One step away from extinction: a population genomic analysis of a narrow endemic, tropical plant species
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Genômica de populações de Mimosa catharinensis.
Primeiro orientador
Membros da banca
Fernanda Antunes Carvalho
Dulcineia de Carvalho
Dulcineia de Carvalho
Resumo
Endemismo, distribuição restrita e pequeno tamanho populacional são características
importantes na avaliação do risco de extinção de espécies. Espécies endêmicas e restritas que
possuem tamanhos populacionais reduzidos podem estar mais propensas à extinção (local) em
decorrência da ação de fatores demográficos e genéticos. Neste contexto, estratégias de
conservação para espécies em risco iminente de extinção devem ser baseadas em estudos
genéticos e/ou ecológicos. Mimosa catharinensis Burkart (Fabaceae) é uma espécie endêmica,
extremamente restrita e criticamente ameaçada de extinção da Mata Atlântica, possuindo
apenas uma população com 33 indivíduos. Com o intuito de gerar informações genéticas que
possam subsidiar estratégias de conservação para M. catharinensis, parâmetros genéticos e
demográficos foram obtidos com o uso de marcadores SNPs (128 – 1.497) derivados da técnica
de representação reduzida do genoma ddRADseq (double-digestion Restriction Site associated
DNA). Nossa análise populacional evidenciou que apesar do tamanho populacional
extremamente pequeno, M. catharinensis mantém níveis moderados de diversidade genética
[uHE(0% dados faltantes)=0,205; IC95% (0,160 – 0,250); uHE(30% dados faltantes)=0,233; IC95% (0,174 –
0,292)], ausência de endogamia [F(0% dados faltantes)=-0,145; IC95% (-0,189 – -0,101); F(30% dados
faltantes)=-0,105; IC95% (-0,199 – -0,011)] e altas taxas de cruzamento (t(0% dados faltantes)=0,883 ±
0,0483 EP; t(30% dados faltantes)=0,909 ± 0,011 EP). Ademais, inferências demográficas sugerem a
ocorrência de um gargalo populacional recente para M. catharinensis, seguido de um declínio
constante no tamanho populacional. Enfatizamos que os resultados obtidos neste estudo devem
ser considerados nos planos de conservação de M. catharinensis. No entanto, há ainda a
necessidade de se investigar fatores ecológicos importantes como a biologia reprodutiva da
espécie para que estratégias mais efetivas de conservação possam ser empregadas para
preservar esse recurso genético sui generis.
Abstract
Endemism, restrict geographic distribution, and small population size are relevant features for
the assessment of extinction risk of species. Narrow endemic species can often occur in small
population sizes, which implies higher risk of (local) extinction due to demographic and genetic
factors. Therefore, conservation efforts for species on the verge of extinction should be based
on genetic and/or ecological studies. Mimosa catharinensis Burkart (Fabaceae) is a critically
endangered and extremely narrow endemic species from the Brazilian Atlantic Rainforest, with
only one population (N=33). To provide genetic information to support conservation plans for
M. catharinensis, we used the reduced-representation sequencing approach ddRADseq (double digestion Restriction Site associated DNA) to generate genome-wide high-throughput
sequencing data. Our population genomic analysis showed that, regardless its extremely small
population size, M. catharinensis is maintaining moderate levels of genetic diversity
[uHE(0%missing data)=0.205, 95%CI (0.160, 0.250); uHE(30%missing data)=0.233, 95%CI (0.174,
0.292)], absence of inbreeding [F(0%missing data)=-0.145, 95%CI (-0.189, -0.101); F(30%missing data)=-
0.105, 95%CI (-0.199, -0.011)] and high outcrossing rates (t(0%missing data)=0.883, SE ± 0.0483;
t(30%missing data)=0.909, SE ± 0.011). Furthermore, demographic inferences suggest the
occurrence of a recent bottleneck for the M. catharinensis population followed by a constant
declining population. We emphasize that the results obtained in this study should be considered
on conservation actions for M. catharinensis. Going forward, it is still needed to investigate
important ecological factors such as the species' reproductive biology to support adequate
conservation strategies in order to safeguard this unique genetic resource.
Assunto
Genética, Espécies em perigo de extinção, Mimosa, Dinâmica populacional
Palavras-chave
Genômica da conservação, história demográfica, ddRADseq, Mimosa catharinensis, SNPs