Population genetics analysis of Prosopis rubriflora Hassl. ("Espinheiro") and Prosopis ruscifolia Griseb. ("Algaroba") (Leguminosae, Mimosoideae) in remnants of Brazilian Chaco

As áreas de Chaco em território sulamericano, representam a maior área de floresta seca contínua do continente. No Brasil, estas áreas são encontradas principalmente na porção sudeste do domínio, no estado de Mato Grosso do Sul, região sul-pantaneira. Talvez por serem áreas de pouca cobertura, o seu conhecimento ainda é incipiente. Embora novos projetos tenham sido realizados nestas áreas nos últimos anos, a sua crescente supressão pelas atividades de pecuária extensiva tem sido preocupante. Não há na região qualquer tipo de Unidade de Conservação a fim de preservar o patrimônio genético das espécies que lá ocorrem, muitas das quais têm sua distribuição limitada a esta fitofisionomia. Desta forma, estudos que visem o conhecimento da variabilidade genética ainda existente, principalmente em áreas em processo de degradação são fundamentais para o conhecimento da atual situação das populações existentes, para indicar métodos de conservação, bem como a propor políticas públicas visando a manutenção e conservação do Chaco brasileiro. A fim de efetuar estimativas da diversidade genética, o uso de marcadores moleculares tem sido empregado em diversos estudos de populações nas diversas formações vegetacionais, principalmente no Brasil. Os microssatélites (SSRs), tem se mostrado uma ferramenta versátil e confiável. O presente estudo teve por objetivo efetuar um estudo genético populacional de Prosopis rubriflora e P. ruscifolia em áreas de Chaco brasileiro, com distintos níveis de perturbação antrópica e ainda, avaliar o sistema de reprodução, pelo uso de progênies, em P. rubriflora, com o emprego de microssatélites. Inicialmente foi construída uma biblioteca enriquecida em microssatélites para P. rubriflora e P. ruscifolia, empregando-se DNA genômico extraído de material foliar. Foram obtidos 21 marcadores microssatélites polimórficos, sendo nove deles para P. rubriflora e 12 para P. ruscifolia. Posteriormente, foram amostrados indivíduos de ambas as espécies em 19 áreas remanescentes de Chaco em Mato Grosso do Sul, com diferentes níveis de perturbação. Uma área aparentemente conservada na região foi selecionada para a amostragem das progênies de P. rubriflora em dois anos consecutivos de amostragem. A genotipagem foi efetuada por meio de sequenciador automático ABI 3500 Genetic Analyzers. Os resultados da genotipagem foram utilizados para estimar os parâmetros de diversidade genética, tendo eles sido similares em ambos os táxons, como o He = 0,59 em P. rubriflora e He = 0,60 em P. ruscifolia. Foi detectado efeito de gargalo populacional em todos os remanescentes de P. rubriflora e na maioria de P. ruscifolia. Constatou-se ausência de estruturação genética intrapopulacional em P. rubriflora (FIS = 0,042), bem como estruturação genética interpopulações moderada (FST = 0,057) resultante da nítida separação dos remanescentes de Nioaque e Porto Murtinho. Em P. ruscifolia foi encontrado, indícios de estruturação ao nível intrapopulacional, e baixa estruturação interpopulacional (FIS = 0,138 e FST = 0,042). Identificou-se que P. rubriflora apresenta um sistema de reprodução preferencialmente alógamo e deve apresentar mecanismos bastante efetivos para evitar a endogamia, principalmente, devido a maioria dos polinizadores apresentarem baixa dispersão entre as plantas. As duas espécies deste estudo apresentam respostas relativamente distintas às perturbações ambientais nas áreas chaquenhas, sendo que P. ruscifolia parece ser mais vulnerável às degradações em comparação a P. rubriflora. Assim, espera-se que estes dados sirvam de apoio para medidas conservacionistas para as áreas chaquenhas, que são extremamente diminutas em território brasileiro.Chaquenian areas in Brazil have a short range distribution and are found mainly in Mato Grosso do Sul county, South Pantanal region, and it comprehends a narrow coverage, is possibly the main reason for the poor knowledge of these areas. While new projects were conducted in these areas in recent years, the suppression of the remnant areas due to cattle breeding activities has been a source of concern, because there is no conservation units to protect the genetic heritage of the native species those counties, where the Chaco¿s remnants occur. In this scenario, studies aiming to increase the knowledge of the current genetic diversity, specially where environmental disturbing processes take place, provides important data to understand the current situation of the remaining populations. Moreover, with this study it is possible to indicate conservation measures and public politics aiming at the maintenance and conservation Brazilian chaquenian areas. In order to estimate the genetic diversity, molecular markers have been used in several population studies from different vegetation formations, mainly in Brazil. Microsatellites (SSRs) is one of the most popular molecular markers, considerated a versatile and reliable tool. This study aimed a population genetics study with Prosopis rubriflora and P. ruscifolia in Brazilian chaquenian areas with distinct disturbing levels and conducts a mating system study with P. rubriflora. Initially, we built an enriched library of microsatellites from P. rubriflora and P. ruscifolia using leaf tissue to extract genomic material, which allowed to obtain 21 polymorphic markers, where, nine markers were developed for P. rubriflora and 12 for P. ruscifolia. Then, we sampled individuals of both species in 19 remnant areas of Chaco in Mato Grosso do Sul¿s county, with different disturbance levels. We selected one apparently conserved remnant for sampling progenies of P. rubriflora, with two consecutive years of sampling. The genotyping procedure was performed using an automatic sequencer ABI 3500 Genetic Analyzers. Through the genotyped data, we estimated genetic diversity parameters and observed results He = 0.59 for P. rubriflora and He = 0.60 for P. ruscifolia. We were able to detect a bottleneck effect in all remnants of P. rubriflora and also, in most of P. ruscifolia remnant areas. We reported a not significant intrapopulation genetic structure in P. rubriflora (FIS = 0.042) although with moderated structure between-populations (FST= 0.057) was observed, with the separation of two distinct populations for the studied remnants. A low, but significant genetic structure within and a low genetic structure between populations (FIS = 0.138 and FST = 0.042), is reported for P. ruscifolia in this study. The analysis showed an outcrossing mating system for P. rubriflora suggesting a very effective mechanism to prevent inbreeding, even with the pollinators of predominently low dispersion. The species in this study presents a relatively distinct response to environmental disturbance caused by anthropic factors in chaquenhas areas, P. ruscifolia seems to be more vulnerable to degradations as compared to P. rubriflora. Despite this scenario, we hope that these available data will aid into conservation measures for chaquenhas areas, which is distributed in a narrow range in Brazilian's territory