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En el presente estudio, se utilizaron marcadores microsatelites para estimar la variabilidad genética en tres fragmentos naturales de Luehea divaricata Mart. & Zucc. ubicados en municipios del estado de Rio Grande do Sul en el bioma Mata Atlântica, con el objetivo de identificar su potencial en colecciones de germoplasma para ser usado en Programas de rehabilitación de zonas degradadas. Con la ayuda de lo software GenAlEx v. 6.5 se estimaron parámetros de variabilidad genética y su separación entre y dentro de los fragmentos analizados. Se observó una mayor variabilidad genética dentro de los fragmentos (77%), que se espera para especies cuya reproducción es predominantemente por cruzamiento y un flujo genético estimado mayor a 1 (Nm= 3.853), que es suficiente para homogeneizar las frecuencias alélicas y hacer fragmentos similares genéticamente. Debido al alto flujo de genes entre los fragmentos, el índice de estructuración genética fue bajo (FST= 0.072), lo que los hace que sean menos susceptibles a los efectos adversos de la fragmentación. De esta manera, encontramos que existe variabilidad genética en los fragmentos de L. divaricata estudiados, información relevante para la planificación de programas de recuperación de áreas degradadas, en cuyas colecciones de germoplasma se debe priorizar el número de individuos por fragmento. No presente estudo foram usados marcadores microssatélites para estimar a variabilidade genética em três fragmentos naturais de Luehea divaricata Mart. & Zucc. localizados em municípios do estado do Rio Grande do Sul no bioma Mata Atlântica, visando identificar seu potencial para coletas de germoplasma para uso em programas de reabilitação de áreas degradadas. Com auxílio do software GenAlEx v. 6.5, foram estimados parâmetros da variabilidade genética e sua partição entre e dentro dos fragmentos analisados. Foi observada uma maior variabilidade genética dentro dos fragmentos (77%), o que é esperado para espécies cuja reprodução é predominantemente por cruzamentos e estimado um fluxo gênico superior a 1 (Nm= 3,853), o que é suficiente para homogeneizar as frequências alélicas e tornar os fragmentos similares geneticamente. Em decorrência do elevado fluxo gênico entre os fragmentos, o índice de estruturação genética foi baixo (FST = 0,072), o que os torna menos suscetíveis aos efeitos adversos da fragmentação. Dessa forma, constatamos que há variabilidade genética nos fragmentos de L. divaricata estudados, informação relevante para o planejamento de programas de recuperação de áreas degradadas, em cujas coletas de germoplasma deverá ser priorizado o número de indivíduos por fragmento. In this study we used microsatellite markers to analyse the genetic variability of three natural fragments of Luehea divaricata Mart. & Zucc. in the Atlantic Forest, aiming to identify their potential for use in rehabilitation of degraded areas. With the GenAlEx v. 6.5 software, genetic variability parameters and its partition between and within fragments were estimated. Higher genetic variability was observed within the analyzed fragments (77%), which is expected for species whose reproduction is predominantly by crosses. A gene flow greater than 1 (Nm= 3.853) was estimated, which is sufficient to homogenize allelic frequencies and make genetically similar fragments. Due to the high gene flow between fragments, the genetic differentiation index was low (FST = 0.072), which makes them less susceptible to the adverse effects of fragmentation. Therefore, we found that there is genetic variability in the studied L. divaricata fragments, and this information is relevant for planning recovery of degraded areas, in which germplasm collections should prioritize the number of individuals per fragment.

Orientador: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira, Anete Pereira de Souza e Marina Corrêa Côrtes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Eusocialidade é reconhecida como umas das estratégias evolutivas de maior sucesso entre os animais, sendo as formigas (Formicidae) o grupo eusocial mais dominante da Terra. Tal dominância é atribuída à fina divisão de trabalho e cooperação em colônias de formigas, associada às relações de parentesco entre os indivíduos do ninho. A ocorrência de poliginia (múltiplas rainhas na colônia) e/ou poliandria (fertilização da rainha por vários machos) é crucial para determinar essas relações e elucidar suas importâncias em diferentes espécies de formigas, bem como para compreender as distintas trajetórias evolutivas por de trás dos sistemas de cruzamentos das formigas. O sucesso evolutivo revelado pela abundância, papel ecológico e susceptibilidade ao ambiente também coloca as formigas como organismos promissores para o estudo dos efeitos de alterações ecossistêmicas. Estas características fazem das formigas organismos modelos para a biologia da conservação, especialmente em habitats ameaçados, tais como as savanas brasileiras conhecidas como cerrado. Neste trabalho, nós investigamos comparativamente duas formigas neotropicais abundantes e que se destacam por sua importância ecológica no Cerrado: Camponotus renggeri e C. rufipes (Formicinae). No primeiro capítulo, nós avaliamos as consequências do sistema de cruzamento na diversidade genética das colônias dessas duas formigas. Nós observamos que C. renggeri e C. rufipes apresentam poliginia facultativa, as rainhas copulam com machos não aparentados, e as operárias de colônias poligínicas são menos aparentadas que em colônias monogínicas. Colônias poligínicas de C. renggeri apresentaram rainhas não aparentadas, com ou sem reprodução diferencial entre elas, e que copulam com um ou poucos machos. Assim, nesta espécie, o número de rainhas determina a diversidade genética nas colônias. Diferentemente, as colônias poligínicas de C. rufipes apresentam rainhas aparentadas, com maior desvio reprodutivo entre elas, e com maior frequência de poliandria. Em C. rufipes, tanto rainhas quanto machos contribuem para a diversidade genética da colônia. Apesar destas diferenças, as duas espécies apresentaram níveis similares de diversidade genética dentro das colônias. No segundo capítulo, nós investigamos a respo sta em múltiplas escalas dessas duas espécies de Camponotus à paisagem, bem como suas susceptibilidades a variáveis ambientais (naturais, como as fisionomias de Cerrado, e de origem antrópica, como plantações e rodovias), utilizando abordagens recentes de genética da paisagem. No nível da colônia, nós encontramos que o número de rainhas e, consequentemente, a diversidade genética dentro dos ninhos de C. renggeri é muito mais afetada pela paisagem dos arredores de que em C. rufipes, aumentando com o distúrbio humano ao ambiente do cerrado. Na escala da população, nós mostramos que C. renggeri dispersa através de fisionomias florestais de Cerrado. Por outro lado, C. rufipes apresenta dois grupos genéticos bem definidos, os quais dispersam por diferentes componentes da paisagem, usando, cada um, áreas nativas abertas e florestais de Cerrado. Esses resultados mostram que a conservação do Cerrado é importante para a manutenção de ambas as populações de Camponotus. O presente trabalho aumentou nosso conhecimento sobre essas duas importantes formigas neotropicais, ressaltando a importância de trabalhos prévios de história natural de C. renggeri e C. rufipes para auxiliar a interpretação dos resultados genéticos. Esperamos que nosso trabalho encoraje estudos futuros a incorporar dados genéticos entre as informações básicas das espécies de formigas, tais como sistema de cruzamento e dispersão. Finalmente, esperamos que este tipo de estudo forneça subsídios para planos de manejo em reservas biológicas de savanas brasileiras Abstract: Eusociality is recognized as one of the most successful evolutionary strategies among animals, with the ants (Formicidae) as the most dominant eusocial group on Earth. Such dominance can be attributed to a fine division of labor and cooperation among colony members, associated with high genetic relatedness among nestmates. Polygyny (multiple egglaying queens in the colony) and polyandry (insemination by multiple males) are crucial traits mediating nestmate relatedness, and revealing their occurrence in different species helps to understand distinct evolutionary pathways underlying ant breeding systems. The evolutionary success of ants as revealed by their abundance, ecological roles, and environmental vulnerability, make them promising organisms to investigate effects of ecosystem disturbance. These characteristics make ants model organisms for conservation biology, especially in threatened habitats, such as the Brazilian Cerrado savannas. In this study, we investigate comparatively two abundant neotropical ants that are ecologically important in Cerrado: Camponotus renggeri and C. rufipes (Formicinae). In the first chapter, we evaluate the effect of the breeding system on colony genetic diversity in these two ant species. We observed that C. renggeri and C. rufipes exhibit facultative polygyny, queens of both species copulate with non-related males, and workers in polygynous colonies are less related than in monogynous colonies. Polygynous colonies of C. renggeri exhibited non-related nestmate queens, with or without reproductive skew among them, mating with one or a few males. Thus in this species queen number accounts for the genetic variability within colonies. In contrast, polygynous colonies of C. rufipes frequently have closely related queens, with higher levels of polyandry than C. renggeri, and increased reproductive skew among nestmate queens. Queens and males both contribute for colony genetic diversity in C. rufipes. Despite these differences, the two species presented similar levels of genetic diversity within colonies. In the second chapter, we investigate the multiscale responses by these two Camponotus species to landscape, as well as their susceptibility to environmental variation (natural variation, such as Cerrado physiognomies, and variation originated from anthropic action, such as plantations and roads), using recent approaches of landscape genetics. At the colony level, we found that the number of queens and thus genetic diversity in C. renggeri colonies are significantly more affected by the surrounding landscape than in C. rufipes, and increase with human-induced disturbance. At the population scale, C. renggeri disperses through forested Cerrado physiognomies, whereas C. rufipes presented two well-defined genetic clusters that disperse through different landscape physiognomies, using native open and forested cerrado areas each. Our results show that Cerrado conservation is important for the maintenance of both Camponotus species. The study increases our knowledge of these two important Neotropical ants, and highlights the relevance of previous natural history data about C. renggeri and C. rufipes to support the interpretation of genetic results. We hope our work encourages future studies to incorporate genetic data into basic information of ant species, such as breeding system and dispersal. Finally, we also hope that our study can help management and conservation programs in biological reserves of Brazilian Cerrado Mestrado Ecologia Mestra em Ecologia CNPQ 131908/2014-6 FAPESP 2014/23141-1

ABSCTRACT: Eugenia involucrata DC. is a forest species with high environmental and economic potential. The objective of this study was to quantify the genetic variability and analyzed the genetic structure of three natural fragments located in the central region of the Rio Grande do Sul state, Brazil. We used four microsatellite loci developed for the congener species Eugenia uniflora and using GenAlEx 6.5 software, parameters of genetic variability and its partition among and within fragments were estimated for each locus. We observed high levels of genetic variability (3.67 alleles per locus; HO = 0.815; HE = 0.625; FIS = −0.294), most of which (93%) were distributed within the fragments, suggesting that these individuals came from a single original population. Gene flow between fragments was high (2.35 to 4.56 migrants per generation), resulting in low genetic differentiation indexes (FST values ranging from 0.052 to 0.096). The fragments showed high genetic variability, distributed within the remnants themselves, and low genetic differentiation. Our results have repercussions for planning locally adapted germplasm collections for forest restoration programs, thereby avoiding the implantation of populations with an exogamous depression. RESUMO: Eugenia involucrata DC. é uma espécie florestal com elevado potencial ambiental e econômico. O presente trabalho teve por objetivo quantificar a variabilidade e analisar a estruturação genética em três fragmentos naturais localizados na região central do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Com o emprego de quatro locos microssatélites desenvolvidos para a espécie congênere Eugenia uniflora e usando-se o software GenAlEx 6.5, foram estimados parâmetros de variabilidade genética, para cada loco, e sua partição entre e dentro dos fragmentos. Foram observados altos índices de variabilidade genética (3,67 alelos por loco; HO = 0,815; HE = 0,625; FIS = -0,294), com a maior proporção (93%) distribuída dentro dos fragmentos, sugerindo que os indivíduos estudados são provenientes de uma única população original. O fluxo gênico foi elevado entre os fragmentos, variando de 2,35 a 4,56 migrantes por geração, resultando em baixo índice de diferenciação genética (FST), entre 0,052 a 0,096. Os fragmentos estudados apresentam elevada variabilidade genética, a maior parte distribuída dentro dos próprios remanescentes, e baixa diferenciação genética. Os resultados observados têm repercussões no planejamento de coleta de germoplasma com adaptação local para programas de restauração florestal, assim evitando a implantação de populações com depressão exogâmica.

Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Adriano Christofoletti Coorientador: Prof. Dr. Leandro Reverberi Tambosi Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Evolução e Diversidade, São Bernardo do Campo, 2021. As atividades antrópicas causam a perda e fragmentação de habitat, reduzindo e isolando populações de diversas espécies. Populações pequenas e isoladas sofrem com o aumento do efeito da deriva genética e da endogamia e, consequentemente, com a perda de diversidade genética e da capacidade adaptativa, aumentando os riscos de extinção. No entanto, tais problemas são minimizados quando o tamanho populacional efetivo é elevado e a conectividade entre as populações é mantida favorecendo a ocorrência de fluxo gênico entre elas. Dessa forma mantém-se a variabilidade genética das populações e sua sobrevivência em longo prazo. A manutenção de tamanhos populacionais viáveis e de fluxo gênico entre as populações depende da composição e configuração da paisagem onde essas populações estão inseridas. Neste sentido, o objetivo desse trabalho foi estudar não somente o status populacional genético da queixada (Tayassu pecari), como também a relação entre as variáveis genéticas das populações estudadas e as características das paisagens habitadas por essas populações. Com relação à genética populacional de queixadas, foi encontrado alto grau de diferenciação genética entre três populações da Mata Atlântica, contrastando com as altas taxas de migração históricas, estimadas usando um método de coalescência. Detectou-se baixa diversidade genética atual e tamanhos populacionais efetivos baixos em comparação com os estimados no passado para essas três populações, o que foi consistente com as evidências de gargalos populacionais recentes e endogamia. Além disso, as populações estudadas estão perdendo diversidade genética em comparação com a população de uma área mais bem preservada do Pantanal. As análises de genética da paisagem, para populações da Mata Atlântica, Pantanal e Cerrado, revelaram que o tamanho populacional efetivo foi menor em áreas com alta densidade de estradas pavimentadas. O isolamento das populações, medido pelo número de alelos privados, foi maior em áreas com baixa densidade hidrográfica e alta densidade populacional humana. Além disso, maiores coeficiente de endogamia foram associados com expansão da agricultura. Assim, estradas pavimentadas, presença humana e agricultura são impactos antrópicos que comprometem a viabilidade genética das populações de queixadas em longo prazo, aumentando as probabilidades de extinção. Dessa forma, ações de mitigação para minimizar o efeito de estruturas e atividades humanas sobre as populações de queixadas são extremamente necessárias para garantir a viabilidade da espécie. Anthropogenic activities cause habitat loss and fragmentation, reducing and causing isolation of populations of different species. Small and isolated populations suffer from higher genetic drift and inbreeding and, consequently, with the loss of genetic diversity and adaptive capacity, which increases the risk of extinction. However, such problems are minimized when the effective population size is high, and the connectivity between populations is maintained, favoring gene flow between them. Therefore, population genetic variability and their long-term survival are maintained. The maintenance of viable population sizes and gene flow between populations depends on the composition and configuration of the landscape where these populations are located. The objective of this work was to study not only genetic population status of white-lipped peccary (Tayassu pecari), but also the relationship between genetic variables from studied populations and the landscape features where these populations occur. Regarding genetic population of white-lipped peccaries, a high degree of genetic differentiation was found among three populations from the Atlantic Forest, contrasting with high historical migration rates, estimated using a coalescence method. Low current genetic diversity and low effective population sizes compared to those estimated in the past were detected for these three populations, which was consistent with evidence of recent population bottlenecks and inbreeding. Furthermore, studied populations are losing genetic diversity compared to the population from a better preserved area of the Pantanal. Landscape genetics analyzes for populations from the Atlantic Forest, Pantanal and Cerrado revealed that effective population size was smaller in areas with a high density of paved roads. Population isolation, measured by the number of private alleles, was greater in areas with low hydrographic density and high human population density. Higher inbreeding coefficients were associated with agricultural expansion. Thus, paved roads, human presence and agriculture are anthropogenic impacts that compromise long-term genetic viability of white-lipped peccary populations, increasing the chances of extinction. Therefore, mitigation actions to minimize the effect of human structures and activities on white-lipped peccary populations are extremely necessary to ensure the species' viability.

A andiroba (Carapa guianensis) é uma espécie arbórea de importância econômica na região Amazônica pelo grande interesse que vem despertando nas indústrias madeireira e cosmética. É uma planta monóica, com floração assincrônica e auto-incompatível. Ela é bastante plástica e se adapta para ocupar diferentes ambientes, sendo encontrada tanto no baixio como na terra firme. Os objetivos do presente estudo foram avaliar a estrutura genética de duas populações naturais de andiroba e quantificar a diversidade genética intrapopulacional, a autocorrelação espacial e o fluxo gênico analisando uma única população em dois ambientes distintos (terra firme e baixio) e em três classes de tamanho (plântulas, jovens e adultos). Para o estudo interpopulacional, foram avaliados 39 indivíduos adultos no município de Porto Acre e 38 em Rio Branco. Já para o intrapopulacional analisaram-se 957 indivíduos do município de Rio Branco. Foram utilizados sete locos polimórficos de microssatélites que permitiram observar 42 alelos em ambas as populações, sendo que as estimativas dos parâmetros genéticos foram muito próximas entre elas. Não foi observada endogamia e a taxa de cruzamento aparente foi alta indicando reprodução por alogamia. A maior parte da variabilidade genética (90,5%) foi encontrada dentro das populações. No entanto, a divergência genética entre as populações (9,5%) foi estatisticamente significativa e pode ser considerada intermediária. Com relação à variabilidade intrapopulacional, observou-se 85 alelos na população Rio Branco, com 67 alelos ocorrendo no ambiente de terra firme e 70 no baixio. A diversidade gênica foi semelhante nas três classes de tamanho na população total e nos dois ambientes, não tendo sido observada endogamia em nenhuma das classes de tamanho dos ambientes. Também não foi observada divergência genética entre as classes de tamanho. Já entre os indivíduos do ambiente de terra firme e os do baixio esta divergência foi baixa (1,63%), mas significativa. A taxa de cruzamento aparente foi alta tanto para os ambientes como para a população total. As analises de autocorrelação espacial dos genótipos revelaram que a população Rio Branco apresentou baixa estruturação espacial, sendo que as árvores localizadas a uma distância de até aproximadamente 370 metros tenderam a ser geneticamente similares. No ambiente de baixio encontrouse este mesmo padrão, com árvores localizadas a uma distância de até 160 metros mostrando-se mais aparentadas entre si. Quando se observou separadamente cada classe de tamanho neste ambiente, verificou-se baixa estruturação na classe dos jovens, e uma disposição quase que aleatória dos genótipos na classe dos adultos. Na terra firme não se observou estruturação espacial dos genótipos em nenhuma das classes. As analises de parentesco das plântulas indicaram que 7,3% dos parentais paternos foram encontrados no ambiente de terra firme e 9,4% no baixio. Este baixo índice encontrado mostra que é grande a quantidade de fluxo gênico vindo de fora da área amostrada. Verificou-se fluxo gênico de longo alcance dentro da população, observando-se uma distância média de até 888,8 metros entre os ambientes. Com base nos conhecimentos gerados sobre a estrutura genética, podem-se estabelecer estratégias de manejo e conservação dessas populações naturais de andiroba. Crabwood (Carapa guianensis) is a tree of economic importance in the Amazon region, due to the great interest it has been attracting in the wood and cosmetics industries. It is a monoecious species, with asynchronic flowering and self-incompatible. This species is very plastic and adapts to occupy different habitats, and it is found in the lowland and upland habitats. The objectives of this study were to evaluate the genetic structure between two natural populations of crabwood, and to quantify the intrapopulational genetic diversity, the spatial autocorrelation and gene flow of one population, considering two habitats (upland and lowland) and three size classes (seedlings, young plants and adults). For the interpopulational study, 39 adult individuals were evaluated in the municipal district of Porto Acre and 38 in Rio Branco. For the intrapopulational studies, 957 individuals were analyzed in the municipal district of Rio Branco. Seven polymorphic microssatellite loci were used to detect 42 alleles in both populations, were the genetic parameter estimates were very similar to each other. Inbreeding was not observed and the apparent outcrossing rate was high, indicating an outcrossing breeding system for this species. Most of the genetic variability (90.5%) was found to be within populations. However, the genetic divergence between them (9.5%) was statistically significant and can be considered as intermediate. Regarding the intrapopulacional variability, 85 alleles were observed in the Rio Branco population, with 67 alleles occurring in the upland habitat and 70 in the lowland. The genetic diversity was similar in the three size classes in the total population, and in the two habitats. No inbreeding was observed in any of the size classes of either habitat. No genetic divergence was observed between size classes as well. Between individuals of the upland habitat and those of the lowland habitat, this divergence was low (1.63%), but significant. The autocorrelation spatial analysis of the genotypes showed that the Rio Branco population presented low spatial genetic structuring, with the trees located at a distance of approximately 370 meters tending to be genetically similar. In the lowland habitat the same pattern was found, with trees located at a distance of 160 meters tending to be more related between themselves. When each size class of this habitat was observed separately, a low spatial genetic structuring was found in the young classes and an almost random disposal of the genotypes was observed in the adult classes. In the upland habitat, a spatial genetic structure of the genotypes was not observed in any of the size classes. The paternity analysis of the seedlings indicated that 7.3% of the male parents were found in the upland habitat and 9.4% in the lowland. This low index shows that the amount of gene flow coming from outside the sampling area is high. Long-distance gene flow within the population studied was observed, with an average distance of 888.8 m found between habitats. Based in the acquired knowledge on the genetic structure, management and conservation strategies can be established for these natural crabwood populations. Made available in DSpace on 2019-11-02T00:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 15854.pdf: 1727017 bytes, checksum: 15647a48e9c3654991fa3e316e13e77b (MD5) Previous issue date: 2007 Tese (Doutorado em Agronomia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2007.

The objective of this work was to evaluate the distribution of imidazolinone-resistant (IMI-R) red rice (Oryza sativa) populations, the frequency of alleles conferring resistance to IMI, and the adoption of agronomic practices applied to red rice control, across growing seasons and production regions of the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil. In the experiment, 1,008 red rice populations were screened for resistance to IMI, 760 IMI-R red rice plants were genotyped for the acetolactate synthase (ALS) alleles conferring resistance to IMI, and 40 'Clearfield' rice growers were surveyed. IMI-R red rice populations were widespread throughout RS since the 2006/2007 growing season, with a higher initial frequency in the Depressão Central and Fronteira Sul production regions. The occurrence of IMI-R red rice ranged from 1.6 to 3.5 years after 'Clearfield' rice release. Gly654Glu was the most frequent ALS mutation in IMI-R red rice populations, which shows a gene flow from the most used 'Clearfield' rice cultivars to the red rice plants. Crop rotation systems and certified seed were used by only 30% of the surveyed growers of 'Clearfield' rice, with lower percentages in the production regions where IMI-R red rice appeared faster. Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição de populações de arroz-vermelho (Oryza sativa) resistente às imidazolinonas (R-IMI), a frequência dos alelos que conferem resistência às IMI, e a adoção de práticas agronômicas aplicadas ao controle do arroz-vermelho, em estações de cultivo e regiões produtoras de arroz do Estado do Rio Grande do Sul (RS), Brasil. No experimento, 1.008 populações de arroz-vermelho foram avaliadas quanto à resistência às IMI, 760 plantas de arroz-vermelho R-IMI foram genotipadas quanto aos alelos da acetolactato sintase (ALS) que conferem resistência às IMI, e 40 produtores de arroz 'Clearfield' foram entrevistados. As populações de arroz-vermelho R-IMI estavam amplamente distribuídas no RS, desde a época de cultivo em 2006/2007, com maior frequência inicial nas regiões orizícolas da Depressão Central e da Fronteira Oeste. A ocorrência de arroz-vermelho R-IMI variou de 1,6 a 3,5 anos após o lançamento do arroz 'Clearfield'. A mutação Gly654Glu da ALS foi mais frequente nas populações de arroz-vermelho R-IMI, o que indica a ocorrência de fluxo gênico da cultivar de arroz 'Clearfield' para as plantas de arroz-vermelho. A rotação de culturas e o uso de sementes certificadas foram adotados por apenas 30% dos produtores de arroz 'Clearfield' entrevistados, com menores percentagens nas regiões em que o arroz-vermelho R-IMI apareceu mais rápido.

Bees, insects belonging to the order Hymenoptera, are considered the most important and specialized group of pollinators. Within this group we can highlight bees of the genus Bombus, popularly known as bumblebee. Bombus is important for maintaining the biodiversity of natural ecosystems throughout the globe, but are also efficient pollinators of a great diversity of native and cultivated plants. Knowledge of the diversity of these bees through molecular tools can be used to understand the processes that shape populations, making it possible to outline strategies for management, rational exploitation and conservation. The objective of this work was to characterize the genetic structure of Bombus morio populations located in Rio Grande do Sul. To perform the molecular characterization of B. morio, specimens were collected in different locations of Rio Grande do Sul. Genomic DNA was extracted from the second pair of legs. Then, partial amplification of the mitochondrial Cytochrome C Oxidase I gene (mtDNA COI), sequencing, editing and alignment of the sequences was performed. The results revealed a significant genetic divergence among bee populations, and harbor nine mitochondrial haplotypes, of which three are new haplotypes, although they vary by a few mutational steps. The populations of B. morio of Rio Grande do Sul, present significant genetic diversity because the species is native to the South / Southeast of Brazil and adapted to ecological conditions. As abelhas, insetos pertencentes à ordem Hymenoptera, são consideradas o mais importante e especializado grupo de polinizadores. Dentro deste grupo podemos destacar as abelhas do gênero Bombus, conhecidas popularmente como mamangavas. Bombus é importante para a manutenção da biodiversidade de ecossistemas naturais em todo globo terrestre, mas também são eficientes polinizadores de uma grande diversidade de plantas nativas e cultivadas. O conhecimento da diversidade dessas abelhas por meio de ferramentas moleculares pode ser utilizado para entender os processos que moldam ou moldaram as populações, possibilitando delinear estratégias para o manejo, exploração racional e conservação. O trabalho teve por objetivo caracterizar a estrutura genética de populações de Bombus morio localizadas no Rio Grande do Sul. Para fazer a caracterização molecular de B. morio, foram coletados espécimes em diferentes locais do Rio Grande do Sul. O DNA genômico foi extraído do segundo par de pernas. Após, realizou-se à amplificação parcial do gene mitocondrial Citocromo C Oxidase I (mtDNA COI), o sequenciamento, a edição e o alinhamento das sequências. Os resultados revelaram uma divergência genética significativa entre as populações de abelhas, e abrigam nove haplótipos mitocondriais, destes, três são haplótipos novos, embora variem por poucos passos mutacionais. As populações de B. morio do Rio Grande do Sul, apresentam significativa diversidade genética pelo fato da espécie ser originária do Sul/Sudeste do Brasil e adaptada a condições ecológicas.

ABSTRAT: Psidium guineense Sw, popularly known as araçá, is a fruit tree there is widely distributed in Brazil and belongs to the Myrtaceae family. In northeastern Brazil, araçá occurs along coast and in the Zona da Mata; its fruit looks like guava but is more acidic and has a stronger smell. There is a little information about this species, which increases the difficulty of conserving its genetic resources and exploiting araçá as an economic resource. The objective of this research was the evaluation of the genetic diversity and genetic structure of P. guineense from Pernambuco's Zona da Mata. One hundred and fourteen individuals and 18 isozyme loci were evaluated, showing 28 alleles. The percentage of polymorphic loci () and the average number of alleles per locus () were 0.5 and 1.5, respectively, in this population. The expected heterozygosity, which corresponds to the genetic diversity, ranged from 0.22 to 0.23, a high value when considering that isozymes mark access from the functional genome. The differentiation index among the population was () = 0.015; therefore, the populations were not different among the sampled places. The inbreeding values () ranged from -0.549 to -0.794, indicating an absence of inbreeding and a greater-than-expected heterozygosity in all the studied populations. The estimated gene flow (Nm) for a pair of this population ranged from 3.23 to 20.77, sufficient to avoid genetic differentiation among the population and in accordance with the values of genetic divergence found in this study. RESUMO: Psidium guineense Sw., conhecida popularmente como araçá, é uma fruteira pertencente à família Myrtaceae que tem ampla distribuição geográfica. Nos Estados do Nordeste Brasileiro ela ocorre principalmente na faixa litorânea e Zona da Mata. O fruto do araçazeiro tem sabor que lembra o da goiaba, ligeiramente mais ácido e de perfume mais acentuado, e sua exploração é feita de modo extrativista. As informações sobre esta espécie são escassas, o que dificulta a conservação dos recursos genéticos e sua exploração econômica. Neste trabalho foram estudadas a diversidade e estrutura genética de quatro populações de araçá, tendo sido avaliados um total de 114 indivíduos por meio de 18 loci isoenzimáticos que revelaram 28 alelos. A porcentagem de locipolimórficos () e o número médio de alelos por loco () nas populações foram 0,5 e 1,5, respectivamente. A heterozigosidade esperada (), que corresponde à diversidade gênica, variou entre 0,22 e 0,23, valores altos, principalmenteconsiderando-se que isoenzimas acessam a porção funcional do genoma. O índice médio de diferenciação () entre as populações foi de 0,015, portanto, as populações basicamente não diferem entre os locais amostrados. O índice de fixação () variou de -0,549 a -0,794 indicando ausência de endogamia e excesso de heterozigosidade nas populações. O fluxo gênico (Nm) estimado para os pares de populações variou de 3,23 a 20,77, valores que corroboram com a ausência de diferenciação observada entre estas.

Entender como os impactos causados pelo homem e a heterogeneidade ambiental gerada por essas alterações afetam a variabilidade genética é essencial para a preservação e o planejamento do manejo das espécies animais e vegetais. O objetivo principal deste trabalho foi investigar os efeitos das alterações na paisagem sobre a diversidade e diferenciação genética neutra e adaptativa de Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae), tanto, selecionamos cinco paisagens em regiões próximas ao município de Goiânia, no estado de Goiás. Dentro de cada paisagem, elencamos dois sítios amostrais. Para medir a estrutura da paisagem calculamos métricas relacionadas à quantidade de habitat, conectividade e heterogeneidade em buffers de 2km, 4km e 6km que delimitavam as paisagens e em buffers de 500m ao redor dos sítios amostrais. Em cada sítio coletamos frutos de, em média, 10 plantas-mãe. As sementes destes frutos foram medidas (diâmetro longitudinal, diâmetro transversal e massa) e plantadas em casa de vegetação. Posteriormente nós efetuamos medições de caracteres conhecidamente importantes para os estágios iniciais da planta, tais como: a porcentagem e o tempo de germinação, as alturas inicial e final, a taxa de crescimento da altura, os diâmetros inicial e final, a taxa de crescimento do diâmetro, o número de folhas, o comprimento e a largura foliar, a massa verde e a massa seca da raiz e da parte aérea, o comprimento da raiz e da parte aérea. O experimento realizado na casa de vegetação nos permitiu acessar a variabilidade genética quantitativa e o potencial evolutivo de C. brasiliense nos sítios amostrados. Assim, no primeiro capítulo, nós avaliamos o potencial evolutivo de C. brasiliense em cada sítio amostrado e os efeitos da estrutura da paisagem na variabilidade e diferenciação genética quantitativa. No segundo capítulo nós analisamos os efeitos da estrutura da paisagem na diversidade e diferenciação genética neutra de adultos e juvenis de C. brasiliense e verificamos se está ocorrendo um time-lag dos efeitos da alteração de habitat na perda de diversidade genética nessas paisagens. Para isto, nos mesmos sítios em que amostramos os frutos, nós coletamos folhas de indivíduos adultos e juvenis para extração de DNA. A partir dos genótipos obtidos utilizando nove locos microssatélites, nós acessamos a diversidade genética neutra de C. brasiliense e relacionamos com as métricas da paisagem e o tamanho efetivo populacional. A partir dessas análises, nós encontramos que a conectividade funcional foi uma variável importante para explicar os padrões observados na variabilidade genética quantitativa da maioria dos caracteres estudados, como àqueles relacionados às sementes, diâmetro das plântulas e caracteres foliares. A quantidade de habitat (%) foi a variável que determinou os padrões de diferenciação genético-quantitativa para as taxas de crescimento da altura e do diâmetro, bem como foi importante para explicar a diversidade genética neutra dos juvenis. Os níveis intermediários da quantidade de habitat apresentaram os maiores valores de riqueza alélica e heterozigosidade esperada para os juvenis, enquanto que a perda de diversidade genética, medida como a diferença entre a diversidade genética dos adultos e dos juvenis, foi influenciada pela conectividade funcional. A redução da diversidade genética detectada principalmente nos juvenis evidencia um efeito de time-lag, e corrobora com estudos que afirmam que espécies de vida longa, como é o caso de C. brasiliense, requerem um longo período de fragmentação para que as mudanças na heterozigosidade sejam detectadas. De forma geral o fluxo dos polinizadores e dispersores, e consequentemente o fluxo gênico, é um processo importante na manutenção do potencial evolutivo e diversidade genética desta espécie uma vez que, a conectividade funcional foi a variável mais importante influenciando a diversidade genética neutra e adaptativa de C. brasiliense. Desta forma, nossos resultados demonstram que restaurar ou conservar áreas de habitat em lugares chave que viabilizem a conectividade da paisagem são essenciais para a conservação desta espécie. Understanding how the human-caused impacts and environmental heterogeneity caused by these changes affect genetic variability is essential for the preservation and planning of animal and plant species management. The main objective of this work was to investigate the effects of landscape changes on diversity and on the adaptive and neutral genetic differentiation of Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae), an endemic species and tree symbol of Cerrrado. To do so, we selected five landscapes in regions near Goiânia, in the state of Goiás. Within each landscape, we selected two sample sites. To measure the structure of the landscape, we calculated metrics related to the amount of habitat, connectivity and heterogeneity in buffers of 2km, 4km and 6km that delimited the landscapes and in buffers of 500m around the sampling sites. In each site, we collect fruits of, on average, 10 mother-trees. The seeds of these fruits were measured (longitudinal diameter, transverse diameter and mass) and planted in a greenhouse. Afterwards, we performed character measurements of that were known to be important for the early stages of the plant, such as: percentage and germination time, initial and final heights, height growth rate, initial and final diameters, growth rate of diameter, number of leaves, leaf length and width, fresh and dry mass of root and shoot, root and shoot length. The experiment carried out in the greenhouse allowed us to access the quantitative genetic variability and the evolutionary potential of C. brasiliense in the sampled sites. Thus, in the first chapter, we evaluated the evolutionary potential of C. brasiliense in each sampled site and the effects of landscape structure on quantitative genetic variability. In the second chapter, we analyzed the effects of landscape structure on the diversity and genetic differentiation of adults and juveniles of C. brasiliense and verified if there is a time-lag of the effects of habitat change on the loss of genetic diversity in these landscapes. For this, in the same sites where we sampled the fruits, we collected leaves of adults and juveniles for DNA extraction. From the genotypes obtained using nine microsatellite loci, we access the neutral genetic diversity of C. brasiliense and relate it with the landscape metrics and the population effective size. From these analyzes, we found that functional connectivity was an important variable to explain the patterns observed in the quantitative genetic variability of most of the characters studied, such as those related to seeds, seedling diameter and leaf characters. The amount of habitat (%) was the variable that determined the patterns of genetic-quantitative differentiation for the growth rates of height and diameter, as well as being important to explain the neutral genetic diversity of juveniles. Intermediate levels of the amount of habitat had the highest values of allelic richness and heterozygosity expected for juveniles, while loss of genetic diversity, measured as the difference between adult and juvenile genetic diversity, was influenced by functional connectivity. The reduction of the genetic diversity detected mainly in juveniles evidences a time-lag effect, and corroborates with studies that affirm that species of long life, as C. brasiliense, require a long period of fragmentation so that the changes in heterozigosity are detected. In general, the movement of the pollinators and dispersers, and consequently the gene flow, is an important process in the maintenance of the evolutionary potential and genetic diversity of this species since functional connectivity was the most important variable influencing the neutral and adaptive genetic diversity of C. brasiliense. In this way, our results demonstrate that restoring or conserving habitat areas in key places that allow the connectivity of the landscape are essential for the conservation of this species. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Pollen and seed dispersal patterns greatly influence the spatial distribution of plant genetic diversity. Microsatellite-based parentage analysis provides accurate estimates of contemporary gene dispersal. Although most tropical trees have been shown to exhibit widespread pollen dispersal, few studies have estimated contemporary gene dispersal after seedling establishment. Bertholletia excelsa (Lecythidaceae) is pollinated by large-bodied bees, while previous seed-tracking experiments suggest their seeds are mainly dispersed across very short distances by scatter-hoarding rodents, who primarily act as seed predators. Here we used parentage analysis to provide contemporary estimates of pollen and seed dispersal in B. excelsa recruits. We examined six 25-ha plots located in two natural stands in the Acre River valley, in the southwestern Brazilian Amazon. We used 11 microsatellite markers to estimate genetic diversity and fixation index parameters in adults, seedlings and saplings. Genetic diversity was moderate and did not differ across size classes or sampling locations. We assigned pollen and seed parents for

