas intra-específicas, têm possibilitado de maneira eficaz a interpretação de possíveis cenários evolutivos. Dados filogeográficos permitem estabelecer uma estratégia que prioriza a conservação de grupos que incluam representantes da maior parte da história evolutiva das espécies. Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar, através de marcadores moleculares plastidiais, a variabilidade genética da espécie C. heterophylla ao longo de toda sua distribuição geográfica conhecida, fornecendo dados sobre sua evolução, taxonomia e filogeografia, associando-os à geologia da Planície Costeira. Foram amostrados 220 indivíduos pertencentes a 13 populações ao longo da distribuição da espécie no RS. O material coletado teve o DNA extraído a partir de folhas jovens usando CTAB. Foram analisadas as seqüências dos espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, e trnS-trnG. Análises filogeográficas e populacionais foram realizadas com a finalidade de avaliar a diversidade e padrões evolutivos de C. heterophylla. O alinhamento das seqüências de trnH-psbA e trnS-trnG apresentou 1280 pb com 26 sítios polimórficos, variabilidade relativamente alta se considerarmos a recente história evolutiva do grupo. Na network gerada foi observada uma estruturação geográfica consistente onde 65,24% da variação detectada corresponderam à variação entre populações ( ST =0,65238). Esta característica foi reforçada pela significante correlação, entre as distâncias genética e geográfica, observada através dos testes de Mantel e Autocorrelação Espacial. A análise de possíveis barreiras ao fluxo gênico na área de estudo, realizada através do programa SAMOVA, indicou a existência de até duas barreiras formando três grupos de populações. Não foram encontradas evidências de expansão demográfica recente para o conjunto completo de dados: a análise da distribuição mismatch apresentou uma curva bimodal e os índices D de Tajima e Fs de Fu não apresentaram valores estatisticamente significativos. Entretanto, quando os mesmos parâmetros foram calculados para os agrupamentos formados pelo programa SAMOVA isoladamente, dois deles (1 e 2) parecem ter passado por um período de expansão demográfica recente. A restrita capacidade de dispersão de sementes nesta espécie e, a herança materna dos cloroplastos neste gênero, podem ser as prováveis razões para a baixa variabilidade genética intrapopulacional encontrada, visto que os marcadores utilizados são seqüências plastidiais. A alta diversidade observada entre alguns dos grupos dificilmente poderia ter surgido, em sua totalidade, já na Planície Costeira, pois essa é uma região geologicamente muito recente (~ 400.000 A.P.). Então, distintas linhagens devem ter colonizado essa região através de diferentes rotas ou em momentos diversos e não se uniram devido às barreiras biogeográficas que encontraram no ambiente. Quando se compara a localização das barreiras biogeográficas sugeridas pelo programa SAMOVA com a geologia da Planície Costeira, percebe-se que essas barreiras coincidem com paleocanais mapeados através de dados sísmicos por diversos autores. Durante as coletas, muitas vezes não foi possível encontrar C. heterophylla em regiões onde sua ocorrência era esperada. Pelo fato da Planície Costeira do RS ser cada vez mais alvo da ação humana e de C. heterophylla demonstrar ser muito exigente quanto a mudanças ambientais, essa espécie pode ser indicada como altamente ameaçada. Um resultado inesperado foi a descoberta da existência de populações de C. heterophylla fora da Planície Costeira em coleta realizada por nosso grupo na região da Campanha Sul-rio-grandense, em um ambiente muito semelhante àquele normalmente encontrado na Planície Costeira. Este fato conduz à necessidade de averiguarmos a existência de outras populações no interior do continente no RS. Fica como perspectiva para o pleno conhecimento da evolução, origem e real distribuição de C. heterophylla, investigar as redes hidrográficas localizadas no interior do Estado. / The South American genus Calibrachoa (Solanaceae) likely arrived at the Brazilian southeast region through an andean-pampean migratory route. Calibrachoa species do not have a long distance seed dispersal system or any strategy for vegetative propagation. Calibrachoa heterophylla dwell in dunes and sandy fields, mainly at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul Brazilian state. Cyclic climatic and habitat occurrence oscillations in the Pleistocene had high influence in the distribution and evolutionary history of many biological groups. Areas that still maintain the original habitats in the Coastal Plain are rare and mostly fragmented due to anthropic actions, leading many plant and animal species to near extinction. The use of new molecular techniques and analytical methods bring important insights into likely evolutionary scenarios. Besides, findings of phylogeographic studies also brought new light into biological conservation strategies, focusing in intraspecific history and patterns of diversity. The main objective of this work is to use plastidial molecular markers to characterize the genetic diversity of C. heterophylla through its distributional range, to better understand its evolution, phylogeographic patterns and taxonomy, associated with the geological history of the Coastal Plain. We sampled 220 individuals from 13 populations through Rio Grande do Sul, from which we obtained sequences from the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnStrnG. The sequences were aligned and analyzed with several populational and phylogeographic methods. The alignment of trnH-psbA plus trnS-trnG spacers is 1280 bp with 26 variable sites, a high value considering the likely recent evolutionary history of the specie. The haplotype network shows a clear geographical structure, with 65.2% of the variation being among populations in the AMOVA as well as having a significantly high ST (=0,65238). We also found a significant correlation between the genetic and geographical distances and significant patterns in the Spatial Autocorrelation analysis. The SAMOVA analysis found two likely barriers to gene flow separating three groups of populations. No evidence for population expansion for the species was found using a mismatch distribution analysis (that was bimodal) or by neutrality tests (all non-significant). However, when these statistics where estimated for each population-group found in SAMOVA, two of them (1 and 2) presented evidences for a relatively recent demographic expansion. The limited seed dispersal ability of this species coupled with the maternal inheritance of the plastidial markers used may be a likely explanation for the low intrapopulational diversity found. The high divergence found between some groups could not likely be explained has having originated in the Coastal Plain, as this region of geologically very recent (~400.000 years ago). Consequently, already differentiated lineages should have colonized the region perhaps by different routes and stayed isolated due the barriers found in the area. When the location of the barriers suggested by SAMOVA is compared with the geology of the region, there are coincidence between those and the reconstructed path of ancient river channels. During field work, at several sites where the presence of C. heterophylla was expected, it actually could not be found. This is likely caused by the increasing human interference in the habitat and the small tolerance of the species to habitat degradation, and suggests that this species may be in danger of extinction. An unexpected result was the discovery of one population of C. heterophylla outside the Coastal Plain, in a region adjacent to it, in a place such as sandy river beach, habitat that is very similar to its usual habitat in the Coastal Plain. Therefore, it is important to better understand the evolutionary history of this species to continue investigating these other populations outside its main area of occurrence.

O gênero Calibrachoa (Solanaceae) é tipicamente Sul-americano, atingiu o sudeste brasileiro através de uma provável rota migratória andino-pampeana. As espécies de Calibrachoa não possuem mecanismos de dispersão de sementes a longas distâncias nem qualquer estratégia de multiplicação vegetativa. Calibrachoa heterophylla é uma espécie que habita dunas e campos arenosos, preferencialmente ao longo da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (RS). Essa região pode ser considerada como uma área altamente dinâmica do ponto de vista da geografia histórica. Oscilações periódicas no clima e na disponibilidade de habitats, especialmente durante o Pleistoceno, tiveram grande efeito na distribuição e história evolutiva de muitos grupos biológicos. Na Planície Costeira do RS, áreas que conservam a fisionomia natural são cada vez mais raras e fragmentadas, devido à urbanização e atividades agronômicas, fazendo com que muitas espécies vegetais e animais estejam cada vez mais ameaçadas de extinção. A disponibilidade e o avanço das técnicas moleculares, além do enriquecimento das análises filogenéticas intra-específicas, têm possibilitado de maneira eficaz a interpretação de possíveis cenários evolutivos. Dados filogeográficos permitem estabelecer uma estratégia que prioriza a conservação de grupos que incluam representantes da maior parte da história evolutiva das espécies. Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar, através de marcadores moleculares plastidiais, a variabilidade genética da espécie C. heterophylla ao longo de toda sua distribuição geográfica conhecida, fornecendo dados sobre sua evolução, taxonomia e filogeografia, associando-os à geologia da Planície Costeira. Foram amostrados 220 indivíduos pertencentes a 13 populações ao longo da distribuição da espécie no RS. O material coletado teve o DNA extraído a partir de folhas jovens usando CTAB. Foram analisadas as seqüências dos espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, e trnS-trnG. Análises filogeográficas e populacionais foram realizadas com a finalidade de avaliar a diversidade e padrões evolutivos de C. heterophylla. O alinhamento das seqüências de trnH-psbA e trnS-trnG apresentou 1280 pb com 26 sítios polimórficos, variabilidade relativamente alta se considerarmos a recente história evolutiva do grupo. Na network gerada foi observada uma estruturação geográfica consistente onde 65,24% da variação detectada corresponderam à variação entre populações ( ST =0,65238). Esta característica foi reforçada pela significante correlação, entre as distâncias genética e geográfica, observada através dos testes de Mantel e Autocorrelação Espacial. A análise de possíveis barreiras ao fluxo gênico na área de estudo, realizada através do programa SAMOVA, indicou a existência de até duas barreiras formando três grupos de populações. Não foram encontradas evidências de expansão demográfica recente para o conjunto completo de dados: a análise da distribuição mismatch apresentou uma curva bimodal e os índices D de Tajima e Fs de Fu não apresentaram valores estatisticamente significativos. Entretanto, quando os mesmos parâmetros foram calculados para os agrupamentos formados pelo programa SAMOVA isoladamente, dois deles (1 e 2) parecem ter passado por um período de expansão demográfica recente. A restrita capacidade de dispersão de sementes nesta espécie e, a herança materna dos cloroplastos neste gênero, podem ser as prováveis razões para a baixa variabilidade genética intrapopulacional encontrada, visto que os marcadores utilizados são seqüências plastidiais. A alta diversidade observada entre alguns dos grupos dificilmente poderia ter surgido, em sua totalidade, já na Planície Costeira, pois essa é uma região geologicamente muito recente (~ 400.000 A.P.). Então, distintas linhagens devem ter colonizado essa região através de diferentes rotas ou em momentos diversos e não se uniram devido às barreiras biogeográficas que encontraram no ambiente. Quando se compara a localização das barreiras biogeográficas sugeridas pelo programa SAMOVA com a geologia da Planície Costeira, percebe-se que essas barreiras coincidem com paleocanais mapeados através de dados sísmicos por diversos autores. Durante as coletas, muitas vezes não foi possível encontrar C. heterophylla em regiões onde sua ocorrência era esperada. Pelo fato da Planície Costeira do RS ser cada vez mais alvo da ação humana e de C. heterophylla demonstrar ser muito exigente quanto a mudanças ambientais, essa espécie pode ser indicada como altamente ameaçada. Um resultado inesperado foi a descoberta da existência de populações de C. heterophylla fora da Planície Costeira em coleta realizada por nosso grupo na região da Campanha Sul-rio-grandense, em um ambiente muito semelhante àquele normalmente encontrado na Planície Costeira. Este fato conduz à necessidade de averiguarmos a existência de outras populações no interior do continente no RS. Fica como perspectiva para o pleno conhecimento da evolução, origem e real distribuição de C. heterophylla, investigar as redes hidrográficas localizadas no interior do Estado. / The South American genus Calibrachoa (Solanaceae) likely arrived at the Brazilian southeast region through an andean-pampean migratory route. Calibrachoa species do not have a long distance seed dispersal system or any strategy for vegetative propagation. Calibrachoa heterophylla dwell in dunes and sandy fields, mainly at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul Brazilian state. Cyclic climatic and habitat occurrence oscillations in the Pleistocene had high influence in the distribution and evolutionary history of many biological groups. Areas that still maintain the original habitats in the Coastal Plain are rare and mostly fragmented due to anthropic actions, leading many plant and animal species to near extinction. The use of new molecular techniques and analytical methods bring important insights into likely evolutionary scenarios. Besides, findings of phylogeographic studies also brought new light into biological conservation strategies, focusing in intraspecific history and patterns of diversity. The main objective of this work is to use plastidial molecular markers to characterize the genetic diversity of C. heterophylla through its distributional range, to better understand its evolution, phylogeographic patterns and taxonomy, associated with the geological history of the Coastal Plain. We sampled 220 individuals from 13 populations through Rio Grande do Sul, from which we obtained sequences from the plastidial intergenic spacers trnH-psbA and trnStrnG. The sequences were aligned and analyzed with several populational and phylogeographic methods. The alignment of trnH-psbA plus trnS-trnG spacers is 1280 bp with 26 variable sites, a high value considering the likely recent evolutionary history of the specie. The haplotype network shows a clear geographical structure, with 65.2% of the variation being among populations in the AMOVA as well as having a significantly high ST (=0,65238). We also found a significant correlation between the genetic and geographical distances and significant patterns in the Spatial Autocorrelation analysis. The SAMOVA analysis found two likely barriers to gene flow separating three groups of populations. No evidence for population expansion for the species was found using a mismatch distribution analysis (that was bimodal) or by neutrality tests (all non-significant). However, when these statistics where estimated for each population-group found in SAMOVA, two of them (1 and 2) presented evidences for a relatively recent demographic expansion. The limited seed dispersal ability of this species coupled with the maternal inheritance of the plastidial markers used may be a likely explanation for the low intrapopulational diversity found. The high divergence found between some groups could not likely be explained has having originated in the Coastal Plain, as this region of geologically very recent (~400.000 years ago). Consequently, already differentiated lineages should have colonized the region perhaps by different routes and stayed isolated due the barriers found in the area. When the location of the barriers suggested by SAMOVA is compared with the geology of the region, there are coincidence between those and the reconstructed path of ancient river channels. During field work, at several sites where the presence of C. heterophylla was expected, it actually could not be found. This is likely caused by the increasing human interference in the habitat and the small tolerance of the species to habitat degradation, and suggests that this species may be in danger of extinction. An unexpected result was the discovery of one population of C. heterophylla outside the Coastal Plain, in a region adjacent to it, in a place such as sandy river beach, habitat that is very similar to its usual habitat in the Coastal Plain. Therefore, it is important to better understand the evolutionary history of this species to continue investigating these other populations outside its main area of occurrence.

Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) é um gênero sul-americano com 27 espécies, a maioria delas ocorrendo no sul do Brasil. Com base na distribuição destas espécies e gêneros relacionados, o grupo parece ter ancestrais de origem andina, e distribui-se amplamente pelo pampa, restringindo-se cada vez mais a terras altas nos estados de Santa Catarina e Paraná, exclusivamente em áreas de campo, com poucas espécies associadas a bordas de mata. Na região sudeste apresenta poucas populações de uma espécie relativamente abundante (C. linoides) e uma espécie endêmica isolada em altitudes superiores a 1000 m em Minas Gerais (C. elegans). Além desta, mais quatro espécies são consideradas microendêmicas com registro de uma ou poucas populações. Este foi o primeiro trabalho que empregou dados de sequência de DNA em abordagens filogenéticas no gênero, sendo utilizados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF e trnG-trnS, e o íntron do gene plastidial trnL na análise de 25 das 27 espécies consideradas. As duas espécies não incluídas no estudo foram C. felipponei e C. scabridula. Além dos estudos filogenéticos tradicionais, foi realizada uma abordagem filogeográfica que incluiu todas as espécies estudadas, através de um conjunto maior de amostras cobrindo a distribuição geográfica da maioria delas. Também foram obtidas as idades para os principais clados formados, com a taxa de substituição de nucleotídeos disponível para dois espaçadores. A idade do gênero foi estimada em 1,63 milhões de anos, sendo que a taxa de especiação encontrada é comparável à de espécies de rápida radiação em ilhas. As filogenias mostraram baixos valores de suporte, além de falta de resolução entre espécies próximas. A realização de análises filogeográficas, através de networks de relacionamento entre haplótipos, permitiu acessar relações mais detalhadas entre as espécies. Estes estudos demonstraram uma alta frequência de sequências ancestrais em espécies morfologicamente distintas. Todos estes resultados revelam que Calibrachoa é um gênero extremamente recente, sendo que a rápida divergência morfológica encontrada entre as espécies ainda não deixou registro nos marcadores genéticos utilizados. Uma grande divergência genética foi observada entre um clado formado por C. parviflora e C. pygmaea e o clado que compõe as espécies restantes. As duas espécies citadas anteriormente são bem distintas das demais. As idades apresentadas para os clados evidenciam que estas espécies divergiram das demais há cerca de 500.000 anos, um intervalo de tempo considerável se comparado à idade do gênero. Estes resultados, aliados a outras características, sugerem que estas espécies poderiam ser consideradas como um grupo taxonomicamente distinto do restante. Com relação às demais espécies, os clados formados mostraram uma associação com as regiões de terras baixas do Rio Grande do Sul e Argentina, e com regiões de altitude dos Estados do Paraná e Santa Catarina, além de clados correspondentes às espécies microendêmicas de altitude. O network de haplótipos gerado também apresentou grupos de sequências relacionadas, que refletiram os clados encontrados nas filogenias. Estes resultados sugerem que a grande divergência morfológica encontrada entre as espécies do gênero tenha ocorrido devido aos ciclos de expansão e retração das formações de campo e floresta da região subtropical da América do Sul, alterando sucessivas vezes a distribuição das populações de Calibrachoa. Estas mudanças na composição da cobertura vegetal acompanharam as oscilações climáticas resultantes dos ciclos glaciais e interglaciais, que ocorreram pelo menos nove vezes ao longo do último milhão de anos. Além disso, evidências de possíveis expansões recentes, associadas à ocorrência natural de hibridação entre espécies também foram encontradas, demonstrando que, embora existam isolamentos ecológicos e ambientais entre as espécies, alterações causadas na distribuição das mesmas podem acarretar a perda destas barreiras. Estudos complementares, utilizando marcadores de evolução mais rápida, ampliado a outros genomas, e investigações mais detalhadas no nível populacional, podem trazer informações mais completas sobre os processos que deram origem a esta grande variação morfológica em um intervalo de tempo extremamente curto. / Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) is a South American genus, comprised by 27 species, most of them ocurring in southern Brazil. The geographical distribution of related genera suggests an Andean origin, and the species are widely distributed in the Pampean region, with more abundant and concentrated occurrence in the highlands of Brazilian states of Parana and Santa Catarina. In Brazilian southeastern region, some disjunct populations of C. linoides were found, plus an endemic species (C. elegans) isolated at elevations above 1000 m. Another four species are also endemic, with few known individuals so far. This is the first study that used data from DNA sequencing in phylogenetic investigations in Calibrachoa, analysing cpDNA intergenic spacers trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF and trnS-trnG, as well as the trnL intron, in 25 of the 27 species considered. The two species not included in this study was C. felipponei e C. scabridula. In addition, a phylogeographical aproach was conducted from a larger sample set covering the majority of the geographical distribution of the assessed species. Ages for the main clades formed were also obtained, using the nucleotide substitution rate available for two spacers. The estimated age of the genus was 1.63 million years, and the speciation rate found is comparable to species of rapid radiation on islands. The phylogenetic trees obtained showed low bootstrap support values, and lack of resolution betwenn closely related species. The haplotype networks provided a more detailed relationship between species. These studies showed the occurence of ancestral sequences in morphologically different species. All these results pointed that Calibrachoa is a very recent genus, with high morphological divergence and low genetic differentiation. However, large genetic divergence was observed between the clade that includes C. parviflora and C. pygmaea, and the clade comprising the remainig species. Calibrachoa parviflora e C. pygmaea were quite distinct from other species. The ages presented showed that these clade diverged from to the rest about 500,000 years ago, a large period of time, when compared to the age of the genus. These results, together with other traits, suggest that these species could be regarded as a taxonomically distinct group of the remaining species. In relation to other species, the clades formed showed an association with geographical regions: the lowlands of Rio Grande do Sul and Argentina, and highlands in the region of Parana and Santa Catarina states. Another three groups were found, corresponding to endemic highlands species. The haplotype network also showed groups of related sequences, which reflected the clades found in the phylogeny. These results suggest that the large morphological differences found between species of the genus has occurred due to cycles of expansion and retraction of the grasslands and forest areas in the subtropical region of South America, changing the geographical distribution of Calibrachoa populations sereval times. These modifications in the landscape composition along repetitive climatic changes, were the result from glacial and interglacial cycles, which occurred at least nine times over the last million years. Moreover, evidences of possible recent expansions associated with the occurrence of natural hybridization between species were found, suggesting that, although environmental and ecological isolation exists between species, recent changes in the distribution of some species could cause the loss of these barriers. Additional studies, using rapidly evolving molecular markers, including other genomes, and more detailed investigations at the populational levels, can provide more complete information about the processes that led to this great morphological variation in a very short time.

Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) é um gênero sul-americano com 27 espécies, a maioria delas ocorrendo no sul do Brasil. Com base na distribuição destas espécies e gêneros relacionados, o grupo parece ter ancestrais de origem andina, e distribui-se amplamente pelo pampa, restringindo-se cada vez mais a terras altas nos estados de Santa Catarina e Paraná, exclusivamente em áreas de campo, com poucas espécies associadas a bordas de mata. Na região sudeste apresenta poucas populações de uma espécie relativamente abundante (C. linoides) e uma espécie endêmica isolada em altitudes superiores a 1000 m em Minas Gerais (C. elegans). Além desta, mais quatro espécies são consideradas microendêmicas com registro de uma ou poucas populações. Este foi o primeiro trabalho que empregou dados de sequência de DNA em abordagens filogenéticas no gênero, sendo utilizados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF e trnG-trnS, e o íntron do gene plastidial trnL na análise de 25 das 27 espécies consideradas. As duas espécies não incluídas no estudo foram C. felipponei e C. scabridula. Além dos estudos filogenéticos tradicionais, foi realizada uma abordagem filogeográfica que incluiu todas as espécies estudadas, através de um conjunto maior de amostras cobrindo a distribuição geográfica da maioria delas. Também foram obtidas as idades para os principais clados formados, com a taxa de substituição de nucleotídeos disponível para dois espaçadores. A idade do gênero foi estimada em 1,63 milhões de anos, sendo que a taxa de especiação encontrada é comparável à de espécies de rápida radiação em ilhas. As filogenias mostraram baixos valores de suporte, além de falta de resolução entre espécies próximas. A realização de análises filogeográficas, através de networks de relacionamento entre haplótipos, permitiu acessar relações mais detalhadas entre as espécies. Estes estudos demonstraram uma alta frequência de sequências ancestrais em espécies morfologicamente distintas. Todos estes resultados revelam que Calibrachoa é um gênero extremamente recente, sendo que a rápida divergência morfológica encontrada entre as espécies ainda não deixou registro nos marcadores genéticos utilizados. Uma grande divergência genética foi observada entre um clado formado por C. parviflora e C. pygmaea e o clado que compõe as espécies restantes. As duas espécies citadas anteriormente são bem distintas das demais. As idades apresentadas para os clados evidenciam que estas espécies divergiram das demais há cerca de 500.000 anos, um intervalo de tempo considerável se comparado à idade do gênero. Estes resultados, aliados a outras características, sugerem que estas espécies poderiam ser consideradas como um grupo taxonomicamente distinto do restante. Com relação às demais espécies, os clados formados mostraram uma associação com as regiões de terras baixas do Rio Grande do Sul e Argentina, e com regiões de altitude dos Estados do Paraná e Santa Catarina, além de clados correspondentes às espécies microendêmicas de altitude. O network de haplótipos gerado também apresentou grupos de sequências relacionadas, que refletiram os clados encontrados nas filogenias. Estes resultados sugerem que a grande divergência morfológica encontrada entre as espécies do gênero tenha ocorrido devido aos ciclos de expansão e retração das formações de campo e floresta da região subtropical da América do Sul, alterando sucessivas vezes a distribuição das populações de Calibrachoa. Estas mudanças na composição da cobertura vegetal acompanharam as oscilações climáticas resultantes dos ciclos glaciais e interglaciais, que ocorreram pelo menos nove vezes ao longo do último milhão de anos. Além disso, evidências de possíveis expansões recentes, associadas à ocorrência natural de hibridação entre espécies também foram encontradas, demonstrando que, embora existam isolamentos ecológicos e ambientais entre as espécies, alterações causadas na distribuição das mesmas podem acarretar a perda destas barreiras. Estudos complementares, utilizando marcadores de evolução mais rápida, ampliado a outros