Genetic diversity assessed by microsatellite markers in the amphicarpic species Trifolium polymorphum Poir.

Trifolium polymorphum Poir. is an amphicarpic forage legume from southern Brazil, Uruguay, Argentina, Paraguay and Chile. Information on the genetic diversity of natural populations in natural grasslands in southern Brazil is limited. In order to increase the knowledge about this species, an analysis of the genetic diversity was carried out in 10 natural populations of T. polymorphum with the use of 20 microsatellite markers. The expected heterozygosity in T. polymorphum populations ranged from 0.40 to 0.43, with a mean of 0.42. A total of 193 alleles were detected with a mean of 9.3 alleles per locus and polymorphic information content (PIC) for these markers of 0.62 to 0.89 with a mean of 0.84.The grouping based on the Jaccard’s coefficient of similarity classified populations, regardless of their regions of origin, into two groups with a mean similarity coefficient of 0.32, reflecting the high genetic variability of the populations, especially those located in the Campanha phytogeographic region. This information on diversity can be used to plan future germplasm collection strategies for conservation purposes and also for the breeding of the species

Growth and yield of garlic according to the plants density

Um dos fatores que influencia o crescimento e a produtividade do alho é a densidade de cultivo. Diferentes densidades para essa cultura podem ser determinadas tanto pela distância entre plantas dentro de cada fileira, como pelo arranjo das fileiras no canteiro. No Rio Grandedo Sul, o alho é cultivado em fileiras simples ou duplas, com espaçamentos que variam de 8 a 12 cm entre plantas. Buscando identificar o arranjo espacial mais indicado para o alho, o objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e a produtividade do alho cv. São Valentin de acordo com a densidade de cultivo definida pela disposição das fileiras e espaçamento entre plantas dentro das fileiras. Os fatores estudados foram: arranjo das fileiras (fileiras simples e fileiras duplas) e espaçamento entre plantas na linha (6, 8, 10 e 12 cm). Nas condições em que o trabalho foi realizado, com os resultados obtidos pode-se concluir que: fileiras duplas proporcionam maior crescimento e produtividade no cultivo do alho; a produtividade aumenta com o aumento da densidade de cultivo do alho; maiores densidades proporcionam menor qualidade da produção em termos de classificação do alho; recomenda-se densidade entre 8 e 10 cm na fileira e fileiras duplas para a obtenção de produtividades e qualidade da produção adequada.The plant density in the garlic crop production is an important factor in the growth and yield. The garlic densities can be determined by the distance between plants within each row and by the arrangement of rows in the bed. The garlic is cultivated in Rio Grande do Sul in single or double rows, with spacings ranging from 8 to 12 cm between plants. The aim of this work was to evaluate the growth and yield of garlic São Valentin according the plant density defined by the arrangement of the rows and spacing between plants within the rows. The experimental factors studied were row arrangement (single and double rows) and plant spacing in the row (6, 8, 10 and 12 cm). In the conditions of the work was carried out and with the results obtained, it can be concluded that: double rows provide greater growth and yield in garlic; the yield is increases with high garlic density; higher densities provide low quality of yield in terms of bulb classification; the recommended density is between 8 and 10 cm in the row and double rows in the bed to obtain productivities and quality of the adequate production

Estudo do sucesso reprodutivo, dos padrões de cruzamento e do fluxo de pólen em Aechmea winkleri, uma espécie endêmica do sul do Brasil

