Molecular variability and mating system of macaw palm (Acrocomia aculeata)

A macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Martius] uma planta endêmica das Américas tropical e subtropical vem despertando grande interesse da comunidade científica devido às inúmeras potencialidades do fruto, e principalmente pelo seu grande potencial como fonte de energia renovável. Mais do que uma fonte de energia inesgotável, trata-se de um “recurso genético ou fitogenético modelo” por oferecer uma cadeia produtiva efetivamente sustentável. A fim de contribuir para o conhecimento e a domesticação da espécie A. aculeata, o estudo foi estruturado em dois capítulos, cuja aplicação de marcadores microssatélites foi destinada a atender aos seguintes objetivos: i) Determinar a estrutura populacional e os níveis de variabilidade genética dos acessos de A. aculeata mantidos no Banco de Germoplasma de Macaúba (BAG-Macaúba); e ii) Analisar os parâmetros do sistema de cruzamento, bem como os níveis de depressão por endogamia em caracteres vegetativos de famílias maternas de A. aculeata conservados ex situ. Os resultados indicaram uma abundante variação de formas alélicas entre os acessos de A. aculeata, possivelmente devido à larga representatividade da coleção. Por meio do software Structure observou-se a presença de quatro pools gênicos com uma ampla variabilidade genética a ser explorada pelo programa de melhoramento genético da espécie. As análises do sistema reprodutivo indicaram que A. aculeata é uma espécie alógama ( tˆm =0,986), com sistema parcialmente auto-incompatível. As altas taxas de cruzamentos biparentais ( rp(m) =0,564) e entre índividuos aparentados ( tˆm tˆs =0,383) ˆ foram responsáveis pelos desvios da pressuposição de panmixia, sendo a maior fração das progênies compostas por irmãos-completos. A depressão por endogamia afetou de forma significativa todos os caracteres vegetativos avaliados por este estudo na A. aculeata, embora a magnitude depressiva tenha variado amplamente entre as famílias maternas. Os resultados deste estudo vão permitir predições mais realistas sobre tamanhos amostrais para a conservação genética, o uso de modelos matemáticos mais precisos para estimar os diversos parâmetros genéticos e critérios mais eficientes de seleção no programa de melhoramento.The macauba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Martius], an endemic plant of the tropical and subtropical American, has been arousing great interest from the scientific community because of the numerous potentialities of fruit, and especially by its great potential as a source of renewable energy. More than a source of inexhaustible energy, it is a "genetic resource or phytogenetic model" by offering a effective sustainable production chain. In order to contribute for knowledge and domestication of A. aculeata, the study was divided into two chapters, whose application of microsatellite markers was designed to meet the following objectives: i) to determine the population structure and the level of genetic variability of A. aculeata accessions maintained in the Active Germplasm Bank of Macauba (BAG-Macauba); and ii) to analyze the parameters of the mating system, well as levels of inbreeding depression in vegetative characters maternal families of A. aculeata conserved in ex situ collections. The results indicated an abundant variation of allelic forms in accession of A. aculeata, possibly due to the large representation of the collection. In addition to this, the software Structure indicated the presence of four gene pools with a wide genetic variability to be exploited by the breeding program of the species. The analyzes on reproductive system indicates that the species is predominantly allogamous ( tˆm =0.986), with system partially self-incompatible. The high rates of biparental crossing ( rp(m) =0.564) and mating among ˆ relatives ( tˆm tˆs =0.383) were responsible for the deviations on the assumption of panmixy, with the largest fraction of the progenies composed of full siblings. Inbreeding depression affected significantly vegetative characters of A. aculeata, although depressive magnitude was diferente between maternal families. The results of this study will allow more realistic predictions on sample sizes for genetic conservation, the use of mathematical models more accurate to estimate the several genetic parameters, and criteria more efficient selection the breeding program of the species.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio