Pangenome inventory of Burkholderia sensu lato, Burkholderia sensu stricto, and the Burkholderia cepacia complex reveals the uniqueness of Burkholderia catarinensis

Here the pangenome analysis of Burkholderia sensu lato (s.l.) was performed for the first time, together with an updated analysis of the pangenome of Burkholderia sensu stricto, and Burkholderia cepacia complex (Bcc) focusing on the Bcc B. catarinensis specific features of its re-sequenced genome. The pangenome of Burkholderia s.l., Burkholderia s.s., and of the Bcc was open, composed of more than 96% of accessory genes, and more than 62% of unknown genes. Functional annotations showed that secondary metabolism genes belonged to the variable portion of genomes, which might explain their production of several compounds with varied bioactivities. Taken together, this work showed the great variability and uniqueness of these genomes and revealed an underexplored unknown potential in poorly characterized genes. Regarding B. catarinensis 89T, its genome harbors genes related to hydrolases production and plant growth promotion. This draft genome will be valuable for further investigation of its biotechnological potentials

Changes of Phylogenetic and Taxonomic Diversity of Odonata (Insecta) in Response to Land Use in Amazonia

Changes in natural habitats for human use can alter the distribution of biodiversity, favoring species that are more tolerant to environmental disturbance. Usually, these species comprise clades of habitat generalists, which have biological mechanisms to colonize environments with different environmental conditions. However, such effects are still poorly understood for most biological groups, such as the Amazon odonates. Therefore, this study aims to evaluate the effects of land use along an environmental gradient on the phylogenetic and taxonomic diversity of Odonata in the Amazon. We tested the following hypotheses: In deforested areas (e.g., pasture for cattle, palm plantation, and logging), the Odonata community will be more taxonomically and phylogenetically impoverished than in forested areas. We assume that the modification of the natural habitat causes loss of specialist forest species and favors specialist species of open areas and/or habitat generalists. Data sampling was performed in 195 streams under different land-use types: livestock areas, palm monoculture, timber exploitation, and forest areas taken as reference sites. Our results showed that anthropogenic impacts affected the phylogenetic diversity of odonates and the increase in shrub vegetation was related to the increase in the phylogenetic diversity of communities. On the other hand, shrub vegetation is indicative of disturbed areas, where secondary vegetation predominates, with less canopy cover due to the absence or discontinuity of the native tree cover in these habitats. Nonetheless, species richness and abundance were not related to the effects of anthropogenic land use. Finally, our results suggest that the phylogenetic diversity of Amazonian odonates is related to riparian vegetation structure

Phylobetadiversity among Forest Types in the Brazilian Atlantic Forest Complex

Phylobetadiversity is defined as the phylogenetic resemblance between communities or biomes. Analyzing phylobetadiversity patterns among different vegetation physiognomies within a single biome is crucial to understand the historical affinities between them. Based on the widely accepted idea that different forest physiognomies within the Southern Brazilian Atlantic Forest constitute different facies of a single biome, we hypothesize that more recent phylogenetic nodes should drive phylobetadiversity gradients between the different forest types within the Atlantic Forest, as the phylogenetic divergence among those forest types is biogeographically recent. We compiled information from 206 checklists describing the occurrence of shrub/tree species across three different forest physiognomies within the Southern Brazilian Atlantic Forest (Dense, Mixed and Seasonal forests). We analyzed intra-site phylogenetic structure (phylogenetic diversity, net relatedness index and nearest taxon index) and phylobetadiversity between plots located at different forest types, using five different methods differing in sensitivity to either basal or terminal nodes (phylogenetic fuzzy weighting, COMDIST, COMDISTNT, UniFrac and Rao’s H). Mixed forests showed higher phylogenetic diversity and overdispersion than the other forest types. Furthermore, all forest types differed from each other in relation phylobetadiversity patterns, particularly when phylobetadiversity methods more sensitive to terminal nodes were employed. Mixed forests tended to show higher phylogenetic differentiation to Dense and Seasonal forests than these latter from each other. The higher phylogenetic diversity and phylobetadiversity levels found in Mixed forests when compared to the others likely result from the biogeographical origin of several taxa occurring in these forests. On one hand, Mixed forests shelter several temperate taxa, like the conifers Araucaria and Podocarpus. On the other hand, tropical groups, like Myrtaceae, are also very representative of this forest type. We point out to the need of more attention to Mixed forests as a conservation target within the Brazilian Atlantic Forest given their high phylogenetic uniqueness

O gênero Cattleya Lindl. (Orchidaceae: Laeliinae) no Rio Grande do Sul, Brasil

Cattleya presents about 120 species distributed in tropical and subtropical regions of the Americas. In its current delimitation, Cattleya also encompasses the Brazilian species formerly placed within the genera Laelia and Sophronitis, as well as the species of a number of recently segregated genera. This contribution deals with this genus in Rio Grande do Sul State, Southern Brazil, therefore contributing to the knowledge of its orchid flora. This work is based in literature and in the analysis of herbarium vouchers as well as in specimens collected during fieldwork in several localities of Rio Grande do Sul. Five native species were recorded: Cattleya cernua, C. coccinea, C. intermedia, C. purpurata and C. tigrina. All these species dwell within the Atlantic Rain Forest biome. This contribution does present an artificial key for the species, the synonymies, descriptions, illustrations, geographic distribution and comments on habitat and natural history of the species.Cattleya abrange aproximadamente 120 espécies distribuídas principalmente nas regiões tropicais e subtropicais das Américas. Em sua delimitação atual, Cattleya inclui também as espécies brasileiras outrora inseridas nos gêneros Laelia e Sophronitis, bem como as espécies de gêneros mais recentemente segregados. O presente trabalho trata do estudo taxonômico desse gênero no Rio Grande do Sul, contribuindo, portanto, para o conhecimento da flora do estado. Este trabalho baseou-se em revisão bibliográfica bem como na análise de espécimes de herbário e coletas efetuadas em diversas regiões do Rio Grande do Sul. Cinco espécies ocorrem no estado: Cattleya cernua, C. coccinea, C. intermedia, C. purpurata e C. tigrina. Todas essas espécies crescem em formações florestais inseridas no bioma Mata Atlântica. Este trabalho apresenta uma chave artificial para identificar as espécies, sinonímias, descrições, ilustrações, distribuição geográfica, hábitat e comentários adicionais dos táxons analisados

Efeitos filogenéticos em atributos reprodutivos de espécies endozoocóricas em uma floresta com Araucaria no sul do Brasil

Os processos de dispersão, sobrevivência da prole e os períodos fenológicos das espécies vegetais, são o resultado tanto de sua história evolutiva quanto de suas adaptações ao ambiente. Para analisar o padrão evolutivo destes processos, foi testada a hipótese de que a similaridade entre espécies aparentadas em relação aos seus atributos reprodutivos (frutos, sementes e a fenologia da floração e frutificação) é maior do que o esperado por mero acaso (alto sinal filogenético), através de testes de Mantel parcial controlando o efeito da forma de vida das espécies. Os resultados revelaram que a maioria dos atributos de sementes, dois atributos dos diásporos (display das cores e a porcentagem de polpa) e o tempo de desenvolvimento dos diásporos, apresentaram um moderado sinal filogenético. Isto sugere que a conservação de atributos de sementes para sobrevivência da prole e a labilidade dos atributos de diásporos buscando dispersões mais efetivas, afetam significativamente o fitness das espécies, além de indicar uma influência do tempo de desenvolvimento dos diásporos nos picos de frutificação.The processes of dispersal, offspring survival and phenological periods of plant species result both from their evolutionary history and adaptations to the environment. To analyze the evolutionary pattern of these processes, the hypothesis that the similarity among related species in relation to their reproductive traits (fruits, seeds and the phenology of flowering and fruiting) is higher than expected by chance (high phylogenetic signal) was tested through partial Mantel tests, controlling for the effect of species life form. The results revealed that most seed traits, two diaspores traits (color display and pulp percentage) and the time of diaspore development, show moderate phylogenetic signal. This suggests that the conservation of seed traits for offspring survival and the lability of diaspore traits seeking more effective dispersions, significantly affect the species fitness, and it also indicates the influence of the time of diaspore development on the fruiting peaks

Estrutura filogenética e funcional de comunidades vegetais a partir de ecologia reprodutiva : padrões espaciais e temporais

Nas últimas décadas estudos em ecologia de comunidades incorporaram a perspectiva evolutiva para entender como as comunidades se organizam no espaço e no tempo. A similaridade evolutiva entre espécies é considerada fundamental para o entendimento da estruturação das comunidades e dos padrões de coexistência das espécies. O avanço de ferramentas analíticas e computacionais propiciariam a reconstrução de filogenias descrevendo com maior precisão as relações de parentesco entre espécies, o que levou ao desenvolvimento da área de ecologia filogenética. A hipótese de que espécies filogeneticamente próximas são similares em relação às suas características ecológicas foi inicialmente utilizada para interpretar quais processos poderiam estar determinando a organização das comunidades. Porém, a abordagem estritamente filogenética tem sido questionada pela falta de correlação com a estrutura funcional das comunidades. A integração das abordagens filogenética e funcional tem demonstrado uma complementaridade na explicação dos padrões de coexistência das espécies. Dentre as características funcionais, atributos reprodutivos são fundamentais para sobrevivência das espécies, influenciando a dispersão e a colonização de novos ambientes. Esta tese avaliou diferentes métodos de reconstrução de filogenias buscando primeiramente obter relações filogenéticas mais precisas entre espécies para que em conjunto com atributos reprodutivos fosse avaliada a organização das comunidades no espaço e no tempo. No primeiro capítulo foi avaliado o efeito de filogenias moleculares, pseudocronogramas e filogenias topológicas em medidas de diversidade e dispersão filogenética alfa e beta. A influência das diferentes filogenias nas medidas de dispersão e diversidade filogenética variaram de acordo com a composição das unidades amostrais. A correção dos procedimentos de reconstrução filogenética no programa Phylocom aumentou a similaridade com filogenias moleculares sem perda de poder estatístico, dependendo da medida de dispersão e diversidade avaliadas. Em uma situação de deficiência de dados moleculares, pseudocronogramas gerados pelo programa Phylocom são uma boa escolha especialmente para o cálculo do índice de parentesco líquido. No segundo capítulo foi avaliado a variação na composição de espécies, filogenética e funcional de plantas trepadeiras no processo de avanço da floresta sobre o campo. Foi analisada a associação de características de dispersão dos frutos e filogenia em um gradiente de manchas florestais de diferentes áreas e isolamento em relação a floresta contínua circundante. Foi encontrado um padrão aninhado na composição de espécies, indicando que manchas florestais menores são subconjuntos de manchas maiores que por sua vez são subconjuntos da floresta contínua. A área e o isolamento da mancha florestal são fatores determinantes do padrão de organização das comunidades, criando um filtro ambiental selecionando a composição de espécies. Além disso, as comunidades não são organizadas de acordo com as relações filogenéticas das espécies, mas atributos de dispersão como o tipo de fruto e a síndrome de dispersão mostraram uma associação com o gradiente de área e isolamento, sendo determinantes para colonização dos diferentes tipos de manchas florestais. No terceiro capítulo foi avaliado a conservação filogenética na fenologia reprodutiva de uma comunidade de trepadeiras e analisado se havia uma associação entre a composição de espécies em floração e frutificação e variáveis climáticas, mediada pela relação filogenética entre as espécies. Foi observado um baixo sinal filogenético nos picos de floração e frutificação, mostrando que espécies filogeneticamente próximas diferem em seus períodos fenológicos. Porém, espécies de um mesmo clado em escalas filogenéticas amplas ou finas, responderam de maneira similar à mesma variável climática. A integração das abordagens filogenética e funcional, demonstraram uma complementaridade permitindo compreender de uma maneira mais completa como as comunidades se estruturam no espaço e no tempo.In the last decades, community ecology studies incorporated an evolutionary perspective to understand how communities are organized in space and time. The similarity between species is fundamental for understanding the structure of communities and species coexistence patterns. The advance of analytical and computational tools enabled the reconstruction of reliable phylogenies describing with more precision the relationships among species, which has led to the development of community phylogenetics area. The hypothesis that closely related species are similar in relation to their ecological traits was initially used to interpret what processes could be determining the organization of communities. However, a strictly phylogenetic approach has been doubted due to the lack of correlation with the functional structure of communities. The integration of phylogenetic and functional approaches demonstrated a complementarity for explaining species coexistence patterns. Among functional attributes, reproductive traits are essential for species survival, influencing dispersion and colonization of new habitats. This thesis evaluated different phylogenetic reconstruction methods seeking to mainly obtain a more precise phylogenetic relationship between species. This, in addition to reproductive traits, were used to evaluate communities structuring in space and time. In the first chapter, we evaluated the effects of molecular phylogenies, pseudo-chronograms and topological phylogenies in metrics of alpha and beta phylogenetic diversity and dispersion. The relative influence of different phylogenetic reconstruction techniques on phylogenetic community metrics varied among sampling units. Correcting the pseudo-chronogram construction workflow in Phylocom enhances the similarity with molecular phylogenies, with no significant loss of statistical power depending on the phylogenetic community metric. In a situation of deficient genetic sequence data, pseudo-chronograms are a good choice, especially for the net relatedness index metric. In the second chapter, we assessed the variation of species composition, phylogenetic clades and functional traits of climbing plants along the process of forest expansion over grassland. We analyzed the association of dispersal traits and phylogeny along the gradient of forest patches of increasing sizes and isolation to the surrounding continuous forest. We found a nested pattern on species composition, indicating that smaller patch categories are subsets of larger ones and forest sites. Patch area and isolation play an important role in forest structure, generating an environmental filtering on species composition. Moreover, communities are not organized according to phylogenetic relationships. However, dispersal traits like fruit type and dispersal syndrome showed an association with the patch size and isolation gradient, being determinants of forest patches colonization. In the third chapter, we evaluated the phylogenetic conservatism in the reproductive phenology of a climbing plant community. We assessed if there was an association between the composition of flowering and fruit-bearing species and climatic variables, mediated by phylogenetic relationships. We observed low phylogenetic signal for flowering and fruiting peaks, showing that phylogenetically close species have different phenological periods. However, species of the same clade in larger or finer scales responded similarly to the same climatic variable. The integration of phylogenetic and functional approaches demonstrated a complementarity, allowing a better understanding of how communities are structured in space and time

