Relatório e contas 1994
1995
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Para o melhorador florestal pode ser bastante importante desenvolver técnicas para a propagação vegetativa das espécies florestais mais importantes do ponto de vista económico. A superioridade da propagação vegetativa em relação à propagação sexual reside na possibilidade de transferência de todo o potencial genético das árvores seleccionadas, incluindo a variância não aditiva, para a descedência e, por consequência, a obtenção de maiores ganhos genéticos, pelo menos a curto e médio prazo. A maturação em espécies arborescentes acarreta em geral um aumento da dificuldade de propagação vegetativa de indivíduos seleccionados. Quando as árvores atingem idade suficiente para que o seu potencial possa ser avaliado, a utilização da via clonal em programas de melhoramento, pode ser bastante problemática. Os meristemas apicais parecem ter um papel bastante importante no envelhecimento ontogénico. No entanto, as variações espácio-temporais das condições fisiológicas da árvore são determinates no processo de maturação. Neste trabalho discute-se o fenómeno de maturação das árvores, apresentam-se técnicas que têm sido utilizadas para o reverter e questiona-se se essas técnicas levam ou não a um verdadeiro rejuvenescimento.
Trabalho apresentado no Congreso Forestal Español, edição de 1993
Documento apresentado no I Encontro sobre Microsatélites e Genética das Populações que decorreu em Lisboa de 16 a 17 de Junho de 2004.
Realizaram-se ensaios de enraizamento com estacas provenientes de jovens sobreiros, durante dois anos consecutivos.
A aplicação de AIB à base da estaca melhorou a percentagem de enraizamento e a sobrevivência em relação à testemunha, na época de enraizamento de Abril. Na época de fins de Junho, já não se verificou a referida resposta positiva. Este tratamento não teve efeito no número de raízes formadas, por estaca enraizada, mas influenciou o comprimento da maior raiz, também por estaca enraizada, independentemente da época de enraizamento. A utilização de 0,1% ANA não provocou resultados diferentes da testemunha para qualquer dos parâmetros avaliados.
O descasque na base da estaca aumentou a percentagem de enraizamento e a sobrevivência. Este tratamento, juntamente com a aplicação de 0,5% de AIB conduziu a percentagens de enraizamento superiores a 60%, ao fim de três meses de ensaio, na época de enraizamento de Abril.
Quer a origem da estaca (topo ou base da planta) quer os tratamentos dos pés-mãe (colocação das plantas às escuras ou o escurecimento - uso de uma fita preta na base da futura estaca) não influenciaram a percentagem de enraizamento.
A sobrevivência das estacas é comprometida na época de enraizamento de fins de Junho, pelo facto de entrarem em dormência. A aplicação de BAP às estacas enraizadas, em dormência, estimulou o abrolhamento de gomos axilares e não se observaram efeitos fitotóxicos.
Realizaram-se cortes histológicos na base de estacas sujeitas ao tratamento de escurecimento (com ou sem aplicação de AIB na banda preta). No dia 0 observaram-se diferenças na estrutura devidas a esse tratamento especialmente ao nível da periderme e do xilema. Até ao dia 20 as diferenças estruturais das estacas submetidas ao tratamento de escurecimento foram-se acentuando com perda de coerência e aparecimento, por vezes abundante, de callus. Em geral as modificações surgiam na zona do nó e só depois na zona do entrenó. A aplicação de AIB à base da estaca antes de esta ser posta a enraizar não conduziu a diferenças tão evidentes como o tratamento de escurecimento.
Num mesmo organismo pluricelular existem diferentes tipos de células e as
diferenças são induzidas pelo controle dos genes que são transcritos (activados) em cada
célula. Algum processo deverá actuar no DNA para que esses diferentes tipos de células se
formem durante o desenvolvimento do ser vivo, de outra forma, todas as células somáticas
do organismo, possuidoras da mesma carga cromossómica, seriam idênticas. O processo de
controle da transmissão de genes activados e desactivados, de uma geração de células às
seguintes, ainda não está bem esclarecido. O que se sabe é que muitas células mantêm as
suas características únicas quando são estabelecidas em cultura in vitro. Os mecanismos
regulatórios envolvidos devem ser estáveis e, uma vez estabelecidos, são transmitidos às
células-filha quando a célula se divide. Existem vários modelos para explicar os mecanismos
da regulação génica. A metilação do DNA (uma modificação química que se observa pela
ligação de um grupo metil ao carbono 5 da citosina - Fig. 1), suprime a transcrição de
determinados genes e também promove a alteração da estrutura da cromatina para formas
mais condensadas. Mas, o modelo proposto para explicar a influência da metilação do DNA
na expressão génica, não deixa de ser polémico pois, para uma grande parte dos genes
envolvidos nesse último fenómeno, torna-se necessário o controle adicional de determinadas
proteínas regulatórias.
Pretendemos expor alguns dos argumentos e evidências a favor e contra a relação
causal entre a expressão génica e a metilação do DNA e, em particular, a influência deste
processo nos fenómenos da inactivação dos genes, da marcação parental do genómio, da
diferenciação e do envelhecimento das células e organismos.
Havendo indicadores da degradação do montado de sobro torna-se necessária a sua recuperação, sobretudo com plantas que possam futuramente produzir cortiça em quantidade e de boa qualidade. Para tal, torna-se urgente desenvolver um programa operacional de melhoramento para esta espécie, que ocupa no nosso país 664 mil hectares (1/3 da área total de sobro a nível do globo), de onde se extrai 55% da produção mundial de cortiça e cuja área pode ser estendida em mais de 200 mil hectares.
No presente artigo são abordados os conceitos gerais ligados a programas de melhoramento em espécies florestais e também ao emprego de técnicas de propagação vegetativa, atendendo à importância que estas podem vir a ter no desenrolar desses programas quer para a selecção massal fenotípica (através de estimativas da heritabilidade e do ganho genético) quer para a propagação clonal de material vegetal melhorado. É discutida a problemática associada à maturação nas árvores florestais que pode condicionar o uso da propagação vegetativa e referem-se algumas técnicas utilizadas para contornar esse processo. Por fim, enunciam-se possíveis estratégias para o melhoramento do sobreiro a curto e longo prazo.
Tese de Doutoramento apresentada no Department of Forest Genetics and Plant Phisiology da Swedish University of Agricultural Sciences, em Umea
• Introduction
Tree genetic improvement programs usually lack, in general, pedigree information. Since molecular markers can be used to estimate the level of genetic similarity between individuals, we genotyped a sample of a Portuguese Eucalyptus globulus breeding population—a reference population of 125 individuals—with 16 microsatellites (SSR).
• Materials and methods
Using genotypes from the reference population, we developed a simulation approach to recurrently generate (105 replicates) virtual offspring with different relatedness: selfed, half-sib, full-sib and unrelated individuals. Four commonly used pairwise similarity coefficients were tested on these groups of simulated offspring. Significant deficits in heterozygosity were found for some markers in the reference population, likely due to the presence of null alleles. Therefore, the impact of null alleles in the relatedness estimates was also studied. We conservatively assumed that all homozygotes in the reference population were carriers of null alleles.
• Results
All estimators were unbiased, but one of them was better adjusted to our data set, even when null alleles were considered. The estimator’s accuracy and precision were validated with individuals of known pedigree obtained from controlled crosses made with the same reference population’s parents. Additionally, a clustering algorithm based on the estimator of choice was constructed, in order to infer the relatedness among 24 E. globulus elite individuals. We detected four putatively related elite individuals’ pairs (six pairs considering the presence of null alleles).
• Conclusions
This work demonstrates that in the absence of pedigree information, our approach could be useful to identify relatives and minimize consanguinity in breeding populations.
O desenvolvimento sustentável de uma espécie depende da diversidade genética presente nas populações. A conservação dos recursos genéticos, devido à maior resiliência da espécie quando a sua variabilidade genética é maior, promoverá a salvaguarda da existência das espécies e evolução, o aumento da sustentabilidade dos ecossistemas, a manutenção da capacidade produtiva das florestas, a futura utilização de genes (resistência a doenças, entre outras) e a proteção das espécies negligenciadas e das sobre exploradas. As atuais ameaças à diversidade genética incluem a influência antropogénica (alteração do habitat, desflorestação, fragmentação e domesticação), a globalização (agentes patogénicos, insetos, espécies exóticas e movimentação de material genético) e a alteração climática global.
Nesta apresentação discutimos os resultados que revelam a diversidade genética do pinheiro bravo e do medronheiro em Portugal e realçamos o impacto humano na estrutura genética do pinheiro bravo. A evitar, noutras espécies, o uso de sementes desconhecidas, respeitar os recursos genéticos existentes e definir, com urgência, regras para florestação baseadas em regiões de proveniência e dentro das zonas geneticamente homogéneas.
A estrutura genética do pinheiro bravo em Portugal indicou que a diferenciação entre populações é baixa e que a diversidade existe principalmente dentro das populações. Não se observou nenhum padrão geográfico, o que pode ser explicado pela influência antropogénica associada a um fluxo genético extensivo. Pode ter existido em Portugal um refúgio, a espécie pode ter sobrevivido à última glaciação em zonas abrigadas e de baixa altitude junto ao Oceano Atlântico, evidência fundamentada por pólen e carvão fóssil, mas a influência antropogénica apagou a pegada genética. Os recursos genéticos do pinheiro bravo estão misturados devido à intensiva florestação, sobretudo no século XX, com semente de origem desconhecida.
Num estudo recente com marcadores moleculares foi estudada a estrutura genética do medronheiro. Foram identificadas três regiões genéticas homogéneas (Norte, Centro e Sul), mas diferentes entre si. Os resultados suportam a hipótese da existência de dois refúgios independentes em Portugal durante a última glaciação, na região Sul e no Centro. Para se constituírem novos povoamentos a semente deve ser recolhida dentro das regiões homogéneas e não devem ser usadas sementes de origem desconhecida. O uso de clones deverá ser feito, também, dentro dessas regiões. Os indivíduos para serem incluídos na população de melhoramento, deverão ser selecionados nos medronhais com maior diversidade genética. As populações mais diferenciadas e diversas, do ponto de vista genético, deverão ser consideradas para conservação, prevendo o impacto do aquecimento global, o aumento de fogos florestais, a fragmentação do coberto vegetal e o processo de domesticação em curso.
Efectuou-se um ensaio sobre o efeito da aplicação de uma citocinina benziladenina (BAP), nas concentrações de 200,100,50 e 0mg/l e ainda uma testemunha sem tratamento, para estimular o desenvolvimento de gomos interfasciculares em plantas de Pinus pinaster Ait. com um ano e meio de idade. No delineamento experimental utilizaram-se blocos casualizados completos com 5 repetições por tratamento. Um mês após o término do ensaio o tratamento com maior concentração de BAP revelou-se mais eficaz (P<0,001) com 47,5+-3,96 gomos formados em média por planta, relativamente à testemunha que formou 2,3+-0,67 gomos em média por planta. Os tratamentos com a BAP não foram tóxicos para as plantas mas foram inibitórios do alongamento dos rebentos.
Documento apresentado no I Congresso Florestal Hispano-Luso que decorreu de 21 a 27 de Junho de 1997, em Pamplona.
Efectuou-se um ensaio de germinação de azinheira no início de Abril de 1996, no viveiro da Reserva Natural da Serra da Malcata. Utilizou-se bolota recolhida na região de Malpica do Tejo. Pretendeu-se comparar a produção de plantas de raiz nua, em terra normal do viveiro, com outros métodos: uso de dois contentores (saco e tabuleiro) e cinco substratos (casca de pinheiro, turfa, terra normal de viveiro, casca de pinheiro com perlite (1:1 v/v) e turfa com perlite (1:1 v/v). A percentagem de germinação foi anotada no final de Junho, após o que se efectuaram mais três leituras, com intervalo de três semanas entre cada uma. Na última leitura foram ainda observados o diâmetro da planta (D) ao nível do colo, a sua altura (H) e a área foliar por planta (A).
A percentagem de germinação foi sempre melhor nos tratamentos com tabuleiro independentemente do substrato utilizado e os piores resultados obtiveram-se no tratamento saco/turfa e no método da raiz nua. Por outro lado, o uso do saco conduz, em geral, a uma perda de plantas ao longo do tempo, contrariamente ao uso de tabuleiro. Para o D médio por planta germinada, os melhores tratamentos foram as combinações tabuleiro/turfa (3,26 mm) e saco/casca de pinheiro (2,92 mm) e o uso do saco com terra conduziu ao pior resultado (2,4 mm). Relativamente à H média por planta, o melhor/pior resultado foi o obtido com o método da raiz nua (10,5 cm)/terra em tabuleiro (5,9 cm). A área foliar por planta (A) no tratamento raiz nua atingiu 52 cm2, superior ao valor desse parâmetro para qualquer dos outros tratamentos, excepto no tratamento saco/casca de pinheiro (45 cm2 ).
O azereiro é uma espécie autóctone e rara em Portugal, sujeita a legislação de
protecção por ser vulnerável devido à degradação crescente do seu habitat natural. Neste
trabalho compilou-se um conjunto de informações ao nível da morfologia, corologia e ecologia
do azereiro, para além da utilização e processos de produção em viveiro. Por fim inclui-se uma
carta de potencial de ocorrência de azereiro.
Neste artigo pretende-se revisitar a Beira Interior com a ajuda de alguns números, que possam situá-la do ponto de vista da sua estrutura sócio-económica e ainda relativamente à floresta, nas suas potencialidades e actuais restrições. Conclui-se com uma breve referência a essa nova estrutura, que é a ESACB, especialmente o Curso de Produção Florestal.
No início de 2012 foi realizada a colheita de material vegetal de Opuntia ficus-indica e foi estabelecido um ensaio de campo na Escola Superior Agrária de Castelo Branco. Foi realizada a caracterização e avaliação de 16 populações portuguesas de O. ficus-indica no que se refere à produção de biomassa e de fruto, nos primeiros três anos após a plantação. Adicionalmente foram avaliados alguns parâmetros químicos do fruto. Duas cultivares italianas, “Gialla” e “Bianca”, foram utilizadas para análise comparativa. A produção de biomassa foi avaliada por métodos não destrutivos com quantificação do número de cladódios, matéria verde e matéria seca (MS). Foram encontradas diferenças significativas nos parâmetros relacionados com a produção de biomassa. No terceiro ano após a plantação, o valor mais elevado de produção de biomassa foi registado na cultivar “Gialla”, 11,9 t ha-1 MS, para uma densidade de 2667 plantas ha-1. Duas populações Portuguesas (OFI-12 e OFI-13) destacaram-se das restantes com um valor médio de 9,9 t ha–1 MS, valor que não difere significativamente da cultivar “Gialla”. A produção de fruto foi avaliada no segundo e terceiro anos após a plantação e foram encontradas diferenças significativas entre populações. As cultivares italianas “Gialla” e “Bianca” apresentaram os valores mais elevados para a produção de fruto no terceiro ano após a plantação, respetivamente 13,8 e 13,6 t ha-1, peso fresco. No mesmo período, nas populações portuguesas a produção de fruto variou entre 2,4 e 10,1 t ha-1, peso fresco. A cultivar “Gialla” e o grupo de populações com frutos de polpa laranja produziram frutos de maior calibre comparativamente com a cultivar “Bianca” e as populações de polpa branca. Os frutos apresentaram valores para os sólidos solúveis totais superiores a 13%, baixa acidez (0,05-0,07 % de ácido cítrico), concentração de ácido ascórbico entre 18 e 34,4 mg 100-1 g de peso fresco e concentração de compostos fenólicos entre 61,7 e 98,1 mg GAE 100 g-1 de peso fresco. A menor concentração de betalaínas foi observada nas populações de polpa branca. Na instalação de um pomar é importante realizar uma escolha cuidadosa do material vegetal que irá ser plantado.
Fifteen strawberry tree natural populations in different ecological conditions
were sampled, ca. 30 trees per stand. Our aims were to investigate
the genetic structure the species, and to disclose the historical demographic
processes shaping the genetic structure. The obtained information will be
used in the species improvement and in the design and management of
conservation programs. Fifteen haplotypes were obtained after screening
the individuals with four chloroplast microsatellites. Four clusters were
identified using BAPS analysis. A “northern”, a “central”, a “southern”,
and a four cluster with a single population. The hierarchical AMOVA
showed a stronger differentiation among clusters than among populations
within clusters. The relatively low among populations within clusters differentiation
could be explained by the common postglacial history of nearby
populations, which might also be connected through bird-mediated seed flow. The species was also ecologically characterized in the Centre region,
using bioclimatology, lithology, topography, soil type, vegetation and wildfires
records. The data processed was the digital terrain model (DTM),
mapping soils, burnt areas perimeters and phytosociological and biogeographical
maps. Climatological data was used to calculate bioclimatic indices.
Exploratory multivariate statistical analysis with the gathered data was
performed: a principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster
analysis (HCA). Finally, the Habitat Suitability for the species was calculated
using the Analytic Hierarchy Process (AHP).
