Projetos

Cistus ladanifer ensaio de proveniência com objetivos de melhoramento genético e conservação

No presente projeto pretende-se utilizar uma espécie amplamente distribuída na Península Ibérica, a esteva (Cistus ladanifer), para instalar um ensaio de proveniências utilizando famílias recolhidas em 8 populações área de distribuição da espécie, e duas populações da região de estudo para efeitos de comparação. Quintela-Sabarís et al. (2011) num estudo filogeográfico da espécie encontraram 4 aglomerados genéticos distintos: Marrocos (M), Sudeste da Andaluzia (AS), Portugal (P) e resto de Espanha (S). As oito populações foram escolhidas com base da sua maior diversidade genética, dentro de cada um dos 4 clusters filogeográficos,

O desenho experimental são blocos aleatórios completos com 5 repetições e 7 indivíduos por repetição. As plantas na mesma repetição serão plantadas em filas. Cada população será representada por 5 famílias (meios-irmãos de sementes colhidas na mesma planta-mãe), 1 planta por família e por repetição. As plantas-mãe serão selecionadas na mesma população, com pelo menos 10 m de diferença, para evitar a recolha de sementes de plantas relacionadas. O espaçamento é 1 m. No ensaio de proveniências são plantadas linhas de bordadura. Duas plantas adicionais são plantadas no fundo de cada linha para análise destrutiva para estimar os parâmetros morfológicos no primeiro e segundo ano após a plantação e para permitir a construção de equações alométricas. A análise morfológica das plantas será feita medindo o IAF (índice de área foliar), a biomassa foliar e de rebentos, o peso verde e seco e o crescimento dos rebentos. A morfologia e produção potencial de biomassa das populações de esteva será feita através do desenvolvimento de modelos preditivos para a estimativa dos parâmetros morfológicos por meio de métodos não destrutivos.

Serão efetuadas análises fitoquímicas e farmacológicas: i) quantificação dos principais flavonóides e diterpenos no exsudado das folhas através de um método HPLC-DAD de fase reversa utilizando as normas, ii) quantificação da resina de labdanum e do resinoide do metanol nas folhas (extração alcalina com precipitação ácida seguida de precipitação de “waxes” metanol a frio), iii) caracterização química “metanol resinoid” através do método turbidimétrico clássico (fenóis e flavonóides equivalentes) e HPLC-MS/MS, e iv) caracterização da bioactividade “metanol resinoid” através de ensaios in vitro antioxidantes e anti-inflamatórios. 

Estamos a realizar uma base de dados com os pontos de presença na área de distribuição da espécie, que conjugaremos com fatores ambientais relevantes na delimitação do seu nicho ecológico. Além de prevermos a distribuição completa da esteva no presente, projetaremos os modelos para o futuro, utilizando diversos cenários de aquecimento global e para o passado (Kriticos and Leriche, 2010). Realizaremos análises estatísticas com a resolução espacial de 1 km2, de forma a selecionar o grupo de fatores ambientais não colineares mais relevantes. A Modelação de Nicho Ecológico será realizada utilizando diferentes algoritmos, nomeadamente o amplamente utilizado MaxEnt (Merow et al., 2013; Phillips and Dudík, 2008). No que respeita à projeção dos modelos para o passado, combinaremos os resultados com informação de marcadores moleculares e dados paleobotânicos (pólen e macrofósseis) originários do Último Glacial Máximo e Holocénico Médio para estudar a associação entre fenómenos climáticos históricos e a fitogeografia da esteva. Utilizaremos a modelação causal para analisar a influência potencial de fatores biofísicos nos padrões genéticos observados. Adicionalmente, iremos desenhar regiões de proveniência e desenvolver um método de genotipagem dos indivíduos selecionados com base em marcadores moleculares (Ribeiro et al., 2011). Os melhores indivíduos resultantes do ensaio de proveniência serão escolhidos para conservação e uso e para um futuro processo de registo varietal. Além disso, será feita a propagação in vitro para fins de conservação e implantação.

Os principais objetivos do projeto são os seguintes:

i) melhorar o nosso conhecimento sobre as tolerâncias ambientais das espécies utilizando a distribuição das espécies e um conjunto de dados de variáveis ecológicas.
ii) avaliar a dinâmica temporal do clima e da vegetação para prever as mudanças ecológicas nos nichos em cenários de aquecimento global 
iii) avaliar a evolução da espécie no passado usando modelação ecológica, dados paleobotânicos e estudos genéticos.
iv) estudar a influência da heterogeneidade ambiental na diversidade genética e na estrutura da esteva
v) desenhar regiões de proveniência da esteva 
vi) fazer a genotipagem dos clones selecionados com marcadores moleculares disponíveis.
vii) propagar os indivíduos selecionados no ensaio de proveniências da esteva através de métodos in vitro

Membros da equipa: Maria Margarida Ribeiro (IPCB); João Carneiro (IPCB); José Carlos Gonçalves (IPCB); Paulo Fernandez (IPCB); Teresa Coelho (IPCB); David Frazão (UTAD/CBPBI); Natália Roque (IPCB); Miguel Ferreira (IPCB); Tatiana Diamantino (IPCB); Celina Barroca (IPCB); Celestino Quintela-Sabarís (Universidade de Santiago de Compostela); Nuno Borralho (RAIZ, Navigator).

 

Bibliografia:

    Kriticos, D.J., Leriche, A., 2010. The effects of climate data precision on fitting and projecting species niche models. Ecography 33, 115-127. 10.1111/j.1600-0587.2009.06042.x
    Merow, C., Smith, M.J., Silander, J.A., 2013. A practical guide to MaxEnt for modeling species’ distributions: what it does, and why inputs and settings matter. Ecography 36, 1058-1069. 10.1111/j.1600-0587.2013.07872.x
    Phillips, S.J., Dudík, M., 2008. Modeling of species distributions with Maxent: new extensions and a comprehensive evaluation. Ecography 31, 161-175. 10.1111/j.0906-7590.2008.5203.x
    Quintela-Sabarís, C., Vendramin, G.G., Castro-Fernández, D., Isabel Fraga, M., 2011. Chloroplast DNA phylogeography of the shrub Cistus ladanifer L. (Cistaceae) in the highly diverse Western Mediterranean region. Plant Biology 13, 391-400. 10.1111/j.1438-8677.2010.00371.x
    Ribeiro, M.M., Sanchez, L., Ribeiro, C., Cunha, F., Araújo, J., Borralho, N., Marques, C., 2011. A case study of Eucalyptus globulus fingerprinting for breeding. Annals of Forest Science 68, 701-714. 10.1007/s13595-011-0087-x

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