Diversity and genetic structure of natural populations of the palm tree Euterpe precatoria (Arecaceae) / Diversidad y estructura genética de poblaciones naturales de la palmera Euterpe precatoria (Arecaceae)

Abstract Introduction: The natural ecosystems of northern Mato Grosso, Brazil, are in process of fragmentation, mainly due to population growth and the expansion of agriculture. This endangers the palm Euterpe precatoria (locally known as açaí), used for construction, palm hearts, juices and ice cream. Objective: To evaluate the local diversity and genetic structure in native populations of E. precatoria. Methods: We collected leaves from 106 fruiting palms from five populations in Mato Grosso State, for analysis of microsatellite markers with Polymerase Chain Reaction. Results: The five SSR loci revealed a total of 30 alleles, ranging from 5 (EE23 and EE43) to 7 (EE2 and EE15), with an average of 6 alleles per locus. The mean PIC was 0.74 and confirmed low heterozygosity and inbreeding. The UPGMA dendrogram produced two groups and molecular variance revealed greater genetic differentiation within populations. The high levels of homozygous microsatellite loci indicate low genetic diversity. Conclusions: These populations have low gene diversity, high average number of alleles per locus, and rare and exclusive alleles. We recommend the establishment of permanent conservation units with corridors among them.

Resumen Introducción: Los ecosistemas naturales del norte de Mato Grosso, Brasil, están en proceso de fragmentación, principalmente debido al crecimiento de la población y la expansión de la agricultura. Esto pone en peligro la palma Euterpe precatoria (localmente conocida como açaí), utilizada para la construcción, extracción de palmito, preparación de jugos y helados. Objetivo: Evaluar la diversidad local y estructura genética en poblaciones nativas de E. precatoria. Métodos: Recolectamos hojas de 106 palmas fructíferas de cinco poblaciones en el estado de Mato Grosso, para análisis de marcadores microsatélites con el método de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Resultados: Los cinco loci SSR revelaron un total de 30 alelos, que van desde 5 (EE23 y EE43) hasta 7 (EE2 y EE15), con un promedio de 6 alelos por locus. El PIC medio fue de 0.74 y confirmó baja heterocigosidad y endogamia en las poblaciones. El dendrograma UPGMA produjo dos grupos y la varianza molecular reveló una mayor diferenciación genética dentro de las poblaciones. Los loci de microsatélites presentaron un alto nivel de homocigotos lo que indica una baja diversidad genética. Conclusiones: Estas poblaciones tienen baja diversidad genética, alto promedio de alelos por locus y alelos raros y únicos. Recomendamos el establecimiento de unidades de conservación permanentes con corredores entre ellas.

The effects of fragmentation on the genetic structure of Theobroma speciosum (Malvaceae) populations in Mato Grosso, Brazil / Efectos de la fragmentación en la estructura genética de las poblaciones de Theobroma speciosum (Malvaceae) en Mato Grosso, Brazil

Abstract Native Theobroma species, such as cacauhy, are losing their habitat due to the intense forest fragmentation in the Amazon region, and preserving their genetic diversity has been the focus of many conservation programs. The aim of the present study is to assess whether fragmentation and habitat reduction affect its genetic structure and lead to genetic diversity losses in natural Theobroma speciosum populations. The study was conducted in two Mato Grosso State (Brazil) locations: Apiacás and Alta Floresta counties. Juruena National Park (JNP) in Apiacás County holds a natural T. speciosum population that has not suffered anthropic influences. A population composed of individuals from three anthropized urban forest parks (UF) in Alta Floresta County was analyzed for comparison. The leaves of 75 T. speciosum individuals distributed in the urban forest fragments and of 100 individuals found in the Juruena National Park were sampled. All nine microsatellite loci showed high polymorphism levels between categories (adults and sub-adults), in both populations. The sub-adult individuals of the fragmented area had a higher value (0.71), and the preserved population, the same value (0.69). The analysis of molecular variance showed 83 % genetic diversity within categories; 16 %, between populations; and only 1 %, between categories. Although the effects were small, a persistent fragmentation process can increase inbreeding and facilitate genetic drift, leading T. speciosum populations to inbreeding depression and loss of diversity. Rev. Biol. Trop. 66(1): 218-226. Epub 2018 March 01.

Resumen Las especies nativas de Theobroma, como cacauhy, están perdiendo su hábitat debido a la intensa fragmentación forestal en la región amazónica. Por lo tanto, preservar la diversidad genética ha sido el objetivo principal de la mayoría de los programas de conservación. El objetivo de este estudio fue evaluar si la fragmentación y la reducción del hábitat afectan la estructura genética y causan la pérdida de diversidad genética en poblaciones naturales de Theobroma speciosum. El estudio se realizó en dos localidades del estado de Mato Grosso, Mato Grosso, Brasil, en el municipio de Apiacás, se consideró una población natural de T. speciosum sin influencia antrópica, ubicada en el Parque Nacional Juruena (JNP) y en el municipio De Alta Floresta se analizó una población compuesta por individuos de tres parques forestales urbanos antropizados (UF). Fueron muestreadas las hojas de 75 individuos de T. speciosum de los fragmentos de bosque urbano y 100 individuos del Parque Nacional de Juruena. Los nueve loci microsatélites mostraron altos niveles de polimorfismo entre las categorías (adultos y sub-adultos) en ambas poblaciones. En la población media, los individuos sub-adultos fragmentados de la población (UF) mostraron un mayor valor de f (0.71), mientras que la categoría de población preservada (JNP) presentó valores iguales entre sí (0.69). El análisis de la varianza molecular mostró que la mayoría de la diversidad genética está dentro de las categorías (83 %), mientras que el 16 % se encuentra entre la población y sólo el 1 % entre las categorías. Aunque los efectos fueron pequeños, si el proceso de fragmentación persistente puede aumentar los niveles de endogamia y facilitar la acción de la deriva genética. En el curso de varias generaciones, estos efectos pueden conducir a la depresión endogámica, la pérdida de diversidad y la alteración de la estructura genética de poblaciones de T. speciosum.