Os padrões de fertilidade e biologia reprodutiva e suas conseqüências no sistema de cruzamento de plantas ainda são pouco compreendidos em espécies não modelo. Todos estes fatores têm aplicação direta para o estudo de conservação das espécies. Aechmea winkleri é uma espécie preferencialmente saxícola, endêmica de uma região muito pequena no sul do Brasil. É conhecida apenas uma população desta espécie, a qual sofre com a fragmentação de habitat resultante da conversão de mata atlântica em áreas urbanas e de produção agrícola. Esta fragmentação ameaça a sobrevivência e evolução da espécie. Neste trabalho, foram explorados os fatores genéticos e ecológicos que influenciam o sucesso reprodutivo e a persistência desta espécie na natureza. No Capítulo II é apresentado um estudo sobre a proporção de investimento em reprodução clonal e sexual, e foram avaliados componentes de fitness e sucesso reprodutivo. Também foi realizado um experimento de polinização controlada para verificar a ocorrência de limitação de pólen. Os resultados mostraram uma média de 16 ramets por genet e menos de 10% da população com estruturas reprodutivas. Em média, 80,96% (SE ± 2,74) das plantas frutificaram e observou-se uma taxa de partenocarpia de 33,18% (SE ± 2,43). Os experimentos de suplementação de pólen não mostraram diferenças entre polinização cruzada manual e polinização aberta, sugerindo que não há limitação de pólen nesta espécie. No Capítulo III, é apresentado um estudo onde foi caracterizada a biologia reprodutiva da espécie e testado o impacto de subestrutura de população nos padrões de sistema de cruzamento e fluxo de pólen. O principal polinizador observado nesta espécie foi a mamangava, Bombus morio, e os experimentos de polinização manual mostraram que a espécie A.winleri é autoincompatível. Para a análise molecular (microssatélites) do sistema de cruzamento foram coletadas 59 plantas mãe e em média 14 sementes para cada uma, totalizando 893 indivíduos coletados nas áreas de maior densidade populacional. Baseado em uma análise Bayesiana a posterior, foram identificadas duas subpopulações para esta espécie (Aw1 e Aw2). As estimativas de taxas de fecundação cruzada não diferiram de 100%. Foi observada estruturação de pólen entre as plantas maternas (ΦFT = 0,25), correspondendo a dois doadores efetivos de pólen (Nep ≈ 2). A distância média de dispersão foi baixa nas duas subpopulações, porém foi mais reduzida na subpopulação Aw2 (δ = 21.8 m). Os resultados mostraram que a reprodução clonal parece não afetar negativamente o fitness, mantendo o tamanho da população suficientemente elevado. As distâncias curtas de polinização, no entanto, podem ser em consequência da fragmentação do habitat e do comportamento do polinizador. Assim, nós sugerimos que as estratégias de conservação devem se concentrar na área de ocorrência da espécie e em plantas adultas. Nossos resultados também sustentam o uso de espécies não arbóreas como um modelo adequado para estudos de fluxo de pólen.Fertility and reproductive biology patterns and its consequences for mating systems are still poorly understood in non-model species. These aspects have direct application in the study of species evolution and conservation. Aechmea winkleri is a mainly saxicolous species, endemic to a very small region in southern Brazil. There is only one known population of this species, which suffers from habitat fragmentation resulting from the conversion of forest in urban and agricultural areas. Fragmentation is a major threat to species survival and evolution. In this study, we explored the genetic and ecological factors that influence the reproductive success and persistence of this species in nature. In Chapter II we studied the proportion of investment in sexual and clonal reproduction, and we measured fitness components and reproductive success. We also verified the occurrence of pollen limitation with a controlled pollination experiment. Results showed an average of 16 ramets by genet and less than 10% of the population presented reproductive structures. Fruit set was on average 80.96% (SE ± 2.74) and the parthenocarpy rate was 33.18% (SE ± 2.43). Pollen supplementation experiments showed no differences between manual cross-pollination and open pollination, suggesting that there is no pollen limitation in this species. In Chapter III, we characterized the reproductive biology and tested the impact of population substructure in mating system and pollen flow patterns. The main pollinator observed in this species was the bumblebee, Bombus morio, and hand pollination experiments showed a selfincompatibility system. For the mating system analysis using microsatellites, we sampled 59 mother plants and an average of 14 seeds for each, totaling 893 individuals collected in the high density areas. Based on a Bayesian assignment, two subpopulations were identified for this species (Aw1 and Aw2). Estimates of outcrossing rates did not differ from 100%. Pollen pool structure was observed between maternal plants (ΦFT = 0.25), corresponding to two effective pollen donors (Nep ≈ 2). The average dispersal distance was low in both subpopulations, but lower in the subpopulation Aw2 (δ = 21.8 m). Our results showed that clonal reproduction does not seem to negatively affect fitness, keeping population size large enough. The short pollination distances, however, are in consequence of habitat fragmentation and pollinator behavior. Thus, we suggest that conservation strategies should focus on the species’ occurrence area and in adult plants. Our results also support the use of nonarboreal species as a suitable model for pollen flow studies

Estudo do sucesso reprodutivo, dos padrões de cruzamento e do fluxo de pólen em Aechmea winkleri, uma espécie endêmica do sul do Brasil

Os padrões de fertilidade e biologia reprodutiva e suas conseqüências no sistema de cruzamento de plantas ainda são pouco compreendidos em espécies não modelo. Todos estes fatores têm aplicação direta para o estudo de conservação das espécies. Aechmea winkleri é uma espécie preferencialmente saxícola, endêmica de uma região muito pequena no sul do Brasil. É conhecida apenas uma população desta espécie, a qual sofre com a fragmentação de habitat resultante da conversão de mata atlântica em áreas urbanas e de produção agrícola. Esta fragmentação ameaça a sobrevivência e evolução da espécie. Neste trabalho, foram explorados os fatores genéticos e ecológicos que influenciam o sucesso reprodutivo e a persistência desta espécie na natureza. No Capítulo II é apresentado um estudo sobre a proporção de investimento em reprodução clonal e sexual, e foram avaliados componentes de fitness e sucesso reprodutivo. Também foi realizado um experimento de polinização controlada para verificar a ocorrência de limitação de pólen. Os resultados mostraram uma média de 16 ramets por genet e menos de 10% da população com estruturas reprodutivas. Em média, 80,96% (SE ± 2,74) das plantas frutificaram e observou-se uma taxa de partenocarpia de 33,18% (SE ± 2,43). Os experimentos de suplementação de pólen não mostraram diferenças entre polinização cruzada manual e polinização aberta, sugerindo que não há limitação de pólen nesta espécie. No Capítulo III, é apresentado um estudo onde foi caracterizada a biologia reprodutiva da espécie e testado o impacto de subestrutura de população nos padrões de sistema de cruzamento e fluxo de pólen. O principal polinizador observado nesta espécie foi a mamangava, Bombus morio, e os experimentos de polinização manual mostraram que a espécie A.winleri é autoincompatível. Para a análise molecular (microssatélites) do sistema de cruzamento foram coletadas 59 plantas mãe e em média 14 sementes para cada uma, totalizando 893 indivíduos coletados nas áreas de maior densidade populacional. Baseado em uma análise Bayesiana a posterior, foram identificadas duas subpopulações para esta espécie (Aw1 e Aw2). As estimativas de taxas de fecundação cruzada não diferiram de 100%. Foi observada estruturação de pólen entre as plantas maternas (ΦFT = 0,25), correspondendo a dois doadores efetivos de pólen (Nep ≈ 2). A distância média de dispersão foi baixa nas duas subpopulações, porém foi mais reduzida na subpopulação Aw2 (δ = 21.8 m). Os resultados mostraram que a reprodução clonal parece não afetar negativamente o fitness, mantendo o tamanho da população suficientemente elevado. As distâncias curtas de polinização, no entanto, podem ser em consequência da fragmentação do habitat e do comportamento do polinizador. Assim, nós sugerimos que as estratégias de conservação devem se concentrar na área de ocorrência da espécie e em plantas adultas. Nossos resultados também sustentam o uso de espécies não arbóreas como um modelo adequado para estudos de fluxo de pólen.Fertility and reproductive biology patterns and its consequences for mating systems are still poorly understood in non-model species. These aspects have direct application in the study of species evolution and conservation. Aechmea winkleri is a mainly saxicolous species, endemic to a very small region in southern Brazil. There is only one known population of this species, which suffers from habitat fragmentation resulting from the conversion of forest in urban and agricultural areas. Fragmentation is a major threat to species survival and evolution. In this study, we explored the genetic and ecological factors that influence the reproductive success and persistence of this species in nature. In Chapter II we studied the proportion of investment in sexual and clonal reproduction, and we measured fitness components and reproductive success. We also verified the occurrence of pollen limitation with a controlled pollination experiment. Results showed an average of 16 ramets by genet and less than 10% of the population presented reproductive structures. Fruit set was on average 80.96% (SE ± 2.74) and the parthenocarpy rate was 33.18% (SE ± 2.43). Pollen supplementation experiments showed no differences between manual cross-pollination and open pollination, suggesting that there is no pollen limitation in this species. In Chapter III, we characterized the reproductive biology and tested the impact of population substructure in mating system and pollen flow patterns. The main pollinator observed in this species was the bumblebee, Bombus morio, and hand pollination experiments showed a selfincompatibility system. For the mating system analysis using microsatellites, we sampled 59 mother plants and an average of 14 seeds for each, totaling 893 individuals collected in the high density areas. Based on a Bayesian assignment, two subpopulations were identified for this species (Aw1 and Aw2). Estimates of outcrossing rates did not differ from 100%. Pollen pool structure was observed between maternal plants (ΦFT = 0.25), corresponding to two effective pollen donors (Nep ≈ 2). The average dispersal distance was low in both subpopulations, but lower in the subpopulation Aw2 (δ = 21.8 m). Our results showed that clonal reproduction does not seem to negatively affect fitness, keeping population size large enough. The short pollination distances, however, are in consequence of habitat fragmentation and pollinator behavior. Thus, we suggest that conservation strategies should focus on the species’ occurrence area and in adult plants. Our results also support the use of nonarboreal species as a suitable model for pollen flow studies

Genetics, evolution and conservation of Bromeliaceae

Bromeliaceae is a morphologically distinctive and ecologically diverse family originating in the New World. Three centers of diversity, 58 genera, and about 3,140 bromeliad species are currently recognized. We compiled all of the studies related to the reproductive biology, genetic diversity, and population structure of the Bromeliaceae, and discuss the evolution and conservation of this family. Bromeliads are preferentially pollinated by vertebrates and show marked variation in breeding systems, from predominant inbreeding to predominant outcrossing, as well as constancy in chromosome number (2n = 2x = 50). Autogamous or mixed mating system bromeliads have a high inbreeding coefficient (FIS), while outcrossing species show low FIS. The degree of differentiation among populations (FST) of species ranges from 0.043 to 0.961, which can be influenced by pollen and seed dispersal effects, clonal growth, gene flow rates, and connectivity among populations. The evolutionary history of the Bromeliaceae is poorly known, although some studies have indicated that the family arose in the Guayana Shield roughly 100 Mya. We believe that genetic, cytogenetic, and reproductive data will be essential for diagnosing species status and for assisting conservation programs

Genetics, evolution and conservation of Bromeliaceae

Bromeliaceae is a morphologically distinctive and ecologically diverse family originating in the New World. Three centers of diversity, 58 genera, and about 3,140 bromeliad species are currently recognized. We compiled all of the studies related to the reproductive biology, genetic diversity, and population structure of the Bromeliaceae, and discuss the evolution and conservation of this family. Bromeliads are preferentially pollinated by vertebrates and show marked variation in breeding systems, from predominant inbreeding to predominant outcrossing, as well as constancy in chromosome number (2n = 2x = 50). Autogamous or mixed mating system bromeliads have a high inbreeding coefficient (FIS), while outcrossing species show low FIS. The degree of differentiation among populations (FST) of species ranges from 0.043 to 0.961, which can be influenced by pollen and seed dispersal effects, clonal growth, gene flow rates, and connectivity among populations. The evolutionary history of the Bromeliaceae is poorly known, although some studies have indicated that the family arose in the Guayana Shield roughly 100 Mya. We believe that genetic, cytogenetic, and reproductive data will be essential for diagnosing species status and for assisting conservation programs