Projetos em andamento

Filogeografia e Biologia Reprodutiva de populações de Vriesea carinata e Vriesea incurvata (Bromeliaceae).
Vriesea carinata e V. incurvata são duas espécies de bromélias que pertencem à subfamília Tillandsoideae e estão distribuídas ao longo da Mata Atlântica, com ocorrência de populações em simpatria. Essas espécies têm forte apelo ornamental, sofrendo impactos com o extrativismo e informações sobre aspectos genéticos básicos e sistema reprodutivo são escassos. O presente projeto tem como objetivo geral estudar aspectos da genética das populações, fluxo gênico, padrões filogeográficos, hibridação, fenologia e aspectos da fertilidade de populações naturais de Vriesea carinata e V. incurvata. Os objetivos específicos são: a) definir a distribuição atual de V. carinata e V. incurvata na Mata Atlântica e identificar as populações que se encontram em simpatria; b) avaliar os padrões filogeográficos de V. carinata e V. incurvata na Mata Atlântica, utilizando marcadores moleculares de microssatélites plastidiais; c) caracterizar as populações de V. carinata e V. incurvata considerando caracteres morfométricos da flor; d) avaliar a possibilidade de formação de híbridos naturais; e) descrever e caracterizar aspectos da biologia reprodutiva de populações de V. carinata e V. incurvata, tais como fenologia reprodutiva, antese das espécies, desenvolvimento das flores quanto ao amadurecimento diferencial das estruturas reprodutivas, quantificação e qualificação da produção de néctar e diferenças na germinação do pólen no estigma quanto à sua origem (polinização cruzada e autopolinização). Os dados obtidos contribuirão para elucidar aspectos evolutivos das espécies, que serão de grande importância para o desenvolvimento de estratégias para a conservação e manejo das populações de V. carinata e V. incurvata e de espécies relacionadas.

Biologia reprodutiva de Aechmea caudata e Aechmea winkleri (Bromeliaceae)
O presente estudo está inserido em um projeto amplo que visa contribuir para os estudos genéticos e biológicos da família Bromeliaceae. Aechmea caudata Lindman e A. winkleri Reitz são espécies morfologicamente semelhantes, pertencentes ao subgênero Ortgiesia. Estas espécies e os híbridos (naturais ou artificiais) são utilizados como ornamentais, o que as tornam vulneráveis devido ao extrativismo. Aechmea caudata tem distribuição geográfica relativamente ampla, estendendo-se desde o estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. A. winkleri é endêmica da região central do estado do Rio Grande do Sul, especificamente do município de Santa Cruz do Sul (RS). O conhecimento acerca da biologia reprodutiva, fertilidade, estrutura genética de populações e outros parâmetros que possam auxiliar na conservação de Aechmea caudata e A. winkleri é praticamente inexistente. O presente projeto tem como objetivo geral investigar a biologia reprodutiva destas espécies e relacioná-la com a diversidade genética e estrutura das populações. Os objetivos específicos são: (a) avaliar a fertilidade e o sucesso reprodutivo através da análise da produção de sementes; (b) estudar a estrutura demográfica das espécies e correlacionar estes dados com os parâmetros de biologia reprodutiva; (c) estimar as taxas de fecundação cruzada através da análise de progênies utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites; (d) determinar o fluxo gênico contemporâneo, a estrutura genética do pool de pólen e a área de vizinhança efetiva de polinização; (e) identificar a diversidade genética e a ocorrência de estrutura populacional a partir dos dados obtidos para a análise das progênies; (f) correlacionar as informações obtidas com os outros dados gerados por nosso grupo e dados da literatura, com a finalidade de propor ações de conservação destas espécies. A obtenção desses dados é extremamente importante, já que o estabelecimento de programas de conservação depende, fundamentalmente, deste tipo de informação.

Conservação de Dyckia distachya Hassler: estrutura da diversidade genética, reprodução e viabilidade de populações reintroduzidas e naturais
Dyckia distachya Hassler é uma bromélia rara e endêmica do Rio Uruguai, específica de ambientes reofíticos, ocorrendo exclusivamente nas margens e ilhas rochosas de rios, estando sujeita às forças das corredeiras nos períodos de cheia e a secas extremas nos períodos de vazante. Entretanto, as pressões antrópicas impostas nesses ambientes singulares, ameaçam a existência de algumas espécies restritas a esses locais, sendo D. distachya um dos principais exemplos. As construções de usinas hidrelétricas ao longo do rio Uruguai ocasionaram o alagamento de grande parte dos locais de ocorrência dessa bromélia. Indivíduos de D. distachya foram resgatados com o intuito de evitar a extinção da mesma, passando a integrar coleções em viveiros. Mais tarde, algumas populações foram reintroduzidas e estão sendo monitoradas nas regiões próximas as barragens, porém, ainda não foi observado o recrutamento de novos indivíduos nesses ambientes. Atualmente, D. distachya encontra-se na lista das espécies ameaçadas de extinção (Ministério do Meio Ambiente, 2008). Este projeto visa contribuir para a compreensão de aspectos do sistema de cruzamento, sucesso reprodutivo e estruturação da diversidade genética de populações naturais e reintroduzidas de D. distachya. Tendo como objetivos específicos: (a) avaliação do potencial reprodutivo e a viabilidade de populações reintroduzidas de D. distachya em comparação com uma população natural; (b) validação de uma biblioteca genômica enriquecida com microssatélites de D. distachya, desenvolvida pelo Núcleo de Genética e Conservação de Plantas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, testando os primers desenhados em diferentes indivíduos; (c) identificação dos efeitos da reintrodução nas taxas de fecundação cruzada e de autofecundação através da análise de progênies utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites; (d) determinação do fluxo gênico contemporâneo, da estrutura genética do "pool" de pólen e da área de vizinhança efetiva de polinização entre as populações estudadas; (e) descrição da diversidade e inferência sobre a estruturação genética das populações naturais e reintroduzidas de D. distachya. Os dados que serão obtidos com a realização deste trabalho serão de extrema importância para questões, ainda sem resposta, que dizem respeito a populações reintroduzidas na natureza.