Cherry laurel is very common as an ornamental plant, due to the large glossy
leaves, fast growth, and shade and hedging tolerance. The influence of different indol-3-
butiric acid (IBA) concentrations (1,000, 2,500, 5,000 and 7,500 ppm) was evaluated in
early spring 2007. The data was gathered one month after bench cutting plantation. The
parameters measured and analyzed were the number of rooted cuttings, the number of
cuttings with callus formation and mortality, the mean number of roots (NR) and the
mean main root length (MRL), per rooted cutting. The IBA application influenced the
rooting percentage, the NR and the MRL, but the results were IBA concentration
independent. In P. laurocerasus rooting ranged from 67% and 80%, when IBA was
applied, values significantly superior to 37% of rooted cuttings in the control. The
highest NR and MRL values were found in the treatment with 7,500 ppm IBA (27.2 of
roots per cutting) and with 1,000 ppm IBA (MRL was 24.76 mm), respectively.
Significantly lower values were obtained in the control: 5.56 NR and 9.4 mm of MRL.
The IBA application significantly increased rooting, the NR and the MRL, with cuttings
planted early in Spring, but the parameters were IBA concentration independent.
No ano de 2001, efectuaram-se ensaios
com estacas terminais provenientes de uma
cameleira de origem seminal, em duas épocas
diferentes do ano (Abril e Junho).
Os tratamentos incluíram a realização
de uma ferida longitudinal (FP) e a aplicação de
AIB (ácido indol-3-butírico) em solução à base
das estacas durante um segundo, em três
concentrações diferentes: 5 000, 10 000 e 15
000 ppm. Após 2 meses do início dos ensaios
anotou-se o número de estacas enraizadas (NR),
mortas (M) e com callus (C), para além, do
número médio de raízes e do comprimento
médio da maior raiz. Os tratamentos que
incluíram AIB e ferida provocaram as
percentagens de enraizamento mais elevadas em
ambas as épocas. A época mais propícia para se
obterem as melhores percentagens de
enraizamento foi a de Abril, para os tratamentos
com concentrações mais baixa e mais elevada
de AIB (5 000 e 15 000 ppm), com 70 e 73% de
estacas enraizadas ao fim de 2 meses e 77 e
87% ao fim de 3 meses. A maior percentagem
de estacas mortas verificou-se na época de
Junho. Em Abril e Junho, os tratamentos que
conduziram a uma maior percentagem de callus
corresponderam aqueles onde não se aplicou
auxina.
Comunicação apresentada no Simpósio de Propagação Vegetativa de Espécies Lenhosas que decorreu em Castelo Branco, na Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco, de 18 a 20 de Outubro de 1996.
Este trabalho constitui um extracto de uma comunicação apresentada nos "III Encuentros sobre propagación de espécies autóctonas y restauración del paisage" que decorreram em Madrid em Dezembro de 1995.
Olea europaea ssp. europaea (Oleaceae) grows in the Mediterranean region. The fruits are
used for olive oil and for fruit canning, besides the species is drought and salt tolerant. The
Galega cultivar represents 80% of the Portuguese olive area, and it is used in four out of the
five Protected Origin Denomination (POD) regions. Despite the large distribution area in the
country, cultivar certification is done through phenotypic characteristics, but environmental
influence might blur informativeness, and molecular markers could help in clarifying cultivar
accessions certification.
Estimativa da produção de biomassa em populações de figueira da índia (Opuntia ficus-indica (L.) Mill).
As espécies do género Opuntia spp. encontram-se na paisagem e em sistemas agrícolas de muitas regiões do mundo, apesar do seu centro de origem se situar no continente americano. Apresentam um elevado potencial de produção de biomassa com consumo de água muito baixo por serem plantas CAM (metabolismo ácido das crassuláceas). São, portanto, plantas tolerantes à seca e crescem em condições semiáridas. Num mundo em mudança, em que ganham relevo as alterações climáticas e a diminuição da disponibilidade de água potável, o género Opuntia spp. poderá vir a ter um papel importante na alimentação animal e produção de biomassa. A espécie Opuntia ficus-indica (L.) Miller é a mais importante sob o ponto de vista económico, sendo cultivada em mais de 20 países e com várias utilizações. Em Portugal é frequente a localização de O. ficus-indica na margem de estradas e caminhos. É uma espécie de comportamento ruderal, sendo cultivada pelos seus frutos comestíveis e para a constituição de sebes vivas, estando amplamente naturalizada. A O. ficus-indica é indiferente à natureza do substrato e encontra-se a altitudes desde o nível do mar até cerca dos 800 m. Em Portugal estão ainda referenciadas como naturalizadas as espécies Opuntia dillenii (Ker Gawl.) Haw, Opuntia subulata (Mühlenpf.) Engelm e Opuntia elata Link & Otto.
Objetivos: neste estudo recolheu-se germoplasma de Opuntia spp. em Portugal, que está estabelecido num campo de ensaio, decorrendo a sua caraterização morfológica e molecular (através de marcadores do tipo microssatélites, SSRs). Para além da análise da variabilidade intra e interpopulacional, propomo-nos quantificar a biomassa produzida pelas diferentes populações, estudar a sua utilização para alimentação animal e valorizar a utilização do fruto para consumo humano. Em síntese, pretende-se responder às seguintes questões: i) existem diferenças morfológicas entre populações de Opuntia spp. em Portugal?, ii) existem diferenças genéticas nas populações de Opuntia spp. em Portugal?, iii) qual é a variabilidade morfológica e genética ao nível intra e interespecífico?, iv) existem diferenças entre populações no que se refere à produção de biomassa?, v) é possível estimar a biomassa através de modelo matemático não destrutivo?, vi) qual o valor dos cladódios como recurso para alimentação animal?, vii) qual o valor dos frutos para alimentação humana?.
Resultados previstos e destinatários: Pretende-se contribuir para a seleção de material vegetal com interesse em futuros programas de melhoramento, divulgação das utilizações desta espécie e desenvolvimento da fileira do figo da índia. Proprietários agrícolas e associações de produtores são potenciais destinatários dos resultados previstos neste estudo, entre outros. A disseminação da informação será efetuada em encontros nacionais e internacionais.
Comunicação oral da qual só está disponível o resumo.
Comunicação da qual só está disponível o resumo.
O género Opuntia spp. pertence à família Cactaceae e tem origem na América Central. A O. ficus-indica é a espécie mais importante sob o ponto de vista económico e é cultivada em vários países para a produção de fruto e de cladódios. Esta espécie foi introduzida na Península Ibérica provavelmente no início do séc. XVI e encontra-se naturalizada na bacia Mediterrânica. Neste estudo foram utilizados seis marcadores SSR, previamente desenvolvidos para O. echios, na análise da diversidade genética de 19 ecótipos Portugueses de Opuntia spp. pertencentes a quatro espécies, O. ficus-indica (16 ecótipos), O. dillennii (1), O. elata (1) e O. robusta (1). Três cultivares italianas de O. ficus-indica, “Bianca”, “Gialla” e “Rossa”, foram utilizadas como termo de comparação e estudaram-se 15 plantas por ecótipo. Devido à existência de diferentes níveis de ploidia, os dados foram tratados como marcadores dominantes. Foi construída uma matriz binária, a partir da qual foram determinados os índices de similaridade de Dice e seguidamente procedeu-se à análise de cluster pelo método UPGMA. Com base na matriz de distância genética de Nei foi feita a análise de coordenadas principais (PCoA). Adicionalmente, foi realizada uma AMOVA para estimar os componentes da variância e a variação genética entre populações dentro de grupos e entre grupos. Detetou-se um total de 55 alelos, com média de 9,2 alelos por cada par de primers. A análise de cluster revelou quatro grupos que permitem diferenciar as quatro espécies de Opuntia spp estudadas. No caso de O. ficus-indica os ecótipos foram separados apenas em dois subgrupos, verificando-se baixo nível de variação genética intraespecífica. Um dos subgrupos continha os frutos de polpa branca (incluindo a cv. “Bianca”) e o ecótipo OFI-01 (que corresponde à forma espinescente O. ficus-indica f. amyclaea) e o outro continha os frutos de polpa laranja (incluindo a cv. “Gialla”), a cv. 'Rossa', de polpa vermelha, e um ecótipo de polpa amarela (OFI-04). Em O. ficus-indica, não foi possível realizar o DNA fingerprinting claro de ecótipos, de cultivares e das formas espinescentes relativamente às formas inermes. A AMOVA confirmou elevada diferenciação entre grupos e variação reduzida dentro das populações.
A figueira-da-índia [Opuntia ficus-indica (L.) Miller] é uma espécie da família Cactaceae, com centro de origem e domesticação no México. Possui características morfofisiológicas particulares que permitem uma elevada eficiência de utilização da água. Esta espécie representa uma cultura alternativa para as regiões do interior de Portugal onde se prevê que as alterações climáticas possam vir a ter maior impacto. Neste estudo pretendeu-se avaliar o desempenho de ecótipos portugueses de O. ficus-indica quanto à produção de fruto.
