Floresta e Ambiente
https://floram.org/article/doi/10.1590/2179-8087-floram-2018-0180
Floresta e Ambiente
Original Article Conservation of Nature

Genetic Diversity of Bertholletia excelsa Bonpl.: A Native Species of the Amazon Rainforest

Adriano Aygnes Carpejani; Guilherme Ferreira Pena; Felipe Sakamoto Vieira; Poliana Vicente Tiago; Ana Aparecida Bandini Rossi

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Abstract

Abstract In view of the economic and environmental importance of Bertholletia excelsa Bonpl. for the Amazon and the reducing natural habitat area of this species, the present study proposes to examine genetic variability among accessions of Brazil nut from the Amazon rainforest. Seventeen native Brazil nut genotypes were sampled from Sinop-MT and the genomic DNA were amplified using 15 inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. The percent polymorphism and the polymorphism information content (PIC) of each primer were determined. The primers amplified 84.62% of the polymorphic bands and 15.38% of the monomorphic bands. The PIC for each primer ranged from 0 to 0.68. The Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) was the most efficient in group representation, as it showed the highest cophenetic correlation coefficient (CCC = 0.92), the lowest stress (12.31%) and the lowest distortion (1.51%). The use of ISSR markers was an efficient tool in the study of genetic diversity among Brazil nut genotypes, and the genetic diversity found can be used for conservation and pre-breeding programs for this crop.

Keywords

ISSR, brazil nut, conservation

References

Almeida CMA, Silva AG, Correia MTS, Resende LV, Silva MV. Genetic Diversity in Plants: Genetic Diversity in Aechmea fulgens (Bromeliaceae: Bromelioideae) Revealed by Molecular Markers. Tech Open. 2012:117-30.

Barroso GM, Peixoto AL, Costa CG, Ichaso CLF, Guimarães EF, Lima HC. Sistemática de angiospermas do Brasil. 2002.

Barth S, Melchinger AE, Lubberstedt TL. Genetic Diversity in Arabidopsis Thaliana L. Heynh. Investigated by Cleaved Amplified Polymorphic Sequence (Caps) and Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) Markers. Molecualr Ecology. 2002;11:495-505.

Bertan I, Carvalho FIF, Oliveira AC, Vieira EA, Hartwig I, Silva JAG da. Comparação de Métodos de Agrupamento na Representação da Distância Morfológica entre Genótipos de Trigo. Current Agricultural Science And Technology. 2014;12(3):279-86.

Botstein D, White RL, Skolnick M, David RW. Construction of a Genetic Linkage Map in Man Using Restriction Fragment Length Polymorphisms. American Journal Of Human Genetics. 1980;32(3):314-31.

Brandão MM, Vieira FA, Carvalho D. Estrutura genética em microescala espacial de Myrcia splendens (Myrtaceae). Revista Árvore. 2011;35:957-64.

Bussab WO, Miazaki ES, Andrade D. Introdução à Análise de Agrupamentos. 1990.

Büttow MV, Castro CM, Schwartz E, Tonietto A, Barbieri RL. Caracterização Molecular de Populações de Butia Capitata (Arecaceae) do Sul do Brasil através de Marcadores AFLP. Revista Brasileira De Fruticultura. 2010;32:230-9.

Campos AL, Zacarias AJ, Costa DL, Neves LG. Avaliação de Acessos de Mandioca do Banco de Germoplasma da Unemat Cáceres - Mato Grosso. Revista Trópica - Ciências Agrárias e Biológicas. 2010;4(2):44-54.

Carvalho PC de F, Anghinoni I, Moraes A de, Trein CR, Flores JPC, Cepik Carla TC. O Estado da Arte em Integração Lavoura Pecuária. Produção Animal: Mitos, Pesquisa e Adoção de Tecnologia. 2005.

Chagas KPT, Sousa RF, Fajardo CG, Vieira FA. seleção de marcadores ISSR e diversidade genética em uma população de Elaeis Guineensis. Revista Brasileira de Ciências Agrárias. 2015;10(1).

Cidade FW, Dall’Agnol M, Bered F, Souza-Chies TT. Genetic diversity of the complex Paspalum notatum Flügge (Paniceae: Panicoideae). Genetic Resources and Crop Evolution. 2008;55:235-46.

Clay JW. Brazil nuts. The use of a keystone species for conservation and development. Harvesting Wild Species - Implications for Biodiversity and Conservation. 1997.

Costa JC, Fracetto GGM, Fracetto FJC, Souza TC. Genetic Diversity in Natural Populations of Stylosanthes Scabra using ISSR Markers. Genetics and Molecular Research. 2018;17:1-8.

Costa JR, Castro ABC, Wandelli EV, Coral SCT. Aspectos Silviculturais da Castanha-do-Brasil (Bertholletia Excelsa) em Sistemas Agroflorestais na Amazônia Central. Acta Amazonica. 2009;39(4):843-50.

Cruz CD. Genes Software-extended and integrated with the R, Matlab and Selegen. Acta Scientiarum. Agronomy. 2016;38(4):547-52.

Da Silva KVP, Alves AAC, Martins MIG, Melo CAF de, Carvalho R de. Variabilidade Genética entre Acessos do Gênero Manihot por meio de Marcadores Moleculares ISSR. Pesquisa Agropecuaria Brasileira. 2011;46(9):1082-8.

Dias FTC, Bertini CHCM, Silva APM da, Cavalcanti JJV. Genetic Variability in Early-Cycle Erect Cowpea Analysed With Rapd and ISSR Markers. Revista Ciência Agronômica. 2015;46(3):563-72.

Doyle JJ, Doyle JL. Isolation of Plant DNA From Fresh Tissue. Focus. 1990;12:13-5.

Dudley JW. Comparison of genetic distance estimators using molecular markers data. In: Analysis of molecular marker data. 1994.

Eguiarte LE, Perez-Nasser N, Pinero D. Genetic Structure, Outcrossing Rate And Heterosis In Astrocaryum Mexicanum. Heredity. 1992;69:217-28.

Estopa RA, Souza AM, Moura MC de O, Botrel MCG, Mendonça EG, Carvalho D de. Diversidade Genética Em Populações Naturais De Candeia (Eremanthus Erythropappus (Dc.) Macleish). Scientia Forestalis. 2006;70:97-106.

Fearnside PM. Deforestation in Brazilian Amazonia. Oxford Bibliographies in Environmental Science. 2017.

Giustina LD, Luz LN, Vieira FS, Rossi FS, Soares-Lopes CRA, Pereira TNS, Rossi AAB. Population structure and genetic diversity in natural populations of Theobroma Speciosum Willd. Ex Spreng (Malvaceae). Genetics and Molecular Research. 2014;13(2):3510-9.

The IUCN Red List of Threatened Species. Version 2015-3. 2015.

Coordenação Geral de Observação da Terra. 2017.

James EA, Ashburner GR. Intraspecific Variation In Astelia Australiana (Liliaceae) and Implications for the Conservation of this Australian Species. Biological Conservation. 1997;82(3):253-61.

Kageyama PY, Castro CF de A. Sucessão secundária, estrutura Genética e plantações de espécies arbóreas nativas. IPEF. 1989;41(42):83-93.

Kaufman L, Rousseeuw PJ. Finding Groups in Data: An introduction to cluster analysis. 2009.

Kruskal JB. Nonmetric multidimensional scaling: A numerical method. Psychometrika. 1964;29:115-29.

Kottek M, Grieser J, Beck C, Rudolf B, Rubel F. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorologische Zeitschrif. 2006;15(3):259-63.

Laurance WF, Vasconcelos HL. Consequências ecológicas da fragmentação florestal na Amazônia. Oecologia Brasiliensis. 2009;13(3):434-51.

Lobo WS, Matos CS, Piedade SF, Santos RM dos, Rosal LF. A Utilização de Sistema Agroflorestal para Recuperação de uma Área de Pastagem Degradada - Tomé-Açu, Pa. Cadernos de Agroecologia. 2013;8(2).