genomas, e investigações mais detalhadas no nível populacional, podem trazer informações mais completas sobre os processos que deram origem a esta grande variação morfológica em um intervalo de tempo extremamente curto. / Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) is a South American genus, comprised by 27 species, most of them ocurring in southern Brazil. The geographical distribution of related genera suggests an Andean origin, and the species are widely distributed in the Pampean region, with more abundant and concentrated occurrence in the highlands of Brazilian states of Parana and Santa Catarina. In Brazilian southeastern region, some disjunct populations of C. linoides were found, plus an endemic species (C. elegans) isolated at elevations above 1000 m. Another four species are also endemic, with few known individuals so far. This is the first study that used data from DNA sequencing in phylogenetic investigations in Calibrachoa, analysing cpDNA intergenic spacers trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF and trnS-trnG, as well as the trnL intron, in 25 of the 27 species considered. The two species not included in this study was C. felipponei e C. scabridula. In addition, a phylogeographical aproach was conducted from a larger sample set covering the majority of the geographical distribution of the assessed species. Ages for the main clades formed were also obtained, using the nucleotide substitution rate available for two spacers. The estimated age of the genus was 1.63 million years, and the speciation rate found is comparable to species of rapid radiation on islands. The phylogenetic trees obtained showed low bootstrap support values, and lack of resolution betwenn closely related species. The haplotype networks provided a more detailed relationship between species. These studies showed the occurence of ancestral sequences in morphologically different species. All these results pointed that Calibrachoa is a very recent genus, with high morphological divergence and low genetic differentiation. However, large genetic divergence was observed between the clade that includes C. parviflora and C. pygmaea, and the clade comprising the remainig species. Calibrachoa parviflora e C. pygmaea were quite distinct from other species. The ages presented showed that these clade diverged from to the rest about 500,000 years ago, a large period of time, when compared to the age of the genus. These results, together with other traits, suggest that these species could be regarded as a taxonomically distinct group of the remaining species. In relation to other species, the clades formed showed an association with geographical regions: the lowlands of Rio Grande do Sul and Argentina, and highlands in the region of Parana and Santa Catarina states. Another three groups were found, corresponding to endemic highlands species. The haplotype network also showed groups of related sequences, which reflected the clades found in the phylogeny. These results suggest that the large morphological differences found between species of the genus has occurred due to cycles of expansion and retraction of the grasslands and forest areas in the subtropical region of South America, changing the geographical distribution of Calibrachoa populations sereval times. These modifications in the landscape composition along repetitive climatic changes, were the result from glacial and interglacial cycles, which occurred at least nine times over the last million years. Moreover, evidences of possible recent expansions associated with the occurrence of natural hybridization between species were found, suggesting that, although environmental and ecological isolation exists between species, recent changes in the distribution of some species could cause the loss of these barriers. Additional studies, using rapidly evolving molecular markers, including other genomes, and more detailed investigations at the populational levels, can provide more complete information about the processes that led to this great morphological variation in a very short time.

Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) é um gênero sul-americano com 27 espécies, a maioria delas ocorrendo no sul do Brasil. Com base na distribuição destas espécies e gêneros relacionados, o grupo parece ter ancestrais de origem andina, e distribui-se amplamente pelo pampa, restringindo-se cada vez mais a terras altas nos estados de Santa Catarina e Paraná, exclusivamente em áreas de campo, com poucas espécies associadas a bordas de mata. Na região sudeste apresenta poucas populações de uma espécie relativamente abundante (C. linoides) e uma espécie endêmica isolada em altitudes superiores a 1000 m em Minas Gerais (C. elegans). Além desta, mais quatro espécies são consideradas microendêmicas com registro de uma ou poucas populações. Este foi o primeiro trabalho que empregou dados de sequência de DNA em abordagens filogenéticas no gênero, sendo utilizados os espaçadores intergênicos plastidiais trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF e trnG-trnS, e o íntron do gene plastidial trnL na análise de 25 das 27 espécies consideradas. As duas espécies não incluídas no estudo foram C. felipponei e C. scabridula. Além dos estudos filogenéticos tradicionais, foi realizada uma abordagem filogeográfica que incluiu todas as espécies estudadas, através de um conjunto maior de amostras cobrindo a distribuição geográfica da maioria delas. Também foram obtidas as idades para os principais clados formados, com a taxa de substituição de nucleotídeos disponível para dois espaçadores. A idade do gênero foi estimada em 1,63 milhões de anos, sendo que a taxa de especiação encontrada é comparável à de espécies de rápida radiação em ilhas. As filogenias mostraram baixos valores de suporte, além de falta de resolução entre espécies próximas. A realização de análises filogeográficas, através de networks de relacionamento entre haplótipos, permitiu acessar relações mais detalhadas entre as espécies. Estes estudos demonstraram uma alta frequência de sequências ancestrais em espécies morfologicamente distintas. Todos