Em Maio de 2012 foram plantados, na Escola Superior Agrária de Castelo Branco, num solo de baixa aptidão agrícola, cladódios de dezasseis ecótipos portugueses de O. ficus-indica e duas cultivares italianas, “Gialla” e “Bianca”. O delineamento experimental consistiu em blocos casualizados completos com três repetições. O compasso foi de 2,5 x 1,5 m, com 15 plantas por população e um cladódio (planta) por cova. Antes da plantação foi realizada a fertilização com um adubo ternário, fornecendo 40 kg/ha de cada macronutriente (N, P e K). Nos dois primeiros anos o ensaio foi conduzido em sequeiro e no terceiro ano foram fornecidos, aproximadamente, 70 mm de água. Foi realizado o controlo mecânico de infestantes sem mobilização do solo. As populações foram avaliadas ao terceiro ano com a quantificação da produção em peso (kg) e número de frutos por planta e de frutos por classes de peso.
Relativamente aos parâmetros avaliados, verificou-se a existência de diferenças significativas entre as populações estudadas. As cultivares “Gialla” e “Bianca” foram as mais produtivas destacando-se nitidamente dos ecótipos portugueses, o que reflete a sua origem como material vegetal melhorado. Entre as dezasseis populações portuguesas de O. ficus-indica, foram selecionadas cinco com interesse para produção de fruto que poderão constituir material de partida para iniciar um programa de melhoramento da espécie.
Existe um interesse crescente pelas espécies do género Opuntia spp. devido à sua rusticidade e às várias possibilidades de utilização económica que estas representam, nomeadamente na produção de fruto, forragem e nas indústrias farmacêutica e cosmética. A caracterização da diversidade genética por marcadores moleculares bem como a avaliação de germoplasma é importante no melhoramento de plantas e no desenvolvimento de novas cultivares. As plantas do género Opuntia spp. caraterizam-se por conter muitos polissacarídeos e metabolitos secundários que interferem na obtenção de DNA de alta qualidade. Por esta razão, vários métodos descritos na literatura e ‘kits’ comerciais disponíveis são, frequentemente, pouco eficazes na extração de DNA genómico. De modo a contornar este problema, foram testadas várias metodologias de extração de DNA a partir de cladódios de quatro espécies do género Opuntia (O. ficus-indica, O. robusta, O. dillenii e O. elata). Utilizaram-se três ‘kits’ comerciais, três versões modificadas do método padrão de brometo de cetil trimetil amónio (CTAB) e um método, por nós melhorado, que se baseia no método CTAB combinado como ‘mini kit’ comercial Plant DNeasy® (Qiagen). O protocolo combinado, permite a rápida extração de quantidades razoáveis de DNA genómico de alta qualidade em cladódios de todas as espécies utilizadas, destacando-se a O.dillenii e a O.elata como espécies onde o teor de polissacarídeos e metabolitos secundários é muito elevado. Foram obtidos em O. ficus-indica, O. robusta, O. dillenii e O. elata rendimentos em DNA de 10.5, 12.0, 13.2 e 15.9 μg.g-1 de tecido fresco, respetivamente. Com este protocolo, a pureza, avaliada pela razão A260/A280, foi respectivamente de 1.89, 1.75, 1.67 e 2.01. No entanto, quando utilizado isoladamente, o mini kit Plant DNeasy® permite extrair facilmente DNA de O. ficus-indica e O. robusta com rendimentos de 18.3 e 12.5 μg.g-1 de tecido fresco, respetivamente. Neste caso, a pureza, avaliada pela referida razão, foi de 1.84 e 1.74, respetivamente. A qualidade do DNA extraído foi confirmada pela amplificação de um conjunto de microsatélites nucleares obtidos para o género Opuntia spp. Da análise dos produtos amplificados, por electroforese em gel de agarose e eletroforese capilar em sequenciador, verificaram-se perfis de bandas e eletroferogramas reprodutíveis.
The Opuntia spp., most likely few individuals, were introduced in the Iberian Peninsula in the beginning of the 16th century, after the discovery of America, spreading afterwards throughout the Mediterranean basin. We analysed, for the first time, the genetic diversity in a set of 19 Portuguese Opuntia spp. populations from the species O. ficus-indica, O. elata, O. dillenii and O. robusta using nuclear microsatellite (nuSSR) markers. The Italian cultivars ‘Bianca’, ‘Gialla’ and ‘Rossa’ were included in the study for comparison purposes. The nuSSR amplifications produced from five to 16 alleles, with an average of 9.2 alleles per primer pair, and average polymorphism information content of 0.71. The estimated Dice coefficient among populations varied from 0.26 to 1.0, indicating high interspecific genetic diversity but low genetic diversity at the intraspecific level. The hierarchical clustering analysis revealed four major groups that clearly separated the four Opuntia species. Among the O. ficus-indica populations, two sub-clusters were found, one including the white pulp fruits (with cv. Bianca) and the other with the orange pulp ones and including the cv. Gialla, the cv. Rossa, and one pale yellow pulp population. No genetic differences were found between the inermis form, O. ficus-indica f. ficus-indica, and the rewilded spiny one, O. ficus-indica f. amyclaea. The dendrogram indicated that the clustering pattern was unrelated to geographical origin. The results revealed a low level of genetic diversity among the Portuguese populations of O. ficus-indica.
Em solos de menor aptidão agrícola a figueira-da-índia tem interesse como cultura alternativa, quer para a produção de fruto quer como espécie forrageira. Foram caracterizados e avaliados, quanto ao vigor vegetativo e produção de biomassa, por métodos não destrutivos e nos dois primeiros anos após a plantação, 16 ecótipos portugueses e duas variedades italianas (“Gialla” e “Bianca”) de figueira-da-índia (Opuntia ficus-indica (L.) Miller). A produção de biomassa e vigor vegetativo foram aferidos através da determinação do número de cladódios, área de cladódios e peso verde por planta. Através da análise biométrica de 180 cladódios, foram estabelecidos modelos lineares para a quantificação não destrutiva da área de cladódios e do peso verde por planta. Não foi possível estabelecer um modelo linear para a quantificação não destrutiva da matéria seca.
Relativamente aos parâmetros estudados, verificou-se a existência de diferenças significativas entre as populações. Das dezasseis populações portuguesas de O. ficus-indica em avaliação, é possível eleger um grupo de quatro ecótipos que não diferem significativamente da variedade “Gialla” em termos de produção de biomassa. A variedade “Gialla” destaca-se das restantes populações, o que reflete a sua origem como material vegetal melhorado. O grupo de ecótipos eleitos apresenta reduzido número de espinhos e poderá constituir material de partida para iniciar um programa de melhoramento desta espécie.
No início de junho de 2014, efetuou-se um ensaio de estacaria de medronheiro (Arbutus unedo L.) na estufa do viveiro florestal da Escola Superior Agrária de Castelo Branco (ESA/IPCB). Selecionou-se um medronheiro no Parque Botânico da ESA/IPCB, de origem seminal (com cerca de 30 anos), com bom vigor vegetativo, onde foram recolhidas 150 estacas. Utilizaram-se, também, 150 estacas terminais provenientes de plantas jovens com um ano, provenientes de sementes de plantas de medronheiro do campus da ESA/IPCB. Pretendeu-se comparar a capacidade de enraizamento de estacas obtidas a partir de plantas jovens com estacas retiradas de uma planta adulta, sujeitas a diferentes tratamentos: a aplicação de diferentes concentrações de ácido indolbutírico (AIB) (0, 2000, 5000 e 8000 ppm) após realização de uma ferida longitudinal na base da estaca.
Os parâmetros analisados foram a taxa de enraizamento e o número de estacas com callus, mortas e vivas. Contou-se o número de raízes (NR) e mediu-se o comprimento da maior raiz (CMR), em cada estaca enraizada. A recolha de dados teve lugar três meses após o estabelecimento do ensaio. Nas estacas ”jovens” e adultas os tratamentos não tiveram efeitos significativos nos diferentes parâmetros analisados, exceto no parâmetro formação de callus em estacas adultas e no NR e CMR das estacas jovens. Nas estacas provenientes de plantas jovens obtiveram-se valores entre 80% e 90% de enraizamento com a aplicação de AIB, valores não significativamente diferentes dos tratamentos testemunha (73%) e só ferida (80%). Nas estacas provenientes da planta adulta obteve-se 10% de enraizamento nos tratamentos com 2000 e 5000 ppm de AIB e no tratamento com 8000 apenas enraizaram 3% das estacas. Nos tratamentos testemunha e apenas ferida não enraizou nenhuma estaca. Nas estacas jovens, os valores mais elevados para o NR e o CMR foram obtidos no tratamento de 8000 ppm de AIB, com 13,3 raízes e 9,6 cm, em média, respetivamente. Pudemos comprovar que esta espécie é recalcitrante ao enraizamento no estado adulto, embora só tenha sido testado um genótipo e, em estado jovem, a aplicação de auxina (juntamente com a realização de ferida) aumenta a qualidade do enraizamento, mas não a quantidade.
The cork oak (Quercus suber L.) has remarkable ecological, social and economic value in the Mediterranean region. Due to the growing economic interest in cork, human intervention in the plant production and renewal of this species is crucial. Thus, the optimization of the propagation methodologies to produce selected and improved trees for high quality cork production is a key factor in the species improvement program. Rooting and survival of cuttings are greatly affected by several external and internal factors. To circumvent this problem, experiments were made using young seedlings as a source of cork oak cuttings for two consecutive years. We studied the influence of the application of synthetic auxins, indole-3-butyric acid (IBA) and α-naphthalene acetic acid (NAA), the IBA concentration and the basal bark removal in rooting and survival of cork oak cuttings. The IBA improved the rooting, the survival and the mean length of the longest root per rooted cutting, but not the mean number of primary roots produced. The basal bark removal associated with 0.5% of IBA gave the highest percent of rooting and plant survival (60% and 54%, respectively). The application of 0.1% of NAA, the origin of the cutting (whether basal or apical) had no significant influence on the rooting and survival. Thus, it is possible to draw the conclusion that wounding along with 0.5 % IBA produced the highest percentage of rooting and survival with cuttings planted in April, however complementary studies involving different physical and chemical conditions are required.
In Opuntia spp., the cladode tissues contain many polysaccharides and secondary metabolites that interfere with obtaining high-quality deoxyribonucleic acid (DNA), using currently available methods. To circumvent this problem, three commercial kits, three modified versions of the conventional cetyltrimethylammonium bromide method (CTAB) method and one combined method were tested in Opuntia ficus-indica, O. robusta, O. dillenii and O. elata species. We obtained a rapid and simple protocol that allows the extraction of DNA from all the tested species with good DNA yield and purity, namely, the combined method. With this method (DNeasy® Plant Mini Kit combined with the CTAB method), DNA yields from 13.2 ± 7.8 to 15.9 ± 11.3 µg.g-1 of fresh tissue were obtained in the four Opuntia species. The purity, evaluated by the ratio A260/A280 ratio, ranged from 1.67 ± 0.12 to 2.01 ± 0.25, revealing low levels of problematic metabolites. The extracted DNA quality was confirmed by amplifying a set of nuclear microsatellites obtained for the genus. Reliable reproducible bands and electropherogram profiles were obtained. The combined method has potential to be universal for good-quality DNA extraction in cacti, particularly in the Opuntia genus and other difficult-to-extract species.
Strawberry tree (Ericaceae) is a species of Mediterranean climates growing in several
countries of the Mediterranean basin as well as in Portugal and Ireland. The edible fruits have
been used in different ways yet the production of a popular spirit is still the main application.
The species is also interesting from an ecological perspective since it is drought tolerant and
fire resistant. In spite of its large distribution in Portugal little is known about the genetic
diversity of the species and no efforts have been carried out to select the most interesting
trees. Material from selected trees (based on fruit production) in a total of 27 was collected all
around the country covering the distribution area of the species. In order to find out DNA
markers to characterise genetic diversity and to fingerprint Arbutus unedo, random amplified
polymorphic DNA (RAPD) and microsatellite markers (SSR) were used.
The set of 20 RAPD primers used generated 124 bands, from which 71 (57.3%) were
polymorphic and the expected heterozygosity was 0.27±0.014. The cluster analysis
(UPGMA) based on the Jaccard similarity index showed a similarity of 71% among the trees
of different origins. Only four genotypes could be grouped according to their geographical
distribution.
Eleven SSR primers designed for Vaccinium (an Ericaceae as A. unedo) were selected
according to their polymorphism, number of alleles per locus, cross-amplification, allele
scoring quality and the repeat motif, and were tested in A. unedo. Six loci showed to be
polymorphic, with 71% mean expected diversity, 10.5 mean number of alleles, and 67% of
average polymorphic information content. A mean homozygote excess was found (11%)
although not significant. Estimation of null allele frequency was about 9% on average. The
linkage disequilibrium test showed that all the loci were independent. The UPGMA
clustering based on the Lynch and Ritland coefficient showed that only two genotypes shared
about 50% of the alleles, but without a consistent geographic pattern, similarly to the results
obtained by RAPD analysis. The Mantel test confirmed that there is no correlation between
the genetic and the geographical distance matrices, for both makers. Reduced gene flow, due
to fragmentary distribution, together with the type of mating system of this species
(pollination by small insects), are plausible explanations for these results. As far as we know
our work is the first detailed study to evaluate A. unedo diversity by molecular markers
opening new perspectives for fingerprinting analysis and for conservation and improvement
purposes.
É situação comum desconhecer-se o grau de parentesco entre a população na origem da
maioria dos programas de melhoramento genético de espécies florestais. Para resolver este
problema, desenvolvemos um protocolo de avaliação do parentesco utilizando 125
indivíduos e 16 microssatélites, da população base ou de referência (PR) de Eucalyptus
globulus do RAIZ. Através da recombinação gamética in silico foram simulados 105
indivíduos com diferentes graus de parentesco: descendentes de autopolinização, meiosirmãos,
irmãos completos e indivíduos não aparentados. Por simulação Monte-Carlo foram
calculados o valor médio e a variância associada à média dos diferentes grupos de
parentesco, com quatro coeficientes de similaridade genética. Compararam-se as funções
densidade dos diferentes grupos de parentesco, obtidas com quatro coeficientes de
parentesco, utilizando o valor crítico correspondente à intercepção das funções densidade
dos indivíduos não aparentados e dos meios-irmãos. O estimador escolhido foi aplicado à
PR. Detectaram-se 4,4% de pares de indivíduos potencialmente aparentados, com um erro
de tipo II de 8%. Inferimos também, o parentesco de um conjunto de 24 clones elite e
encontrámos 4 pares que são potencialmente aparentados. Futuros cruzamentos entre estes
indivíduos deverão ser evitados.
“The final publication is available at www.springerlink.com”.
The final publication is availabe at/O documento está disponível em http://www.tuzvo.sk/files/fg/volumes/2001/FG08-2_119-127.pdf
In this study we aimed at studying the in vitro propagation of common myrtle.
The use of medicinal plants for the extraction of active pharmacological agents and precursors for chemical-pharmaceutical chemosynthesis has recently increased. The aim of this work was to study the establishment and multiplication phases of the in vitro propagation of common myrtle (Myrtus communis L.). In the establishment phase, the most suitable disinfection method was found by using increasing concentrations of commercial bleach (10%, 15% and 20%). It was discovered that commercial bleach at 15% allowed better results in the shoots survival rate (87%). The concentrations used to establish the explants from adult plant material did not allow however that all of them survived. This was possibly due to the some release of phenolic substances, and, also, to a certain toxicity of the disinfectant used, especially at the highest concentration. During the multiplication phase it was intended to assess the influence of light, through coloured bottle caps, on the shoots growth rate parameters, but we observed that it had no influence on the average of the longest shoot, on the average of the smaller shoot, and also, on the parameters related to the multiplication rate, the number of shoots and the number of shoot segments.
Pollen contamination is a serious problem in seed orchards, which may reduce genetic gain considerably. High levels of pollen contamination can be reached even when the stands are isolated by several hundred of meters from natural populations. Recently, molecular markers have been used to trace details of reproductive processes. The efficiency and utility of estimating mating system, gene flow and pollen contamination are greatly increased by using microsatellite markers, which are ideal for parentage studies and fingerprinting, due to their high discrimination power. The aim of the present study was to estimate the pollen contamination in a clonal seed orchard (CSO). Three nuclear microsatellites were used to screen the 60 different clones from the CSO and the 206 seeds collected from 7 trees from each one of the three plots distributed according to the main winds direction. The 3 loci distinguished the 60 clones genotypes, but 2 pairs. Minimum and maximum estimates of pollen contamination were 46% and 56%, respectively. Those values could be explained by the presence of a P. pinaster stand at a distance lower than 2 Km and the existence of natural regeneration of this species on the orchard’s isolation zone. External plots pollen contamination was higher than in the inner plot. Only 20% of the clones contributed for the next generation, which may lead to a reduction of seeds’ genetic variability. However, an asymmetrical sampling from the orchard (3 plots) was made, which might have biased the results, and the effective number of clones participating in the next generation might be higher. The outcross pollination rate was found to be very high - 90.2%. The minimum estimate of biparental inbreeding was 21.2%, a not so high value if we consider the number of seeds sampled and the orchard size.
O uso do varrimento molecular do genoma juntamente com dados ambientais dá-nos a possibilidade de identificar marcadores moleculares com relevância ambiental. Neste trabalho foram analisadas 33 populações do pseudometalófito Mediterrâneo Cistus ladanifer L. (Cistaceae) com marcadores moleculares AFLP. Aplicámos Equações de Estimação Generalizadas (GEE) para estudar a correlação entre a distribuição de alelos AFLP e as diferentes características dos solos (pH, razão Ca:Mg e teores totais dos elementos vestigiais Mn, Ni, Pb, Sb e Zn). A análise GEE incluiu informação prévia das linhagens cloroplastidiais para eliminar o efeito da filogeografia. Eliminámos, também, os falsos positivos através do teste de Mann-Whitney e da observação da distribuição geográfica dos alelos. Os resultados mostraram que os teores totais de Mn têm influência na distribuição de alelos de C. ladanifer e que esse efeito foi o mais elevado relativamente a todas as outras variáveis do solo. Pelo contrário, a razão Ca:Mg parece não ter nenhum efeito selectivo em C. ladanifer, o que é confirmado pelo conhecimento relativo às suas necessidades em cálcio. Finalmente, detectámos um alelo possivelmente relacionado com a tolerância de C. ladanifer a solos com elevadas concentrações de Mn. Esta informação pode ser usada na selecção de indivíduos tolerantes a elevadas concentrações de metais tóxicos, Mn em particular, para uso na fitorremediação de solos contaminados.
Esta publicação reúne os resumos das comunicações apresentadas no IV Encontro de Sistemas de Informação
Geográfica, sob a forma de comunicações orais e pósteres e inclui, ainda, o programa científico do encontro.
Comunicação oral da qual só está disponível o resumo.
A publicação contém os resumos das comunicações e dos pósteres apresentados no III Encontro de Sistemas de Informação Geográfica.
Contém os resumos das comunicações apresentadas durante o encontro.
Strawberry tree (Arbutus unedo L.) displays potential to be successfully businesslike cultured in several regions of Portugal and southern Europe, where it is well adapted to climate and soils. In Portugal, this species has been used by local populations for fruit consumption and spirit production, but remains largely a neglected crop. It has different possible commercial uses, since processed and fresh fruit production to ornamental, pharmaceutical and chemical applications, due to the phenolic acids and terpenoid compounds with strong antioxidant activity, vitamin C and tannin content. In addition, due to its pioneer status, it is valuable for land recovery and desertification avoidance, besides being fire resistant. Currently, the demand for improved plants has strongly increased. Under the project ARBUTUS (PTDC/AGR-FOR/3746/2012, Arbutus unedo plants and products quality improvement for the agro-forestry sector) 30 trees were selected, in 15 natural populations distributed throughout the country. The stands were ecologically characterized locally, using bioclimatology, lithology, topography, soil type, vegetation and wildfires records, as biophysical units. The data processed was the digital elevation model (DEM), the soil maps, the annual burnt areas since 1975, and the phytosociological and biogeographical maps. In parallel, the climatological data were collected (1981-2010) from various weather stations and bioclimatological indices maps, constructed by Monteiro-Henriques (2010), in order to calculate bioclimatic indices, using geostatistical tools. An exploratory multivariate statistical approach was performed with the collected information: principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). The obtained information will be used for the provenance regions design in order to select plus trees and for tree species genetic improvement purposes, besides forest tree conservation programs design.
O medronheiro é abundante de norte a sul de Portugal e tem um grande potencial económico e ambiental é, no entanto, uma espécie ainda pouco conhecida do ponto de vista ecológico, genético e cultural. É um arbusto ou árvore pequena, autóctone, tolerante ao stresse hídrico, a solos de baixa fertilidade e com uma resistência ativa a incêndios florestais. O medronho é utilizado na produção de aguardente, a principal fonte de rendimento, e o seu consumo em fresco, com potencial antioxidante, representa uma nova oportunidade. A planta pode ainda ser utilizada na indústria farmacêutica, pois apresenta propriedades antissépticas e diuréticas. Esta espécie surge, habitualmente, sob a forma de matagais em vertentes e barrancos, originando os chamados medronhais. No entanto, ocorre também associado a azinhais e sobreirais e, mais raramente, a pinhais. É pouco exigente em termos de solos, por isso, aparece espontaneamente em diversos tipos de solos, incluindo áreas rochosas.A Escola Superior Agrária de Castelo Branco (ESACB) participa no Projeto ARBUTUS (PTDC/AGR-FOR/3746/2012: Melhoramento das plantas e da qualidade dos produtos de Arbutus unedo L. para o sector agroflorestal) com outras instituições, a Universidade de Coimbra, a Escola Superior Agrária de Coimbra e o Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, no âmbito do qual se iniciaram estudos que têm como objetivo final fornecer aos produtores plantas de qualidade para serem exploradas em termos agrícolas, industriais e mesmo medicinais. O projeto teve início com seleção e caracterização de plantas boas produtoras de fruto, junto dos proprietários, com a colaboração da Direção Regional de Agricultura e Pescas do Centro e associações de produtores florestais. Em simultâneo, foram recolhidas amostras de plantas em quinze medronhais representativos da espécie no país, para avaliar a diversidade genética da espécie no território nacional.
Como não existem muitos estudos que relacionam os fatores ecológicos com os padrões de diversidade genética desta espécie, a equipa da ESACB efetuou uma caracterização biofísica e ecológica dos medronhais estudados. Foram criados núcleos agregando as árvores amostradas em cada povoamento, com recurso a um Sistema de Informação Geográfica. Caracterizaram-se, para os 15 núcleos, vários parâmetros, designadamente o relevo, o solo, o histórico de incêndios, a vegetação atual e potencial associada aos povoamentos. Paralelamente foi realizada uma caracterização bioclimática. A análise destes fatores edafoclimáticos com recurso a ferramentas estatísticas permitiu perceber melhor o potencial ecológico desta espécie, sabendo quais os fatores ambientais que a influenciam em Portugal e, em particular, na região do Pinhal Interior. É importante referir, ainda, que a utilização do medronheiro tem ainda um forte impacto positivo na proteção e reabilitação dos solos, por se tratar de uma planta tolerante à falta de água e ao frio e com uma forte capacidade de regeneração, assumindo, por isso, um papel muito importante nas regiões assoladas frequentemente por incêndios, tal como sucede na região do Pinhal Interior.
O medronheiro (Arbutus unedo L.) é uma espécie autóctone em Portugal, com distribuição ubíqua, tolerante à secura estival, a solos de baixa fertilidade e com uma resistência ativa a incêndios florestais. Neste estudo pretendeu-se identificar o habitat mais favorável para a espécie na região Centro com base na integração de um conjunto de fatores biogeofísicos. Foram, para esse efeito estimados descritores baseados no relevo, no solo, no histórico de incêndios, no coberto vegetal atual e potencial, tendo como base o modelo digital do terreno, a cartografia de solos, os perímetros de áreas ardidas e a cartografia fitossociológica e biogeográfica. Foram recolhidos dados climatológicos a partir de várias estações meteorológicas e mapas bioclimatológicos para calcular os índices bioclimáticos, usando ferramentas geoestatísticas. Os diferentes temas foram classificados em três níveis de aptidão para a espécie: desfavorável, pouco favorável e favorável. Com base nos temas resultantes da reclassificação em níveis de aptidão, calculou-se o índice de adequabilidade de habitat (HSI) para o medronheiro. Esta avaliação da aptidão para o medronheiro foi efetuada com recurso ao método de análise espacial multicritério (AHP). Segundo o AHP, os pesos e prioridades a atribuir aos critérios resultam de um conjunto de julgamentos subjetivos realizados por participantes envolvidos no processo, sendo desenvolvidas matrizes de comparação par a par, utilizando uma escala de nove níveis.
The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is a native species, water stress and low fertility soils tolerant, actively resistant to wild fires and widely distributed in Portugal. In this study we intend to identify the most suitable habitat to the species in the Center region of Portugal based on the integration of a set of biogeophysical factors.For that purpose we estimated descriptors based in topography, soil, fire history,and the current and potential vegetation cover. Climatological data were collected to calculate bioclimatic indexes, using geostatistical tools. The different layers were classified in to three suitability levels for Arbutus: unfavorable, indifferent and favorable.Based on the layers resulting from the reclassification in suitability levels, we calculated the habitat suitability index (HSI) for strawberry tree.The suitability evaluation was performed using the Analytic Hierarchy Process (AHP). According to AHP methodology, weights and priorities to be given to criteria results from an evaluation made by a set of experts, along pair comparison matrix being developed using a scale of nine levels.
Research Highlights: Modelling species’ distribution and productivity is key to support integrated landscape planning, species’ afforestation, and sustainable forest management. Background and Objectives: Maritime pine (Pinus pinaster Aiton) forests in Portugal were lately affected by wildfires and measures to overcome this situation are needed. The aims of this study were: (1) to model species’ spatial distribution and productivity using a machine learning (ML) regression approach to produce current species’ distribution and productivity maps; (2) to model the species’ spatial productivity using a stochastic sequential simulation approach to produce the species’ current productivity map; (3) to produce the species’ potential distribution map, by using a ML classification approach to define species’ ecological envelope thresholds; and (4) to identify present and future key factors for the species’ afforestation and management. Materials and Methods: Spatial land cover/land use data, inventory, and environmental data (climate, topography, and soil) were used in a coupled ML regression and stochastic sequential simulation approaches to model species’ current and potential distributions and productivity. Results: Maritime pine spatial distribution modelling by the ML approach provided 69% fitting efficiency, while species productivity modelling achieved only 43%. The species’ potential area covered 60% of the country’s area, where 78% of the species’ forest inventory plots (1995) were found. The change in the Maritime pine stands’ age structure observed in the last decades is causing the species’ recovery by natural regeneration to be at risk.
Conclusions: The maps produced allow for best site identification for species afforestation, wood production regulation support, landscape planning considering species’ diversity, and fire hazard mitigation. These maps were obtained by modelling using environmental covariates, such as climate attributes, so their projection in future climate change scenarios can be performed.
Documento apresentado no III Congreso Forestal Español que decorreu em Granada de 25 a 28 de Setembro de 2001.
In this study we have analyzed the information
provided by 17 publicly available Eucalyptus
microsatellite (SSR) markers (Brondani et al.
1998, 2002; Jones et al. 2002; Steane et al.
2001) in the context of genetic identification
within a sample of 140 individuals from an elite
collection (denoted hereafter base) of RAIZ
genetic improvement population.
The base populations used in most forest tree
genetic improvement programs usually lack
detailed pedigree information. Molecular
markers, such as microsatellites (SSR), can be
used to estimate individuals’ pairwise
relatedness, which is based on the probabilities’
ratios of the identity in state between the
individuals compared and the reference
unrelated population These estimates can be
very useful to infer the level of relationship
among sub-populations of elite material and/or
for the design of controlled crosses between
putatively unrelated parents.
Using 113 putatively unrelated individuals -
genotyped with 18 SSR - self, full-sib, half-sib
and unrelated were simulated, and four pairwise
similarity coefficients were tested: Queller &
Goodnight 1989; Li et al. 1993; Ritland 1996,
and Lynch & Ritland 1999. The Lynch & Ritland
(1999) coefficient was selected (Figure 1), for it
displayed a better adjustment with the expected
level of relatedness and narrower standard
errors (SE). SE were calculated through Monte-
Carlo techniques, to avoid unequal sample size
bias, by using 105 simulations for each
relatedness group.
To illustrate the usefulness of molecular
estimates of similarity in genetic improvement
programs, a clustering (UPGMA) based on the
pairwise Lynch & Ritland (1999) coefficient (LR)
values was performed to infer about the putative
relationship among individuals of the subgroups
of E. globulus elite individuals. From that
analysis at least two pairs might be related and a
PCA analysis confirmed the clustering results.
A bacia do Mediterrâneo é caracterizada pelo tradicional desaparecimento da floresta devido à acção do Homem e o impacto humano tem tido influência na alteração da diversidade genética. O pinheiro bravo ocorre em populações fragmentadas na região oeste da bacia do Mediterrâneo e a sua área de distribuição tem sido alterada nos últimos séculos devido a intensa florestação, em particular no SW de França e no Noroeste da Península Ibérica e, também, devido ao comportamento invasivo desta espécie em áreas perturbadas do ponto de vista ecológico. Nesta apresentação pretendemos sintetizar e discutir o resultado de estudos que utilizaram técnicas moleculares para revelar a diversidade do pinheiro bravo e, também, o impacto humano na sua estrutura genética; que é demonstrado paradigmaticamente em Portugal.
Os parâmetros genéticos estimados com base em microsatélites do cloroplasto (cpSSR) revelaram que a diversidade genética é muito elevada ao nível da distribuição da espécie. Observou-se uma clara e significativa diferenciação entre grupos de populações de diferente origem geográfica (Portugal, França, Itália, Espanha e Marrocos). Pelo contrário, o grau de divergência dentro dos países é geralmente muito baixo ou próximo de zero, o que indica uma variação homogénea dentro dos grupos. A presença de diferenciação entre grupos de populações de diferentes áreas reflecte a existência de diferentes refúgios durante o Quaternário. Em França, o padrão haplotípico sugere uma mistura de material proveniente de diferentes origens. Só foram encontrados 3 mitótipos, usando marcadores mitocondriais, marcador de herança maternal, o que proporciona uma imagem clara de áreas colonizadas a partir dos diferentes refúgios; nem uma só população possui uma composição mista.
Uma análise filogenética feita com base em isoenzimas mostrou que a estrutura geográfica do pinheiro bravo na Península Ibérica (PI) é muito elevada. As populações de Noroeste formam um grupo e as de Sudeste outro. Observou-se níveis elevados de diversidade nas populações de Este e Sul e uma redução importante da variabilidade em populações da região Noroeste da PI. No entanto, pode ter existido em Portugal um refúgio, pois o pinheiro bravo pode ter sobrevivido durante a última glaciação em zonas abrigadas e de baixa altitude junto ao Oceano Atlântico, o que parece também ser evidente devido a descobertas de pólen e carvão fóssil.
A distribuição da variação genética do pinheiro bravo em Portugal, observada através de cpSSR indica que a diferenciação entre populações é baixa e que a diversidade existe principalmente dentro das populações. Não se observa nenhum padrão geográfico, mas as evidências existentes de uma forte influência antrópica antropogénica associada a um fluxo genético extensivo poderiam explicar esse resultado.
This document is available at http://www.wiley.com/WileyCDA/
Comunicação apresentada no Simpósio de Propagaçao Vegetativa de Espécies Lenhosas que decorreu em Castelo Branco, na Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco de 18 a 20 de Outubro de 1996.
The original
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The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is a native species, water stress and low fertility soils tolerant, actively resistant to wildfires and widely distributed in Portugal. The fruit is used in the spirit production, the main source of income. Red fruits, with antioxidant potential, represent, also, a new market opportunity. The geographical isolation and extinction-recolonization dynamics are two factors causing strong genetic structure in metapopulations. We investigated how history, geography, and geoclimatic factors have affected population genetic structure, local adaptation, and, ultimately, its phylogeography. We examined patterns and levels of genetic diversity with nuclear microsatellites and cpDNA haplotypes in populations from across the species range. Under the project ARBUTUS (PTDC/AGR-FOR/3746/2012, Arbutus unedo plants and products quality improvement for the agro-forestry sector) 30 trees were selected, georeferenced, and leaves sampled, in 15 natural populations distributed throughout the country. With GIS tools, the stands were ecologically characterized, at a local scale, using lithology, topography, soil type, vegetation and wildfires records. This data was further used to distinguish Local Landscape Units (LLU) associated with each population. The populations were further clustered using large scale biogeographic and vegetation successions information and, this a priori hierarchy, together with the genetic structure information, was used to explain the species phytogeography. We aimed at finding the historical population demographic scenarios to explain the current patterns of genetic structure and diversity unfold for the species. The obtained information will be used in the species improvement, management and design of conservation programs.
O medronheiro (Arbutus unedo L.) é uma espécie autóctone, com distribuição
ubíqua em Portugal, tolerante ao stress hídrico, a solos de baixa
fertilidade e com uma resistência ativa a incêndios florestais. O fruto é
utilizado na produção de aguardente, a principal fonte de rendimento, e o
seu consumo em fresco (medronho), com potencial antioxidante, representa
uma nova oportunidade. Verifica-se, atualmente, um forte incremento
na procura de plantas melhoradas. No âmbito do Projecto ARBUTUS
(PTDC/AGR-FOR/3746/2012: Melhoramento das plantas e da qualidade
dos produtos de Arbutus unedo L. para o sector agro-florestal) foram seleccionadas
30 árvores em 15 populações naturais distribuídas pelo País para avaliar a estrutura genética da espécie. As árvores foram georreferenciadas e genotipadas com marcadores moleculares nucleares e do cloroplasto. Como não existem estudos que relacionam os factores ecológicos com os
padrões de diversidade genética desta espécie, fizemos a caracterização biofísica
e ecológica dos povoamentos em estudo. Foram criados núcleos agregando as árvores selecionadas em cada povoamento, com recurso a ArcGIS 10.2 e usando ferramentas de geoprocessamento. Estimaram-se para os 15
núcleos descritores biogeofísicos baseados no relevo, solo, histórico de incêndios,
coberto vegetal actual e potencial, tendo como informação de base o modelo digital do terreno, cartografia de solos, perímetros de áreas ardidas e a cartografia fitossociológica e biogeográfica. Paralelamente foram recolhidos dados das normais climatológicas (1981-2010) de várias estações climatológicas, para o cálculo dos índices bioclimáticos. Foram utilizadas
ferramentas de geostatística para interpolar com maior precisão os valores dos índices bioclimáticos para os núcleos em estudo. Efetuou-se uma abordagem estatística multivariada exploratória com a informação recolhida: uma análise de componentes principais e de agrupamentos hierárquica. Os
agrupamentos de povoamentos baseados nas características biogeofísicas serão utilizados para verificar se existe uma hierarquia a nível da estrutura genética da espécie, utilizando estimativas de diversidade molecular. Esta análise permitirá explicar a estrutura genética da espécie e lançar as bases para a compreensão dos padrões genéticos em relação aos processos ecológicos e evolutivos desta espécie. Poderemos, então, elaborar uma carta de
distribuição da variabilidade genética e do fluxo genético entre povoamentos nos agrupamentos e dentro dos povoamentos. Esta informação irá ser fundamental para o planeamento e gestão de programas de melhoramento e de conservação da espécie.