Mojena R. Hierarchical grouping methods and stopping rules: an evaluation. The Computer Journal. 1977;20:359-63.

Moulin MM, Oliveira FL, Bianchi PA, Pimenta S, Rodrigues R. Uso de marcadores ISSR para estimar a diversidade genética entre acessos de pimenta coletados no sul do Estado do Espírito Santo. Perspectivas online: Biológicas & Saúde. 2013;3(10).

Oliveira LAR, Machado CA, Cardoso MN, Oliveira ACA, Amaral AL, Rabbani ARC. Genetic diversity of Saccharum complex using ISSR Markers. Genetics and Molecular Research. 2017;16(3).

Peres CA, Barlow J, Laurance WF. Detecting Anthropogenic Disturbance in Tropical Forests. Trends in Ecology & Evolution. 2006;21(5):227-9.

Ramos HC, Dallacort R, Neves SMAS, Dalchiavon FC, Santi A, Vieira FF. Precipitação e temperatura do ar para o estado de Mato Grosso utilizando krigagem ordinária. Revista Brasileira de Climatologia. 2017;13(20):211-33.

Ribeiro ICN dos S, Lima Neto FP, Santos CAF. Allelic database and accession divergence of a brazilian mango collection based on microsatellite markers. Genetics And Molecular Research. 2012;11:4564-74.

Ribeiro RJ, Higuchi N, Santos J dos, Azevedo CP de. Estudo fitossociológico nas regiões de Carajás e Marabá-Pará, Brasil. Acta Amazonica. 1999;29(2):207-22.

Rivas LH, Giustina LD, Luz LN, Karsburg IV, Pereira TNS, Rossi AAB. Genetic Diversity in Natural Populations of Theobroma Subincanum Mart. in the Brazilian Amazon. Genetics and Molecular Research. 2013;12(4):4998-5006.

Rohlf FJ. Adaptive Hierarchical Clustering Schemes. Systematic Zoology. 1970:58-82.

Rossi FS, Rossi AAB, Dardengo JFE, Brauwers LR, Silva ML da, Sebbenn AM. Diversidade genética em populações naturais de Mauritia Flexuosa L.F. (Arecaceae) com uso de marcadores ISSR. Scientia Forestalis. 2014;42(104):631-9.

Rossi AAB, Oliveira LO de, Venturini BA, dos Santos Silva R. Genetic Diversity And Geographic Differentiation Of Disjunct Atlantic And Amazonian Populations Of Psychotria Ipecacuanha (Rubiaceae). Genetica. 2009;136(1):57-67.

Silva CR, Venturieri GA, Figueira A. Description of Amazonian Theobroma L. collections species indentification and characterization of interspecific hybrids. Acta Botânica Brasílica. 2004;18(2):333-41.

Tabarelli M, Aguiar AV, Ribeiro MC, Metzger JP. A conversão da floresta atlântica em paisagens antrópicas: lições para a conservação da diversidade biológica das florestas tropicais. Interciencia. 2012;37(2):88-92.

Tatikonda L, Wani SP, Kannan S, Beerelli N, Sreedevi TK, Hoisington DA. AFLP-based molecular characterization of an elite germplasm collection of Jatropha Curcas L., a biofuel plant. Plant Science. 2009;176:505-13.

Ubialli JA, Figueiredo Filho A, Machado SA, Arce JE. Comparação de métodos e processos de amostragem para estimar a área basal para grupos de espécies em uma floresta ecotonal da região norte matogrossense. ACTA Amazônica. 2009;39(2):305-14.

Valentin JL. Ecologia Numérica - Uma Introdução à Análise Multivariada de Dados Ecológicos. 2012.

Wright SJ. Tropical forests in a changing environment. Trends in Ecology & Evolution. 2005;20(10):553-60.


Submitted date:
04/09/2018

Accepted date:
07/13/2019

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