Produção de frutos zoocóricos em uma floresta ombrófila mista no sul do Brasil

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Estrutura espacial de trepadeiras entre plantação de araucária (Araucaria angustifolia) e floresta ombrófila mista no sul do Brasil

As trepadeiras são componentes característicos das formações florestais, tendo uma relevante participação na dinâmica ecológica destas comunidades. Apesar da importância das trepadeiras na Floresta Ombrófila Mista, pouco se conhece sobre sua composição e estrutura e os possíveis impactos da silvicultura sobre esta sinúsia, sendo este, portanto, o objetivo deste trabalho. O estudo foi desenvolvido na FLONA de São Francisco de Paula - RS, composta por um mosaico de formações naturais e silvicultura. Mensalmente, de Setembro de 2007 até Agosto de 2008, percorremos cerca de 13 km de trilhas e apenas os indivíduos que apresentaram alguma fenofase reprodutiva foram amostrados em relação a sua ocorrência na mata nativa e na plantação de araucária, se encontrados na borda ou no interior, estando nessas situações no dossel ou no sub-bosque. As espécies foram classificadas ao grau de lignificação, métodos de escalada e síndromes de dispersão. As espécies foram padronizadas pela abundância total em cada umas das 27 unidades amostrais, onde testamos possíveis diferenças na composição das espécies entre os ambientes através de uma análise de variância multivariada (MANOVA) por aleatorização. Também agrupamos as espécies de acordo com seus atributos para testar as diferenças entre os ambientes, buscando evidenciar padrões na distribuição das espécies. Foram identificadas 72 espécies pertencentes a 45 gêneros e 27 famílias, totalizando 2431 indivíduos amostrados. A composição de trepadeiras diferiu significativamente (p<0,05) entre os fragmentos de floresta nativa e de plantação de araucária, entre o dossel e o sub-bosque e entre a borda e o interior. Os métodos de escalada diferiram significativamente entre dossel e o sub-bosque e entre a borda e o interior, as síndromes de dispersão diferiram em relação à borda e o interior e a consistência (herbáceas e lenhosas) diferiu em relação ao dossel e o sub-bosque. As diferenças estão associadas provavelmente à intensidade luminosa que se modifica em relação à arquitetura do dossel nas plantações de araucária e da borda para o interior na floresta nativa, à arquitetura do sub-bosque através da disponibilidade de suportes de pequeno diâmetro e à rugosidade da casca da araucária, que favorece algumas espécies nas plantações de araucária