estes resultados revelam que Calibrachoa é um gênero extremamente recente, sendo que a rápida divergência morfológica encontrada entre as espécies ainda não deixou registro nos marcadores genéticos utilizados. Uma grande divergência genética foi observada entre um clado formado por C. parviflora e C. pygmaea e o clado que compõe as espécies restantes. As duas espécies citadas anteriormente são bem distintas das demais. As idades apresentadas para os clados evidenciam que estas espécies divergiram das demais há cerca de 500.000 anos, um intervalo de tempo considerável se comparado à idade do gênero. Estes resultados, aliados a outras características, sugerem que estas espécies poderiam ser consideradas como um grupo taxonomicamente distinto do restante. Com relação às demais espécies, os clados formados mostraram uma associação com as regiões de terras baixas do Rio Grande do Sul e Argentina, e com regiões de altitude dos Estados do Paraná e Santa Catarina, além de clados correspondentes às espécies microendêmicas de altitude. O network de haplótipos gerado também apresentou grupos de sequências relacionadas, que refletiram os clados encontrados nas filogenias. Estes resultados sugerem que a grande divergência morfológica encontrada entre as espécies do gênero tenha ocorrido devido aos ciclos de expansão e retração das formações de campo e floresta da região subtropical da América do Sul, alterando sucessivas vezes a distribuição das populações de Calibrachoa. Estas mudanças na composição da cobertura vegetal acompanharam as oscilações climáticas resultantes dos ciclos glaciais e interglaciais, que ocorreram pelo menos nove vezes ao longo do último milhão de anos. Além disso, evidências de possíveis expansões recentes, associadas à ocorrência natural de hibridação entre espécies também foram encontradas, demonstrando que, embora existam isolamentos ecológicos e ambientais entre as espécies, alterações causadas na distribuição das mesmas podem acarretar a perda destas barreiras. Estudos complementares, utilizando marcadores de evolução mais rápida, ampliado a outros genomas, e investigações mais detalhadas no nível populacional, podem trazer informações mais completas sobre os processos que deram origem a esta grande variação morfológica em um intervalo de tempo extremamente curto. / Calibrachoa La Llave & Lex. (Solanaceae) is a South American genus, comprised by 27 species, most of them ocurring in southern Brazil. The geographical distribution of related genera suggests an Andean origin, and the species are widely distributed in the Pampean region, with more abundant and concentrated occurrence in the highlands of Brazilian states of Parana and Santa Catarina. In Brazilian southeastern region, some disjunct populations of C. linoides were found, plus an endemic species (C. elegans) isolated at elevations above 1000 m. Another four species are also endemic, with few known individuals so far. This is the first study that used data from DNA sequencing in phylogenetic investigations in Calibrachoa, analysing cpDNA intergenic spacers trnH-psbA, psbB-psbH, trnL-trnF and trnS-trnG, as well as the trnL intron, in 25 of the 27 species considered. The two species not included in this study was C. felipponei e C. scabridula. In addition, a phylogeographical aproach was conducted from a larger sample set covering the majority of the geographical distribution of the assessed species. Ages for the main clades formed were also obtained, using the nucleotide substitution rate available for two spacers. The estimated age of the genus was 1.63 million years, and the speciation rate found is comparable to species of rapid radiation on islands. The phylogenetic trees obtained showed low bootstrap support values, and lack of resolution betwenn closely related species. The haplotype networks provided a more detailed relationship between species. These studies showed the occurence of ancestral sequences in morphologically different species. All these results pointed that Calibrachoa is a very recent genus, with high morphological divergence and low genetic differentiation. However, large genetic divergence was observed between the clade that includes C. parviflora and C. pygmaea, and the clade comprising the remainig species. Calibrachoa parviflora e C. pygmaea were quite distinct from other species. The ages presented showed that these clade diverged from to the rest about 500,000 years ago, a large period of time, when compared to the age of the genus. These results, together with other traits, suggest that these species could be regarded as a taxonomically distinct group of the remaining species. In relation to other species, the clades formed showed an association with geographical regions: the lowlands of Rio Grande do Sul and Argentina, and highlands in the region of Parana and Santa Catarina states. Another three groups were found, corresponding to endemic highlands species. The haplotype network also showed groups of related sequences, which reflected the clades found in the phylogeny. These results suggest that the large morphological differences found between species of the genus has occurred due to cycles of expansion and retraction of the grasslands and forest areas in the subtropical region of South America, changing the geographical distribution of Calibrachoa populations sereval times. These modifications in the landscape composition along repetitive climatic changes, were the result from glacial and interglacial cycles, which occurred at least nine times over the last million years. Moreover, evidences of possible recent expansions associated with the occurrence of natural hybridization between species were found, suggesting that, although environmental and ecological isolation exists between species, recent changes in the distribution of some species could cause the loss of these barriers. Additional studies, using rapidly evolving molecular markers, including other genomes, and more detailed investigations at the populational levels, can provide more complete information about the processes that led to this great morphological variation in a very short time.