Pollen and seed dispersal patterns greatly influence the spatial distribution of plant genetic diversity. Microsatellite-based parentage analysis provides accurate estimates of contemporary gene dispersal. Although most tropical trees have been shown to exhibit widespread pollen dispersal, few studies have estimated contemporary gene dispersal after seedling establishment. Bertholletia excelsa (Lecythidaceae) is pollinated by large-bodied bees, while previous seed-tracking experiments suggest their seeds are mainly dispersed across very short distances by scatter-hoarding rodents, who primarily act as seed predators. Here we used parentage analysis to provide contemporary estimates of pollen and seed dispersal in B. excelsa recruits. We examined six 25-ha plots located in two natural stands in the Acre River valley, in the southwestern Brazilian Amazon. We used 11 microsatellite markers to estimate genetic diversity and fixation index parameters in adults, seedlings and saplings. Genetic diversity was moderate and did not differ across size classes or sampling locations. We assigned pollen and seed parents for < 20% of the recruits, indicating that most events of realized gene flow occurred beyond our 25-ha plots. Only 10 parentage assignments were confirmed with 80% confidence. Pollen distance ranged from 33 to 372 m and seed dispersal from 58 to 655 m. Actual seed-dispersal distances were far greater than the estimates obtained in previous seed-tracking experiments. Thus, studies encompassing larger sampling areas are necessary to determine a more representative spatial scale of B. excelsa’s pollen and seed dispersal capacity in natural stands. RESUMO Os padrões de dispersão de pólen e sementes influenciam a distribuição espacial da diversidade genética. Muitas espécies arbóreas tropicais apresentam ampla dispersão de pólen, mas poucos estudos avaliaram fluxo gênico a partir de plântulas. Bertholletia excelsa (Lecythidaceae) é polinizada por abelhas e as sementes são dispersas por roedores do tipo scatter-hoarders (que estocam recursos em diferentes pontos de sua área de vida), que atuam primariamente como predadores de sementes. Experimentos de remoção de sementes tem mostrado que a dispersão de sementes por esses roedores é espacialmente limitada. Nosso objetivo foi obter estimativas de dispersão de pólen e sementes em B. excelsa a partir da análise de parentesco de regenerantes. Nós estudamos seis parcelas de 25 ha, em duas áreas de floresta nativa no vale do Rio Acre, no sudoeste da Amazônia brasileira. Parâmetros de diversidade genética e índice de fixação foram estimados em adultos, varetas e plântulas com 11 marcadores microssatélites. A diversidade genética foi moderada e não diferiu entre classes de tamanho ou entre localidades. A paternidade foi determinada em menos de 20% dos regenerantes, indicando que a maioria dos eventos de fluxo gênico ocorreu em distâncias maiores que as encontradas nas parcelas de 25 ha. As distâncias de pólen variaram de 33 a 372 m e as de dispersão de sementes variaram de 58 a 655 m. As distâncias de dispersão obtidas neste estudo excedem em muito as estimativas obtidas em experimentos de remoção de sementes. Estudos envolvendo áreas maiores são necessários para que possamos aprofundar nosso conhecimento sobre capacidade de dispersão de pólen e sementes em populações naturais de B. excelsa.

Submitted by Bruno Lopes da Silva Ferrette (brunoferrette@gmail.com) on 2018-10-11T17:02:09Z No. of bitstreams: 1 TESE_ISTIOPHORUS_FINAL_UNESP.pdf: 2852740 bytes, checksum: d36d494f9d722d2db92fb817b783e223 (MD5) Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2018-10-16T12:51:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferrette_bls_dr_bot_par.pdf: 949220 bytes, checksum: c823f2bcb611595d383a1bf7e33de07d (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-16T12:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferrette_bls_dr_bot_par.pdf: 949220 bytes, checksum: c823f2bcb611595d383a1bf7e33de07d (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) A atividade pesqueira desempenha um importante papel ambiental e socioeconômico, pois é fonte de renda e alimento para milhões de pessoas no mundo. Entretanto, falhas em sua gestão e lacunas nos dados biológicos para muitas espécies, tem resultado na sobreexplotação de seus estoques, o que pode impactar diversos ecossistemas marinhos. Neste contexto, os peixes-de-bico, grupo formado pelas famílias Xiphiidae e Istiophoridae, são considerados valiosos recursos pesqueiros, porém ainda não há consenso sobre o número e a validade das espécies da família Istiophoridae e também há incertezas sobre a avaliação atual de seus estoques. Sendo assim, o objetivo deste estudo é o de delimitar as espécies da família Istiophoridae e os estoques genéticos do agulhão-vela Istiophorus platypterus no Oceano Atlântico utilizando marcadores moleculares mitocondriais. Entre os resultados dos testes de delimitação de espécies, o número variou entre 6 e 12 táxons possíveis, dependendo do teste aplicado. Em relação a delimitação dos estoques genéticos de I. platypterus no Atlântico, assumindo-se apenas uma espécie no gênero Istiophorus, nossos resultados apontam a existência de alta diversidade genética, componde um único estoque genético no Atlântico (ΦST=0,01121, p=0,02438), apresentando um alto fluxo gênico. Porém, pela análise da rede de haplótipos e da inferência bayesiana observa-se a existência de diferentes linhagens mitocondriais simpátricas, que divergiram durante o Mioceno Superior e foram reaproximadas, interrompendo seu processo de especiação. Em tal contexto, o papel da genética é extremamente importante, pois a preservação destas linhagens é considerada crítica para a manutenção a longo prazo da atividade pesqueira sustentável. Os resultados deste estudo ainda mantêm a discussão sobre o status taxonômico dos peixes-de-bico, mas apresentam informações relevantes sobre a diversidade genética, estrutura genética populacional, conectividade e história demográfica de I. platypterus, apoiando o desenvolvimento de planos de gestão e manejo pesqueiros e a conservação da espécie no Oceano Atlântico. Fishing activity plays an important environmental and socio-economic role, as it is a source of income and food for millions of people worldwide. Although, shortcomings in management and gaps in biological data for many species resulted in the overexploitation of their stocks, which may impact several marine ecosystems. In this context, billfishes, a group compounded by the Xiphiidae and Istiophoridae families, are considered valuable fish resources, but there is still no consensus on the number and validity of the species of Istiophoridae family and there are also uncertainties about the current fisheries stocks assessments. Thus, the main objectives of this study are to delimit the species of the Istiophoridae family and the genetic stocks of the sailfish, Istiophorus platypterus, in the Atlantic Ocean using mitochondrial molecular markers. Among the species delimitation tests results, the number ranged from 6 to 12 possible taxa depending on the test applied. In order to determine the genetic stock of I. platypterus in the Atlantic Ocean, assuming only one species in the genus Istiophorus, our results point to the existence of high genetic diversity, comprising a single genetic stock in the Atlantic (ΦST = 0.01121, p = 0.02438), presenting a high gene flow. However, the analysis of the network of haplotypes and Bayesian inference shows the existence of different sympatric mitochondrial lines, which diverged during the Upper Miocene and were re-approximated, interrupting their speciation process. In this context, the role of Genetics is of great importance, as the preservation of these lineages is considered critical for the long-term maintenance of sustainable fishing activity. The results still maintain the discussion about the taxonomic status of billfishes, but display relevant information about the genetic diversity, genetic population structure, connectivity and demographic history of I. platypterus, supporting the development of management plans and conservation of the species in the Atlantic Ocean. BIOTA/FAPESP: 2011/23787-0

