Local adaptation of a dominant coastal tree to freshwater availability and solar radiation suggested by genomic and ecophysiological approaches

Autor(es)

Cruz, Mariana Vargas ^{[1, 2]} ; Mori, Gustavo Maruyama ^[3] ; Signori-Muller, Caroline ^[2] ; da Silva, Carla Cristina ^[1] ; Oh, Dong-Ha ^[4] ; Dassanayake, Maheshi ^[4] ; Zucchi, Maria Imaculada ^[5] ; Oliveira, Rafael Silva ^[2] ; de Souza, Anete Pereira ^{[1, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Ctr Mol Biol & Genet Engn, UNICAMP, BR-13083875 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Inst Biol, Dept Plant Biol, UNICAMP, BR-13083863 Campinas, SP - Brazil

^[3] Sao Paulo State Univ Unesp, Inst Biosci, BR-11330900 Sao Vicente, SP - Brazil

^[4] Louisiana State Univ, Dept Biol Sci, Baton Rouge, LA 70803 - USA

^[5] Sao Paulo Agcy Agribusiness Technol APTA, BR-13400790 Piracicaba, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 9, DEC 27 2019.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Local adaptation is often a product of environmental variations in geographical space and has implications for biodiversity conservation. We investigated the role of latitudinal heterogeneity in climate on the organization of genetic and phenotypic variation in the dominant coastal tree Avicennia schaueriana. In a common garden experiment, samples from an equatorial region, with pronounced seasonality in precipitation, accumulated less biomass, and showed lower stomatal conductance and transpiration, narrower xylem vessels, smaller leaves and higher reflectance of long wavelengths by the stem epidermis than samples from a subtropical region, with seasonality in temperature and no dry season. Transcriptomic differences identified between trees sampled under field conditions at equatorial and subtropical sites, were enriched in functional categories such as responses to temperature, solar radiation, water deficit, photosynthesis and cell wall biosynthesis. Remarkably, the diversity based on genome-wide SNPs revealed a north-south genetic structure and signatures of selection were identified for loci associated with photosynthesis, anthocyanin accumulation and the responses to osmotic and hypoxia stresses. Our results suggest the existence of divergence in key resource-use characteristics, likely driven by seasonality in water deficit and solar radiation. These findings provide a basis for conservation plans and for predicting coastal plants responses to climate change. (AU)

• Processo FAPESP: 15/24346-9 - Análise da variação alélica em genes de importância econômica entre regiões hom(e)ólogas do genoma de cana-de-açúcar (Saccharum spp.)
• Beneficiário: Carla Cristina da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/22821-9 - Genômica de populações e funcional no estudo evolutivo de espécies de Rhizophora neotropicais frente a mudanças climáticas históricas e atuais
• Beneficiário: Gustavo Maruyama Mori
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/52072-0 - Interações entre solo-vegetação-atmosfera em uma paisagem tropical em transformação
• Beneficiário: Rafael Silva Oliveira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Parceria para Inovação Tecnológica - PITE
• Processo FAPESP: 13/08086-1 - Genômica de Populações, Genômica Funcional e Ecofisiologia no estudo evolutivo de espécies de mangue neotropicais frente às mudanças climáticas histórica e atual
• Beneficiário: Gustavo Maruyama Mori
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/26793-7 - Evolução de Avicennia schaueriana frente à mudanças climáticas históricas e futuras: Genômica Funcional e Ecofisiologia
• Beneficiário: Mariana Vargas Cruz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado