High levels of genetic diversity in populations of Iris aphylla L. (Iridaceae), an endangered species in Poland

Abstract

We used RAPDs (Random Amplified Polymorphic DNAs) to investigate genetic diversity and its partition within and between three populations of Iris aphylla in Poland. Analysis of Molecular Variance (AMOVA) of 84 distinct RAPD multiband genotypes revealed higher variation within populations (77.2%) than genetic differentiation between them (22.8%, P < 0.002). Values of genetic diversity indices (H) were similar in all three sites (0.21–0.24). The differentiation of the populations corresponded to low average gene flow (Nm = 0.81). Our results indicated that genetic diversity was independent of population size. We concluded that although sexual reproduction and gene flow between populations of I. aphylla were very limited, they preserved high levels of genetic diversity. Relatively large number of seeds, which migrated in the past to populations, as well as patterns of reproduction and life history of I. aphylla may explain this situation. © 2003 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society, 2003, 142, 65–72.

O Estudo Da Biodiversidade E Evolução Vegetal Através De Marcadores De Dna E Citogenética: Exemplos Em Iridaceae E Poaceae

“…Na classe de marcadores revelados por amplificação, estão os marcadores RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA;WILLIAMS et al, 1990), os microssatélites ou SSR (Simple Sequence Repeat; LITT & LUTTY, 1989) e os ISSR (Inter Simple Sequence Repeat; ZIETKIEWICZ, RAFALSKI & LABUDA, 1994). AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism;VOS et al, 1995), outra tecnologia utilizada para análise do polimorfismo molecular, é uma metodologia híbrida entre os dois procedimentos básicos, pois inclui uma etapa dirigida por enzimas de restrição, seguida pela síntese por PCR dos fragmentos de DNA obtidos pela digestão enzimática.…”

“…Sua popularidade provavelmente decorre da ausência de conhecimento a priori do genoma da espécie-alvo, tornando-os especialmente adequados àquelas situações em que não há pesquisa genética prévia, um fato bastante corriqueiro na maioria das espécies não domesticadas (NYBOM, 2004). Por exemplo, ISSR são marcadores de DNA do tipo fingerprinting, e o polimorfismo é observado a partir do tamanho de sequências (Figura 1 A-C) que entremeiam microssatélites (GUPTA et al, 1994;ZIETKIEWICZ, RAFALSKI & LABUDA, 1994). São considerados como semi-arbitrários, multilocos, de ampla distribuição ao longo do genoma e de evolução rápida, amplificados através de PCR usando um único primer, desenhado a partir de uma repetição di-ou trinucleotídeo, a qual pode ser ancorada ou não (ZIETKIEWICZ, RAFALSKI & LABUDA, 1994;GODWIN, AITKEN & SMITH, 1997).…”

“…Por exemplo, ISSR são marcadores de DNA do tipo fingerprinting, e o polimorfismo é observado a partir do tamanho de sequências (Figura 1 A-C) que entremeiam microssatélites (GUPTA et al, 1994;ZIETKIEWICZ, RAFALSKI & LABUDA, 1994). São considerados como semi-arbitrários, multilocos, de ampla distribuição ao longo do genoma e de evolução rápida, amplificados através de PCR usando um único primer, desenhado a partir de uma repetição di-ou trinucleotídeo, a qual pode ser ancorada ou não (ZIETKIEWICZ, RAFALSKI & LABUDA, 1994;GODWIN, AITKEN & SMITH, 1997). Por suas características, podem ser utilizados para a caracterização molecular de cultivares e de níveis taxonômicos inferiores, em análise da diversidade, fingerprinting e mapeamento genômico.…”

“…Uma característica importante para a família é a extensa variação morfológica vista em alguns grupos, o que torna os relacionamentos internos complexos. Assim, marcadores moleculares têm sido utilizados com sucesso tanto para a caracterização molecular de cultivares e de espécies (CAIOLA, CAPUTO & ZANIER, 2004;DE MARCO et al, 2009;MORAGA et al, 2010;RANJAN et al, 2010;TACUATIÁ et al, 2012b), quanto para a obtenção de estimativas de parâmetros de genética de populações (HANNAN & ORICK, 2000;WRÓBLEWSKA et al, 2003;DE MARCO et al, 2009;TACUATIÁ et al, 2012a), ou mesmo, para auxiliar na investigação de mecanismos envolvidos na especiação, correlacionando com informações ecológicas (RYMER et al, 2010). O mérito desses estudos foi esclarecer a complexidade evolutiva de alguns grupos de Iridaceae, evidenciando que a citogenética e a biologia da polinização foram fundamentais para a diversificação e para a adaptação de novidades evolutivas surgidas na família.…”

“…Outras espécies de Herbertia que pos-suem algum tipo de barreira à autogamia, apresentaram estimativas de diversidade genética intrapopulacional altas, coerentes com o esperado para espécies autoincompatíveis (Stiehl-Alves et al, in prep.). De um modo geral, nós observamos que as populações são bastante diferenciadas geneticamente, algo já evidenciado em outros estudos em Iridaceae (HANNAN & ORICK, 2000;WRÓBLEWSKA et al, 2003;DE MARCO et al, 2009;RYMER et al, 2010;TACUATIÁ et al, 2012a). Possivelmente, o sistema de dispersão de sementes tem forte impacto na diferenciação genética de populações de Iridaceae, visto que, caracteristicamente, a barocoria permite que as sementes sejam alocadas por distâncias restritas intra-populacionalmente.…”