Dipteryx alata é uma árvore neotropical amplamente distribuída em todo o Cerrado brasileiro. Popularmente conhecida como baru, é uma das espécies do Cerrado mais promissoras para a domesticação e cultivo, em função do seu amplo potencial de uso. O objetivo geral do trabalho foi conhecer o sistema reprodutivo e a dinâmica do fluxo gênico via pólen em condições in situ e ex situ e verificar a influência da paisagem na estrutura genética intrapopulacional. Para alcançar estes objetivos foram desenvolvidos novos marcadores microssatélites para a espécie, utilizando tecnologias de sequenciamento de alto desempenho. Dentre os marcadores desenvolvidos para espécie foram selecionados os dez mais polimórficos para serem utilizados neste trabalho. A avaliação do sistema reprodutivo e da dispersão de pólen foi realizada em uma coleção de germoplasma (ex situ) localizada na Universidade Federal de Goiás e em uma população natural (in situ) no município de Orizona-GO, Brasil. A população natural também foi utilizada para avaliar a influência da paisagem na estrutura genética intrapopulacional em árvores adultas e juvenis. As condições in situ e ex situ apresentaram alta taxa de fecundação cruzada (tm = 0,815 e tm = 0,934), respectivamente, confirmando que as espécies de D. alata apresentaram um sistema misto de reprodução predominantemente alógamo. O número de sementes que compartilhavam os mesmos doadores de pólen foi alto, indicando um baixo número de doadores de pólen por árvore em ambas as condições. Isso pode estar relacionado à proximidade entre grupos de árvores, considerando que há menos polinização cruzada entre grupos de árvores mais distantes. Outro fator que pode ter influenciado a polinização cruzada a longas distâncias é a paisagem heterogênea devido à fragmentação do habitat. Os resultados indicam a presença de estrutura genética espacial (SGS) positiva e significativa em ambos os estágios de vida (adultos e juvenis) sendo o valor de Sp maior nos juvenis. As análises de agrupamento bayesiano mostraram a formação de dois grupos, tanto em adultos quanto em juvenis. Os indivíduos juvenis apresentaram maior interferência das composições da paisagem. Assim a inclusão das características da paisagem trouxe um ganho de explicação para o padrão de estrutura genética intrapopulacional na espécie D. alata. Estes resultados são importantes para subsidiar estratégias mais eficientes de conservação da espécie. Dipteryx alata is a Neotropical tree widely distributed throughout the Brazilian Cerrado. Popularly known as baru, it is one of the most promising Cerrado species for domestication and cultivation due to its wide potential use. The general goal of this work was to assess reproductive system and pollen-mediated gene flow patterns of in situ and ex situ conditions and to evaluate how landscape may influence intrapopulation genetic structure. New microsatellite markers were developed using high performance sequencing technologies, then the ten most polymorphic were selected and used in this work. The evaluation of the reproductive system and pollen dispersal was carried out in a germplasm collection (ex situ) located at the Universidade Federal de Goiás and in one natural population (in situ) in Orizona-GO, central Brazil. The natural population was also used to evaluate landscape influence on intrapopulation genetic structure in adult and juvenile trees. In situ and ex situ conditions showed a high cross fertilization rate (tm = 0.815 and tm = 0.934), respectively, confirming that the D. alata presents a mixed-mating system, predominantly allogamous. The number of seeds sharing the same pollen donors was high, indicating a low number of pollen donors per tree under both conditions. This may be related to the proximity between groups of trees, considering that there is less cross-pollination between groups of more distant trees. Another factor that may have influenced cross-pollination over long distances is the heterogeneous landscape due to habitat fragmentation. The results indicate the presence of a positive and significant spatial genetic structure (SGS) in both stages of life (adults and juveniles) with the highest Sp value in juveniles. Bayesian cluster analysis showed the formation of two groups in both adults and juveniles. Juvenile individuals presented greater interference from landscape compositions. Thus, the inclusion of the landscape features brought an explanation gain to the pattern of intrapopulation genetic structure in the D. alata species. These results are important to support more efficient conservation strategies for this species. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás

Orientadores: Paulo Eugênio Alves Macedo de Oliveira, Alexandre Magno Sebbenn Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O bioma Cerrado no estado de São Paulo foi severamente convertido em pequenas áreas remanescentes e árvores espacialmente isoladas imersos em uma paisagem antropogênica. Nós investigamos o investimento reprodutivo (produção de flores, frutos, sementes e taxa de germinação), diversidade genética e estrutura genética espacial (EGE), sistema de reprodução e dispersão de pólen de Qualea grandiflora em dois contextos ambientais (remanescente de Cerrado e beira de estradas) para auxiliar no desenvolvimento de estratégias de conservação do Cerrado. Nós genotipamos 96 adultos (45 no Cerrado e 51 na beira das estradas) e 1066 mudas (521 do Cerrado e 545 da beira das estradas) usando sete locos de microssatélites. Árvores na beira das estradas produziram maior número de flores que as árvores do Cerrado e as diferenças encontradas na frutificação variaram entre os três anos de estudo. A produção de sementes por fruto foi similar, mas a taxa de germinação foi maior para o Cerrado. A riqueza alélica dos adultos foi maior no Cerrado que na beira das estradas, e a das progênies foi maior que a dos adultos nos dois contextos. O índice de fixação (F) foi significativamente menor nos adultos que nas progênies nos dois contextos, mas foi maior para a progênie do Cerrado que da beira das estradas. A EGE foi similar para o Cerrado e a beira das estradas (Sp = 0.014 e 0.011, respectivamente). A taxa de cruzamento foi alta (tm > 0.98) e o cruzamento entre parentes (tm-ts < 0.1) foi baixo nos dois contextos, mas o número efetivo geral de doadores de pólen (Nep), dentro (Nepw) e entre (Nepa) frutos foi maior no Cerrado (12.7, 2.8, e 32.3 respectivamente) que na beira das estradas (4.6, 1.5, e 7 respectivamente). Foi observada dispersão dos grãos de pólen a longa distância (b < 1), mas a distância média foi 524.7 m no Cerrado e 60.9 m na beira das estradas. O tamanho efetivo das progênies e o número de árvores para a coleta de sementes foi similar entre os dois contextos. Ainda, nós estudamos o sistema de polinização e as características do néctar de Q. grandiflora. Apesar de apresentar características florais compatíveis com a síndrome de polinização por mariposas, Q. grandiflora apresenta um sistema de polinização misto, envolvendo tanto polinizadores noturnos (mariposas) quanto diurnos (borboletas, abelhas e beija-flor). No entanto, Q. grandiflora parece sincronizar sua fenologia, abertura das flores, deiscência das anteras, início da receptividade do estigma, emissão de odores e produção de néctar com os polinizadores mais abundantes e frequentes, as mariposas noturnas, as quais são responsáveis pela maior parte (60%) do fitness masculino na região estudada. Nós concluímos que as árvores de Q. grandiflora na beira das estradas não estão reprodutivamente isoladas, elas são elementos-chave e devem desempenhar funções ecológicas importantes e complementares na paisagem estudada. Elas podem compor o lote de árvores para a coleta de sementes para programas de reflorestamento, também podem representar a diversidade genética da cobertura original do Cerrado, e são importantes para a manutenção da comunidade de polinizadores em paisagens degradadas, contribuindo com o fluxo gênico de populações remanescentes de outras espécies do Cerrado. Portanto, nós propomos fortemente e urgentemente que as concessionárias reconheçam a importância desproporcional de árvores de espécies nativas na beira das estradas e inclua as mesmas nos planos de sustentabilidade ambiental das estradas como uma estratégia viável e de baixo custo para a conservação do bioma Cerrado. Abstract: Cerrado biome in São Paulo State was severely converted into small remnant patches and scattered trees immersed into an anthropogenic landscape. We investigated reproductive investment (flower, fruit and seed production, and germination rate), genetic diversity and spatial structure (SGS), mating system and pollen dispersal of Qualea grandiflora in two environmental contexts (Cerrado remnant and roadside) for Cerrado conservation purposes. We genotyped 96 adults (45 in Cerrado remnant and 51 at roadside) and 1066 offsprings (521 for Cerrado and 545 for roadside) using seven microsatellite loci. Roadside trees produced higher number of flowers than Cerrado trees, differences in fructification varied among the three studied years, seed production per fruit was similar, but seed germination was higher for Cerrado. Allelic richness for adults was higher in Cerrado than at roadside, and higher for offspring than for adults of both contexts. Fixation index (F) was significantly lower in adults than in offspring at both contexts, and higher for Cerrado progeny than roadside one. Extent of SGS was similar for Cerrado and roadside (Sp = 0.014 and 0.011, respectively). Outcrossing rate was high (tm > 0.98) while mating among relatives (tm-ts < 0.1) was low in both contexts, but the overall effective number of pollen donors (Nep), within (Nepw) and among (Nepa) fruits were higher in Cerrado (12.7, 2.8, and 32.3 respectively) than at roadside (4.6, 1.5, and 7 respectively). Pollen dispersal was fat-tailed in both contexts (b < 1), indicating long-distance dispersal, but mean distance was 524.7 m in Cerrado and 60.9 m at roadside. Effective size within progeny and number of seed-trees for harvesting seeds were similar between contexts. Moreover, we also studied Q. grandiflora pollination system and nectar features. Despite showing flower characteristics which fit the moth pollination syndrome, Q. grandiflora presented a mixed pollination system, involving both nocturnal (hawkmoths) and diurnal (butterflies, bees and hummingbirds) pollinator agents. Nevertheless, Q. grandiflora seemed to synchronize its phenology, flower opening, anther dehiscence, stigma receptivity, scent emission, nectar production with the more abundant and frequent pollinators, the hawkmoths, which were responsible for most male fitness in this species at the study region. Q. grandiflora trees at roadside are not reproductively isolated, they are keystone elements, and may play important and complementary ecological functions at the disturbed and fragmented landscape studied. They can compound the sample of seed-trees for recovery plans, they may represent the genetic diversity of the original Cerrado coverture, and due to the importance to the maintenance of pollinator communities in disturbed landscapes, contributing with the gene flow of other species remaining Cerrado populations. Thus, we propose strongly and urgently that road agencies recognize the disproportional importance of native roadside trees, and include them in road environmental sustainability plans, as a viable and low cost strategy for the conservation of Cerrado biome. Doutorado Biologia Vegetal Doutora em Biologia Vegetal CNPQ 140123/2014-8 FAPESP 2014/17472-5