Especiação, isolamento reprodutivo e filogeografia no complexo de espécies do subgênero Ortgiesia (Aechmea - Bromeliaceae): implicações evolutivas e conservacionistas
No gênero Aechmea (Bromeliaceae) encontram-se agrupadas várias espécies de difícil delimitação taxonômica, sendo imprecisos os limites entre os subgêneros e espécies. No subgênero Ortgiesia ocorre um complexo morfologicamente muito semelhante, formado por seis espécies: Aechmea candida, A. caudata, A. coelestis, A. gracilis, A. organensis e A. winkleri. As principais características utilizadas para a identificação e separação das espécies são: coloração e tamanho de ovário, cor de pétalas e sépalas, tamanho das flores e época de florescimento. Entretanto, ocorre uma intensa variação morfológica nessas características, tornando a identificação das espécies complexa. Além disso, as informações das fichas das exsicatas nos herbários geralmente não trazem informações a respeito da coloraçáo das peças florais, gerando confusão também na delimitação geográfica das espécies. Diversos estudos têm sido direcionados para a revisão de gêneros, subgêneros e complexos de espécies da família Bromeliaceae. Porém, ainda persistem lacunas de conhecimento, especialmente nos gêneros mais ricos. Estudos iniciais com o objetivo de auxiliar na delimitação taxonômica deste grupo foram iniciados em 2008 pelo Núcleo Genética e Conservação de Plantas com as espécies A. caudata e A. winkleri. As demais espécies do complexo são alvo do presente projeto. Para auxiliar na delimitação taxonômica das quatro espécies, serão realizadas quatro diferentes abordagens: filogeográfica, de isolamento reprodutivo, identificação de possíveis híbridos e o estudo da biologia reprodutiva das espécies. Sendo assim, como objetivos específicos, o projeto apresenta: 1) Compreender o relacionamento evolutivo de Aechmea candida, A. coelestis, A. gracilis e A. organensis através de uma análise filogeográfica comparada, utilizando marcadores moleculares plastidiais; 2) Definir a distribuição geográfica atual das quatro espécies na Mata Atlântica e identificar as populações que se encontram em simpatria; 3) Investigar a ocorrência de isolamento reprodutivo pré-zigótico entre as quatro espécies nas populações simpátricas (se existirem); 4) Avaliar a possibilidade de formação de híbridos naturais através de marcadores moleculares plastidiais; 5) Avaliar a fertilidade dos indivíduos e o sucesso reprodutivo das espécies através da análise da variação temporal e espacial na produção de flores e frutos das populações e o sucesso reprodutivo através da análise da produção e viabilidade das sementes; 6) Descrever e caracterizar aspectos da biologia reprodutiva de populações de Aechmea candida, A. coelestis, A. gracilis e A. organensis. Estas informações serão de extrema importância para a correta identificação das espécies assim como úteis para o desenvolvimento de estratégias de conservação.

Determinação da origem poliplóide em Bromelia antiacantha (Bromeliaceae) através de análises citogenéticas e do padrão de segregação alélica de microssatélites
Bromelia antiacantha é uma espécie terrícola, parcialmente auto-incompatível, polinizada por beija-flores e com alta taxa de reprodução clonal. Tem distribuição geográfica do Espírito Santo até o Uruguai e é uma planta tetraplóide com 2n=ca100 cromossomos. A poliploidia, existência de mais de dois genomas nucleares, é provavelmente a alteração citogenética mais importante na especiaçáo simpátrica e evolução vegetal. O aumento da heterozigosidade, diversidade genética e bioquímica e a multiplicidade enzimática, os quais podem resultar da poliploidização, têm potencial para prover adaptações ecológicas com relevância na história evolutiva das espécies. O objetivo do presente estudo é determinar o tipo de poliploidia presente em B. antiacantha, a qual pode ter origem auto, alo ou paleopoliplóide, através da análise do padrão de segregaçáo alélica da progênie oriunda de cruzamentos controlados utilizando locos de microssatélites, análises de viabilidade de pólen e do comportamento meiótico. Para a determinaçáo do padrão de herança alélica, foram realizados cruzamentos entre 15 plantas-mãe de B. antiacantha do Parque Estadual de Itapuã, Viamão/RS. As probabilidades da herança observada seguir o padrão dissômico (ligado a alopoliploidia), bem como o tetrassômico (revelando característica de autopoliplóides), serão calculadas e confrontadas para cada um dos "loci" testados, observando-se o possível viés para um dos padrões. O comportamento meiótico e a viabilidade de pólen serão avaliados como forma a corroborar e reforçar os dados obtidos da análise de segregação alélica, uma vez que o comportamento meiótico poderá revelar a formação de multivalentes, esperada em autopoliplóides, e a viabilidade de pólen demonstrando indiretamente possíveis erros na formação dos grãos durante a meiose (homeologia cromossômica). Os dados de segregação, aliados àqueles de fertilidade e das análises citogenéticas permitirão discutir e sugerir a origem da poliploidia em B. antiacantha.