Estudos populacionais em Gracilaria birdiae e G.caudata (Gracilariales, Rhodophyta): aspectos fenológicos, fisiológicos e moleculares

Autor(es)

Lígia Maria Avres Ostrock

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2014-12-18

Membros da banca

Estela Maria Plastino; Valéria Cassano; Mutue Toyota Fujii; Carlos Frederico Deluqui Gurgel; Nair Sumie Yokoya

• Orientador: Estela Maria Plastino; Christophe Destombe

Resumo

Considerando-se a importância de Gracilaria birdiae e G. caudata como as principais agarófitas coletadas no nordeste brasileiro, e o conhecimento prévio sobre a diversidade fisiológica de suas populações, foram avaliadas as características fenológicas, a diversidade genética e os parâmetros relacionados à fotossíntese de populações selecionadas ao longo da costa brasileira. Durante a realização desse trabalho, foram amostradas quatro populações de Gracilaria birdiae de diferentes estados (RN, CE, PE e BA) e sete populações de G. caudata (RN, CE, PE, PB, BA, ES e SP). Tetrasporófitos foram encontrados em maior número em todas as populações amostradas. Em G. caudata, uma maior proporção de tetrasporófitos foi observada para as populações da região Nordeste, quando comparada às populações da região Sudeste. A ausência de plantas inférteis na maioria das populações amostradas, ou a baixa frequência (G. birdiae, RN, 4%; e G. caudata, RN e PE, 0,95% e SP, 8,57%), indicam a elevada fertilidade das espécies. A presença de gametófitos epífitas em tetrasporófitos foi observada em ambas espécies, entretanto, eles foram predominantes em G. caudata. Os parâmetros da fotossíntese foram avaliados a partir de dados coletados na natureza, com o uso da técnica de fluorescência in vivo da clorofila α. Nos locais onde ambas espécies ocorriam, observou-se que G. caudata apresentou valores elevados de Ik e inferiores de αETR, quando comparada a G. birdiae, sugerindo que essa espécie apresente maior sensibilidade a altos níveis de irradiância. Essas respostas estão de acordo com a posição em que ocupam em relação ao nível de maré: G caudata, sempre numa posição superior em relação à G. birdiae. Tetrasporófitos e gametófitos femininos de ambas espécies do CE apresentaram valores elevados de αETR, sugerindo que estes estão adaptados a irradiâncias elevadas e apresentam mecanismos capazes de evitar danos ao aparato fotossintetizante. A população de G. birdiae do RN apresentou uma diminuição das taxas fotossintetizantes em elevadas irradiâncias (até 500 µmol.fótons.m-2.s-1) atribuída a sua posição inferior no costão, quando comparada às populações da BA e PE, o que poderia indicar uma maior sensibilidade à irradiância em relação às demais. Não foram observadas diferenças nos valores de ETRmax entre as populações do RN e CE para ambas espécies, o que pode ser justificado pela proximidade geográfica. Tetrasporófitos de G. birdiae de coloração esverdeada do CE apresentaram maiores valores de ETRmax, quando comparados aos de coloração vermelha (selvagem), sugerindo uma maior habilidade de indivíduos de coloração esverdeada em utilizar elevadas irradiâncias para a manutenção de seu metabolismo. Essa característica deve representar uma vantagem adaptativa para G. birdiae, uma vez que a ocorrência de espécimes com capacidades fotossintetizantes distintas pode aumentar os espectros de aclimatação da espécie. A diversidade genética foi acessada por meio de marcadores plastidiais (rbcL), mitocondriais (Cox1 e cox2-3), nucleares (SSU) e microssatélites. Um total de 129 sequências de G. birdiae e G. caudata foram amplificadas para os marcadores Cox1, Cox2-3, rbcL e SSU. Sequências de Cox1 (633 pares de base (bp)) foram obtidas para 42 amostras de G. birdiae, e para apenas três amostras de G. caudata, devido a dificuldades de amplificação; uma divergência de 64 bp (10,25%) foi observada entre as espécies. Sequências de rbcL (1571 bp) e de SSU (1769 bp) foram obtidas para: i, uma amostra de G. birdiae da população do RN; e ii, duas amostras de G. caudata, uma do RN e outra da população do ES. Divergências de 61 bp (3,88%) e 4 bp (0,2%) foram observadas entre as espécies para as sequências de rbcL e SSU, respectivamente. Sequências de Cox2-3 (363 bp) foram obtidas para 33 amostras de G. birdiae, e para 48 amostras de G. caudata; uma divergência de 35 bp (8,97%) foi observada entre as espécies. Três haplótipos foram reconhecidos em G. birdiae para as sequências de Cox1 de 0-1 bp (0,15%), enquanto que 5 haplótipos para as sequências de Cox2-3, de 0-3 bp (0,82%), foram identificados em G. caudata. Uma média de sete marcadores tipo microssatélites foram desenvolvidos para G. birdiae e 12 para G. caudata, a partir das diferentes populações amostradas. Cinco loci de microssatélites amplificaram em ambas espécies, no entanto, foram observadas diferenças no tamanho e número de alelos de acordo com a espécie. Para a análise de microssatélites, foi avaliado um total de 248 amostras de G. birdiae (RN, 71; CE, 58; BA, 52; e PE, 67) e 424 de G. caudata (RN, 52; CE, 75; PB, 83; PE, 53; BA, 56; ES, 54; e SP, 51). Em G. birdiae, genótipos multilocus repetidos foram encontrados em três das quatro populações avaliadas (BA, CE e PE). Em G. caudata, essa repetição foi encontrada apenas para as populações da BA e SP, sendo que as demais apresentaram somente genótipos multilocus únicos (CE, RN, PB, PE e ES). As estimativas de diferenciação genética (Fst) em combinação com o Teste de Mantel indicaram a existência de uma correlação entre as distâncias genética e geográfica, tanto para G. birdiae como para G. caudata; entretanto, essa correlação mostrou-se linear apenas para G. caudata. A análise Bayesiana (programa Structure) demonstrou e existência de uma estruturação semelhante para as populações de G. birdiae e G. caudata. Os dois agrupamentos encontrados para ambas espécies têm como limite as populações dos Estados da Bahia e Pernambuco, indicando a existência de uma possível barreira genética não específica. Em síntese, análises moleculares corroboram dados de fotossíntese e indicam a maior variabilidade genética em G. caudata, quando comparada à G. birdiae. Essas análises corroboram ainda a hipótese da existência de uma variação genética relacionada a adaptações ambientais que resultam em alterações moleculares, fisiológicas e fenológicas (AU)

• Processo FAPESP: 11/10189-8 - Estudos populacionais em Gracilaria birdiae (Gracilariales, Rhodophyta): aspectos fisiológicos e moleculares
• Beneficiário: Lígia Maria Ayres Ostrock
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado