Diversidade genética de espécies microendêmicas de Calibrachoa Cerv. (Solanaceae)

Abstract

Plantas endêmicas ou raras tendem a apresentar baixa variabilidade genética devido à área restrita de distribuição ou ao baixo tamanho populacional efetivo, situações algumas vezes causadas por interferência humana. Diversos estudos vão ao encontro de tais expectativas, mas também se pode encontrar espécies que apresentam alta variabilidade genética sendo classificadas como naturalmente raras. Calibrachoa é um gênero de Solanaceae com 27 espécies, altamente diversificado em regiões de campos de altitude no Sul do Brasil. Calibrachoa eglandulata, C. sendtneriana, C. serrulata e C. spathulata são espécies microendêmicas restritas a poucas localidades nos estados de Santa Catarina e Paraná. Pouco se sabe a respeito de sua variabilidade genética e não existem estudos sobre fluxo gênico e estruturação populacional para estas espécies, sendo o objetivo deste estudo quantificar a diversidade genética utilizando diferentes tipos de marcadores moleculares, bem como apurar a existência e a força da estruturação populacional e do fluxo gênico. Seis loci de microssatélites e dois espaçadores intergênicos plastidiais (trnH-psbA e trnS-trnG) foram amplificados para acessar essas informações, e fatores e eventos evolutivos responsáveis pelos padrões encontrados. Calibrachoa eglandulata apresentou os menores valores para diversidade genética dentre todas as quatro espécies, associados a fluxo gênico restrito e alta estruturação populacional. Calibrachoa sendtneriana e C. spathulata apresentaram valores similares para diversidade genética, com ausência de estruturação populacional para a primeira e a última se mostrou fortemente estruturada. Calibrachoa serrulata apresentou valores moderados de diversidade genética e estruturação populacional. Fatores como a história de vida, a especificidade do hábitat, o tipo de polinização e eventos de hibridação podem explicar os padrões encontrados neste estudo. Os dados genéticos gerados neste estudo são extremamente importantes para determinar o status de conservação preciso ou atualizar as definições já existentes e também contribuem para o conhecimento a respeito destas espécies endêmicas do Brasil.

Endemic (or rare) plant species are expected to have low genetic variability because their small range or effective size, situations sometimes caused by human interference. Several studies agree to this expectation, but also one can find species that show high genetic diversity, even being classified as naturally rare. Calibrachoa is a Solanaceae genus with 27 species, highly diversified in highland grasslands in Southern Brazil. Calibrachoa eglandulata, C. sendtneriana, C. serrulata, and C. spathulata are narrow endemic species, restricted to few localities in Santa Catarina and Paraná states. Little is known about their genetic diversity and no studies have been made about gene flow and population structure for these species, being the objective of this study to quantify the genetic diversity using different types of molecular marker, . Six microsatellite loci and two plastid intergenic spacers (trnH-psbA and trnS-trnG) were amplified in order to access the genetic variability, population structure, and gene flow for each of these species as well as factors and evolutionary events driving the patterns found. Calibrachoa eglandulata presented the lowest genetic diversity indices among the four species, associated with restricted gene flow and high population structure. Calibrachoa sendtneriana and C. spathulata showed similar values for genetic diversity but the former showed no population structure while the latter was found to be strongly structured. Calibrachoa serrulata presented moderate values of genetic diversity and population structure. Factors such as life history, habitat specificity, pollination syndrome, and putative interspecific hybridization events could explain the patterns found here. The genetic data generated in this study are extremely important for accurately determine the conservation status of these species or updating existing ones and contribute to the knowledge on these endemic Brazilian species.