O entendimento da contribuição diferencial de processos neutros e adaptativos envolvidos na diferenciação genética entre populações, assim como sua relação com varáveis físicas e ambientais da área de distribuição das espécies, é fundamental para melhorar o conhecimento da história evolutiva, mas também para fazer um manejo e conservação mais adequados da diversidade genética das espécies. O surgimento da Planície Costeira do Atlântico Sul foi um processo relativamente recente, que conduziu a processos de colonização e expansão dos organismos para um ambiente costeiro. Os padrões de estrutura genética gerados em processos de colonização e expansão podem ser difíceis de interpretar devido ao fato de que podem apresentar sinais sobrepostos de efeito fundador em série, isolamento por distância e isolamento por ambiente quando envolvem gradientes ecológicos na área de estudo. No presente trabalho foram conduzidas caracterizações da diversidade e estrutura genética de dois taxa predominantemente costeiros co-distribuídos, Calibrachoa heterophylla e Petunia integrifolia ssp. depauperata, em toda a amplitude da distribuição. Também foram inferidas as dinâmicas de fluxo gênico entre populações e sua relação com variáveis topográficas e climáticas reconstruídas pelo meio de um levantamento exaustivo e modelamento para a área de estudo. Processos de diferenciação genética promovidos pelo regime diferencial de chuvas nos extremos da distribuição foram inferidos para as duas espécies. Também foram identificadas populações das duas espécies apresentando alto nível de mistura de identidade genética nas localidades ao redor da Lagoa dos Patos. Isso foi associado a alta instabilidade na história geomorfológica recente desta região e dinâmicas atuais do vento que favorecem a dispersão secundária de sementes a maiores distâncias. Adicionalmente foram identificados processos espécie-específicos que se relacionaram principalmente a fatores históricos de cada táxon. Em P. depauperata o efeito fundador relacionado a um processo único de colonização do ambiente costeiro determinou o nível superior de estrutura genética, enquanto que em C. heterophylla foi a história filogeográfica da espécie na qual a diferenciação intraespecífica é anterior à colonização da região costeira atual o fator preponderante. As diferenças de duração do ciclo de vida entre as espécies também influenciaram as dinâmicas contrastantes de fluxo gênico dos dois taxa, sugerindo que a colonização e adaptação local de C. heterophylla nas bordas da distribuição poderia ser condizente com um processo de monopolização. Em vista dos resultados obtidos neste trabalho, propõem-se o desenvolvimento de experimentos de transplante recíproco para confirmar o processo de adaptação local nas duas espécies e abordagens genômicas para identificar regiões do genoma responsáveis pelos processos de adaptação ao ambiente costeiro e de adaptação local nas margens da distribuição. / The understanding of differential contribution of neutral and adaptive processes to the genetic differentiation among populations, as well as its relationship to physical and environmental variables of species’ distribution area, is essential to improve the knowledge of species evolutionary history, but also to direct appropriate management and conservation policies for the genetic diversity. The emergence of the South Atlantic Coastal Plain was a relatively recent event that led to colonization and expansion processes to the coastal environment. Genetic structure patterns generated in colonization and expansion processes can be difficult to interpret because the overlapping signals, which can present the founder effect in series, isolation by distance, and isolation by environment in the presence of ecological gradients in the study area. In this work characterization diversity and genetic structure were conducted to two co-distributed and predominantly coastal taxa, Calibrachoa heterophylla and Petunia integrifolia ssp. depauperata alongside their complete geographical range. Moreover, we also inferred dynamic of gene flow among populations and investigated the relation between topographical and climatic variables reconstructed by means of an exhaustive survey and modeling for the study area and the gene flow. Shared genetic differentiation processes promoted by differential rainfall conditions at the distribution edges were inferred. In addition, we identified populations from both species with high level of mixed genetic membership in locations around the Patos Lagoon. This was associated with a high instability in recent geomorphological history of coastal region and current wind dynamics that favor the secondary seed dispersal over longer distances. Additionally, specific species processes were identified mainly related to historical factors of each taxon. In P. depauperata founder effects associated with unique colonization process to coastal environment determined the upper level of genetic structure, while in C. heterophylla the upper level of genetic structure was related to the phylogeographical history wherein the intra-specific differentiation preceded colonization to the current coastal region. The differences of the life span length of the species were also related to contrasting gene flow dynamics indicating that the colonization and local adaptation of C. heterophylla at the edges of the distribution could lead to monopolization process. In view of the results we propose the development of reciprocal transplant experiments to confirm the local adaptation process in both species and genomic approaches to identify regions of the genome responsible for the processes of adaptation to the coastal environment and local adaptation in distribution margins.