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The natural grassland areas of the Pampa biome have been replaced by croplands for crop production, which can have impacts on the white grubs community. White grubs are known as the larval stage of Coleoptera from the family Melolonthidae, whose larvae are important component of soil macrofauna of agroecosystems, providing benefits due to gallery construction and nutrient cycling. Some species are root-feeding, such as the pasture white grub, Diloboderus abderus (Sturm, 1826). This species is one of the most important white grub pest in the Southern Cone of America. To characterize the Melolonthidae community, distribution, and population density, samples were performed in cultivated and natural grassland areas of 18 locations in the Brazilian Pampa. At each site, at least 25 trenches were open, larvae and adults were collected and identified. In the Brazilian Pampa, 1365 specimens were collected, belonging to 31 species, which four of them are pest species. Twenty two species were found in both landscape uses, three only in cultivated areas and seven only in natural grassland areas. D. abderus and Cyclocephala modesta were the most abundant and widely distributed in the Brazilian Pampa. Natural grassland areas had a greater abundance and diversity than cultivated areas. Our results demonstrate that exist a great diversity of white grubs in the Brazilian Pampa and that most species are capable of persisting in cultivated areas. Knowing species composition, population density, and how different species interact in agricultural areas are important to adopt management strategies. Larvae and adults of D. abderus were collected in the Southern Cone of America to perform the molecular characterization of this species. Specimens were identified, and the genomic DNA extracted from legs of larvae and adults. Subsequently, amplification of mitochondrial DNA cytochrome oxidade I (mtDNA COI), sequencing, trimming and alignment were performed. The sequencing of partial mtDNA COI of D. abderus allowed the identification of 19 haplotypes, high haplotype diversity and low nucleotide diversity. The haplotype Dabd01 was found in populations from Argentina, Paraguay, and Brazil. Low gene flow was observed among populations of D. abderus in the Southern Cone of America, but the populations are not geographically isolated. As pastagens naturais do bioma Pampa vêm sendo substituídas por áreas para cultivos de grãos e a conversão de uso dessas terras pode causar impactos no complexo de corós. Coró é a denominação popular das larvas de coleópteros da família Melolonthidae, que são importantes constituintes da macrofauna edafícola dos agroecossistemas e apresentam características benéficas pela abertura de galerias e na reciclagem de nutrientes. Algumas espécies possuem hábitos rizófagos, destacando-se o coró-das-pastagens, Diloboderus abderus (Sturm, 1826), que é considerado uma das mais importantes espécies de corós-praga no Cone Sul da América. Para caracterizar o complexo de Melolonthidae, distribuição e densidade populacional foram realizadas amostragens em áreas cultivadas e não cultivadas de 18 municípios no bioma Pampa brasileiro. Em cada área foram abertas pelo menos 25 trincheiras e as larvas e os adultos foram coletados e identificados. No Pampa brasileiro foram coletados 1365 espécimes, pertencendo a 31 espécies, sendo quatro consideradas pragas de cultivos agrícolas. Do total de espécies coletadas, 22 foram encontradas em ambas áreas, enquanto três espécies ocorreram apenas em áreas cultivadas e sete em áreas não cultivadas. As espécies D. abderus e Cyclocephala modesta foram as mais abundantes e amplamente distribuídas no Pampa brasileiro. A diversidade de espécies, a densidade populacional e a abundância foram maiores em áreas não cultivadas do que em áreas cultivadas. A densidade de corós-praga foi menor que a densidade de espécies não pragas na maioria das áreas amostradas. Os resultados permitem inferir que existe grande diversidade de corós no Pampa brasileiro e que algumas espécies são capazes de persistir em áreas cultivadas. O conhecimento das espécies, densidade populacional e como essas espécies se comportam em áreas agrícolas, é importante para adotar estratégias de manejo. Espécimes de D. abderus foram coletadas em diferentes locais do Cone Sul da América para fazer a caracterização molecular dessa espécie. O DNA genômico foi extraído das pernas de larvas ou adultos. Após, realizou-se à amplificação parcial do gene mitocondrial citocromo oxidase I (mtDNA COI), o sequenciamento, a edição e o alinhamento das sequências. O sequenciamento parcial do mtDNA COI permitiu a identificação de 19 haplótipos, alta diversidade haplotípica e baixa diversidade nucleotídica. O haplótipo Dabd01 foi encontrado em populações da Argentina, Paraguai e Brasil. Ocorre pouco fluxo gênico entre as populações de D. abderus analisadas, mas estas não estão geograficamente isoladas.

Submitted by ABNER Carvalho-Batista (geleiaum@hotmail.com) on 2017-12-16T09:21:01Z No. of bitstreams: 1 Tese Abner Carvalho-Batista.pdf: 1896145 bytes, checksum: c78e69ae11bb6a3f4a247a9f87b81f35 (MD5) Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2017-12-18T14:53:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carvalho-batista_a_dr_bot_par.pdf: 438950 bytes, checksum: cff4e3f50974e9f74e3d62aadf2a08ba (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-18T14:53:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carvalho-batista_a_dr_bot_par.pdf: 438950 bytes, checksum: cff4e3f50974e9f74e3d62aadf2a08ba (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Espécies crípticas constituem um desafio ao conhecimento da biodiversidade e tem sido tema de um número cada vez maior de estudos nos últimos anos. O gênero Xiphopenaeus por 90 anos teve reconhecidamente duas espécies, Xiphopenaeus kroyeri no Atlântico e Xiphopenaeus riveti, no Pacífico. Contudo, nos últimos 20 anos, a taxonomia do gênero tem passado por grandes reviravoltas, com a sinonimização das duas espécies em 1997 com base em dados morfológicos, tornando o gênero monotípico, com X. kroyeri como a única espécie válida. E nos últimos dez anos além da revalidação de X. riveti baseada em dados moleculares, a existência de na verdade, duas espécies crípticas no Atlântico, veio a tona. Assim, o presente estudo averiguou utilizando ferramentas moleculares (os genes mitocondriais Citocromo c Oxidase Subunidade I e 16S rDNA) e morfológicas, o possível número de espécies constituintes do gênero Xiphopenaeus, e quais caracteres morfológicos podem ser utilizados na identificação destas. Foram analisados indivíduos provenientes de 16 localidades nos oceanos Atlântico e Pacífico. Foi detectada a divisão dos indivíduos analisados em cinco grupos, três no Atlântico, aqui denominadas a principio de A1, A2 e A3 e dois no Pacífico, P1 e P2, os quais pelas divergências genéticas observadas em ambos os marcadores empregados, mostraram-se constituir cinco diferentes espécies. Tal divisão foi suportada pelas demais análises empregadas (análises filogenéticas, Amova, rede de haplótipos). As fotografias obtidas por meio da microscopia eletrônica de varredura dos caracteres sexuais secundários dos machos mostraram diferenças morfológicas substâncias capazes de separar quatro das cinco espécies detectadas nas análises moleculares (uma vez que não foram encontrados machos do grupo P2). A análise comparativa com o holótipo de Xiphopenaeus kroyeri mostrou que espécie corresponde ao grupo A1 detectado no presente estudo, e que A2 e A3 são novas espécies a serem descritas. Por fim, valores significativos de Fst foram encontrados entre as populações de A1, porém sem um padrão geográfico, enquanto as demais espécies do Atlântico parecem ser panmíticas, e sinais de expansão demográfica recente e desvios da seleção neutra foram detectados nas três. Cryptic species comprise a challenge to the knowledge of biodiversity, and they have been increasingly studied in past recent years. For 90 years, the genus Xiphopenaeus had recognized two species: Xiphopenaeus kroyeri, in the Atlantic, and Xiphopenaeus riveti, in the Pacific. In the last 20 years, however, the taxonomy of the genus has been changed; the synonymization of the species in 1997, based on morphological characters, turned the genus monotypic, with X. kroyeri as the only valid species. In the last decade, besides the revalidation of X. riveti based on molecular data, the existence of two cryptic species in the Atlantic came to light. Thus, the present study aimed to verify, using molecular (the mitochondrial genes Cytochrome Oxidase Subunit I and 16S rDNA) and morphological tools, how many species comprise the genus Xiphopenaeus, and which morphological characters can be used for their reliable identification. Individuals from 16 localities in Atlantic and Pacific oceans were analyzed. A structuration of the analyzed individuals into five groups was observed, three from the Atlantic (A1, A2 and A3) and two from the Pacific (P1 and P2). The genetic divergence observed indicates the existence of five different species. Such structuration was also supported by the phylogenetic analyzes, AMOVA and haplotype network. The images obtained by scanning electronic microscopy of secondary sexual characters of males showed morphological differences reliable enough to discriminate four of five species detected by molecular analyzes (there were no males from P2). The comparative analyzes of the holotype of Xiphopenaeus kroyeri showed that the specimen corresponds to A1 group, and A2 and A3 are new species to be described. Finally, statistically significant Fst values were found among A1 populations, although without a clear geographic pattern. The other species from Atlantic seems to be panmictic, with recent demographic expansion and deviation of neutral selection been observed for the three species.

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Apesar da sua importância ecológica, a espécie encontra-se ameaçada de extinção, principalmente devido à intensa exploração e degradação de seu ambiente natural. O objetivo deste trabalho foi investigar a diversidade genética, a estrutura genética espacial intrapopulacional (EGE), o sistema de cruzamento e o fluxo gênico contemporâneo de uma população de C. estrellensis, localizada em um fragmento florestal (448,2 ha) na cidade de Bataguassu (Estado do Mato Grosso do Sul, Brasil), utilizando marcadores microssatélites. Foram mapeadas, medidas (altura e diâmetro a altura do peito) e genotipadas todas as 285 árvores adultas encontradas na área e coletadas sementes de 20 árvores matrizes, 32 sementes por árvore para as análises de forma hierárquica dentro e entre frutos. Utilizando os genótipos de adultos e progênies foram investigadas a herança Mendeliana, ligação genética e o desequilíbrio genotípico de nove locos de C. estrellensis, os quais exibiram herança Mendeliana, não estão ligados e segregam de forma independente. Embora a riqueza alélica ( ), heterozigozidade observada ( ) e esperada ( ) foram similares entre adultos ( = 8,3, = 0,648, = 0,686) e sementes ( = 7,8, = 0,640, = 0,682), estes índices foram significativamente menores nas sementes. O índice fixação médio ( ) não foi significativamente maior do que zero, sugerindo ausência de endogamia nos adultos e nas sementes. A taxa de cruzamento multilocos ( ) foi significativamente menor que a unidade (1,0), sugerindo autofecundações. A taxa de cruzamento entre indivíduos parentes ( ) foi significativamente maior do que zero (0,062) e a correlação de paternidade foi maior dentro ( = 0,835) do que entre frutos ( = 0,062). O coeficiente médio de coancestria ( ) foi maior e o tamanho efetivo ( ) foi menor do que o esperado para progênies de populações panmíticas. O número estimado de árvores matrizes para a coleta de sementes para obter um tamanho efetivo de 150 foi de 52. A taxa de imigração de pólen foi de 9,4%. O raio efetivo de dispersão de pólen ( ) foi de 974 m. A análise de modelagem de dispersão de pólen de Kernel indicou o modelo de dispersão exponencial como o que melhor explica a dispersão de pólen, com média de dispersão de pólen de 610,9 m. Portanto, a população de C. estrellensis não está reprodutivamente isolada devido à dispersão de pólen a longas distâncias e apresenta grande potencial para fins de conservação genética in situ e ex situ. Cariniana estrellensis (Raddi) Kuntze (Lecythidaceae), popularly known as jequitibá-branco, is a tropical tree species typical of advanced successional stages, characteristic of climax forests. Although it ecological importance, the species is threatened with extinction, mainly due to the intense exploitation and degradation of its natural environment. The objective of this study was to investigate the genetic diversity, intrapopulation spatial genetic structure (SGS), the mating system and contemporary gene flow of a population of C. estrellensis, located in a forest fragment (448.2 ha) in the city of Bataguassu (State of Mato Grosso do Sul, Brazil), using microsatellite markers. Were mapped, measured (height and diameter at breast height) and genotyped all 285 adult trees found in the area and collected seeds from 20 matrices trees, 32 seeds per tree for the hierarchical analyses within and among fruits. Using the genotypes of adults and progenies were investigated Mendelian inheritance, genetic linkage and genotypic disequilibrium of nine loci of C. estrellensis, which exhibited Mendelian inheritance, are not linkaged and segregate independently. Although the allelic richness ( R ), observed heterozygosity ( Ho ) and expected ( He ) were similar among adults ( R = 8.3, Ho = 0.648, He = 0.686) and seeds ( R = 7.8, Ho = 0.640, He = 0.682), these indexes were significantly lower in the seeds. The average fixation index ( F ) was not significantly greater than zero, suggesting absence of inbreeding in adults and seeds. The rate of multilocus outcrossing ( m t ) was significantly less than unit (1.0), suggesting selfing. The outcrossing rate between related individuals ( m s t  t ) was significantly greater than zero (0.062) and the paternity correlation was higher within ( p(w) r = 0.835) than that among fruits ( p(a) r = 0,062). The average coefficient of coancestry (  ) was higher and the effective size ( Ne ) lower than expected for progenies of panmitic populations. The estimated number of matrices trees to collect seeds to obtain the effective size of 150 was of 52. The immigration rate of pollen was 9.4%. The effective radius of pollen dispersal ( ep r ) was of 974 m. The analysis of Kernel pollen dispersion modeling indicated the exponential dispersion model as the best explanation for pollen dispersion, with a pollen dispersion average of 610.9 m. Therefore, the population of C. estrellensis is not reproductively isolated due to the dispersion of pollen over long distances and presents great potential for in situ and ex situ genetic conservation purposes. FAPESP: 2014/02675-8

Agradecimentos: We thank P. R. Guimarães Jr., J. G. V. Miranda, C. Palma-Silva, P. I.Prado, and T. Quental for stimulating discussions and feedback on the manuscript. This work was supported by São Paulo Research Foundation (FAPESP) (grant #2010/10155-3 to ABM and grant #2016/06054-3 to MAMA) and CNPq (grant #302859/2011-0 to MAMA). The authors declare no conflict of interest Abstract: Ring species are groups of organisms that dispersed along a ring-shaped region in such a way that the two ends of the population that meet after many generations are reproductively isolated. They provide a rare opportunity to understand the role of spatial structuring in speciation. Here, we simulate the evolution of ring species assuming that individuals become sexually isolated if the genetic distance between them is above a certain threshold. The model incorporates two forms of dispersal limitation: exogenous geographic barriers that limit the population range and endogenous barriers that result in genetic structuring within the population range. As expected, species' properties that reduce gene flow within the population range facilitate the evolution of reproductive isolation and ring species formation. However, if populations are confined to narrow ranges by geographic barriers, ring species formation increases when local mating is less spatially restricted. Ring species are most likely to form if a population expands while confined to a quasi-unidimensional range but preserving high mobility in the direction of the range expansion. These conditions are unlikely to be met or persist in real populations and may explain why ring species are rare FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Fechado