The strawberry tree (Arbutus unedo L.) displays potential to be successfully businesslike-cultured in several areas of Portugal and southern Europe, but remains largely a neglected crop. This region is also particularly vulnerable to global warming, reduction of precipitations and a long-term negative effect on vegetation.
To investigate interactions between the species’ distribution and ecological factors we used 319 plots (1km grid level), where the species are present in Portugal, characterized with 8 ecological attributes: ombrothermic Index (OI), thermicity Index (TI) and continentality Index (CI), pH, organic matter (OM), sand, topographic position index (TPI), number of fires (NF) and burned area (BA). The obtained matrix was firstly analyzed through PCA to reduce the space of analysis by a construction of synthesis variables (Spearman’s rank correlation matrix) and thus to detect patterns within the data set and possible collinear covariates.
Finally, the vulnerability of strawberry tree to the effects of global climate change was examined. For that purpose, two ‘representative concentration pathways’ (RCPs) scenarios were predicted (RCP 2.6 and RCP 6.0) using climatic data, extracted from WorldClim, for distribution changes characterization in two periods (2050 and 2070). The MaxEnt allowed spatial Interpolation using the 319 1K plots. The PCA showed that the climatic attributes (OI, and TI) displayed the highest components’ correlation values. The strawberry tree prefers areas with higher TI and lower acidity values within the mesomediterranean and termomediterranean belts. Additionally, with lower correlation values, the presence of the species is explained by lower OI values, OM, BA and NF. The prediction results revealed reduction of the potential area of the species, providing a key tool to support conservation management decisions, to design regions of provenance, and to manage genetic improvement programs.
O género Opuntia spp. pertence à família Cactaceae, sendo a espécie Opuntia ficus-indica (OFI) a que tem maior importância económica. Em frutos de vinte populações provenientes de quatro espécies do género Opuntia spp. (OFI, O. robusta, O. dillenii and O. elata), com origem em Portugal, foram estudadas as características cromáticas, a acidez, o pH, o teor em sólidos solúveis totais (SST) e ainda os teores em ácido ascórbico (AA), betalaínas e fenóis totais (FT). As cultivares Italianas de OFI ‘Bianca’, ‘Gialla’ e ‘Rossa’ foram incluídas como termo de comparação. Os valores mais elevados de acidez foram registados nos frutos de O. dillenii e O. elata e os menores em OFI. Os frutos de O. dillenii apresentaram os teores mais elevados de betalaínas e FT, ao passo que as concentrações mais elevadas de AA foram registadas nos frutos de O. elata. Os ecótipos de OFI mostraram variação na concentração de compostos bioativos. Em OFI, a cv. de polpa vermelha ‘Rossa’ é a que apresenta maior concentração de betalaínas, seguida pelos ecótipos de polpa laranja e, finalmente, os ecótipos de polpa branca. Os valores mais elevados de FT foram encontrados nos ecótipos de polpa branca. O género Opuntia spp. é uma fonte de compostos bioativos, pelo que o consumo dos seus frutos representa uma boa forma de ingestão de compostos de elevado valor nutricional.
Mediterranean forests are fragile ecosystems vulnerable to recent global warming and reduction of precipitation, and a long-term negative effect is expected on vegetation with increasing drought and in areas burnt by fires. We investigated the spatial distribution of genetic variation of Arbutus unedo in the western Iberia Peninsula, using plastid markers with conservation and provenance regions design purposes. This species is currently undergoing an intense domestication process in the region, and, like other species, is increasingly under the threat from climate change, habitat fragmentation and wildfires. We sampled 451 trees from 15 natural populations from different ecological conditions spanning the whole species' distribution range in the region. We applied Bayesian analysis and identified four clusters (north, centre, south, and a single-population cluster). Hierarchical AMOVA showed higher differentiation among clusters than among populations within clusters. The relatively low within-clusters differentiation can be explained by a common postglacial history of nearby populations. The genetic structure found, supported by the few available palaeobotanical records, cannot exclude the hypothesis of two independent A. unedo refugia in western Iberia Peninsula during the Last Glacial Maximum. Based on the results we recommend a conservation strategy by selecting populations for conservation based on their allelic richness and diversity and careful seed transfer consistent with current species' genetic structure.
The Opuntia spp. has minimal soil and water requirements, and the O. ficus-indica, in particular is sought to be an alternative for the Mediterranean region agricultural economy. The morphology, bioactive compounds and antioxidant properties of fruits were studied in twenty Portuguese ecotypes belonging to four Opuntia species (O. ficus-indica, O. robusta, O. dillenii and O. elata). The ecotypes were compared with the O. ficus-indica cultivars ‘Bianca’, ‘Gialla’ and ‘Rossa’. The fruits from Opuntia spp. ecotypes displayed variability in morphological and bioactive characteristics. Among O. ficus-indica ecotypes, the orange pulp fruits were larger, heavier and had a higher percentage of pulp as well as a lower percentage of seeds compared to the white pulp fruits. However, the weight of 100 seeds was lower in the white pulp ecotypes. The OFI-04 ecotype contrasted the other OFI ecotypes due to its pale yellow pulp, ovoid shape, and low seed weight per fruit as well as the amount of seeds as a percentage of pulp weight. The O. dillenii ecotypes had the highest betalain content, total phenolic compounds, and antioxidant activity, while O. elata had the highest ascorbic acid content. Both O. dillenii and O. elata had the highest acidity values. The red pulp cv. Rossa had the highest betalain content among the O. ficus-indica populations, followed by the orange and white pulp ecotypes. The highest amount of total phenolic compounds was found in the white pulp O. ficus-indica ecotypes. The hierarchical clustering analysis revealed that the ecotypes could be grouped into four major groups, and geographical origin was unrelated to the clustering pattern. This study provides original data on the morphology and bioactive compounds of Opuntia spp. fruits from Portuguese ecotypes.
O medronheiro (Arbutus unedo L.) tem potencial para ser uma cultura de sucesso comercial em várias regiões de Portugal, onde está bem-adaptado ao clima e solos. A espécie tem sido usada pelas populações locais para consumo do fruto em fresco ou processado, sobretudo como aguardente, no entanto continua a ser uma espécie largamente negligenciada, ainda que tenha muitos usos comerciais possíveis, desde a produção do fruto em fresco ou processado, a uso ornamental, farmacêutico, ou aplicações dos produtos bioativos. Além disso, devido ao seu estatuto pioneiro, é útil na recuperação dos solos, evitando a desertificação e tem, também, resistência ao fogo.
A construção de um modelo ecológico para o medronho, foi obtida através de uma abordagem Baiesiana. Na investigação em curso, foi utilizada uma grelha de 1 Km2 ao longo de todo o território português (90425 parcelas), para o conjunto dos 10 atributos utilizados: sete variáveis bioclimáticas para a representação de uma "distância climática" - Bio1; Bio2; Bio5; Bio 9; Bio 15; Temperatura Máxima e Temperatura Mínima (WorldClim 1.4, 2017) e três variáveis geográficas - Altitude; Declive e Uso do Solo - para capturar uma "distância geográfica". Finalmente, a presença/ausência da espécie foi a variável objetivo.
Foram usados quatro cenários: 1. Série de controle (1960-1990), visando a modelação das condições atuais; 2. Três diferentes cenários de efeito de estufa: Holocénico Médio (há 6000 anos); 2050 e 2070, utilizando o cenário de concentração de CO2 mais pessimista (RCP 8,5).
As redes Baiesianas são Grafos Acíclicos Direcionados (GAD) onde os nós e os arcos tipificam as relações de causa e efeito entre variáveis em estudo. A estrutura topológica de um modelo Baiesiano reflete a dependência das variáveis e descreve a distribuição de probabilidade de certos acontecimentos, ocorrendo a condições específicas. As informações obtidas neste estudo serão utilizadas para a elaboração de regiões de proveniência, para melhoramento genético e conservação da espécie.
Workers around the world spend nearly a quarter of their time at work Occupational health is gaining great importance due to the profound impact on people long term health. The health status of the primary sector workforce is a great unknown for medical geography where health maps and spatial patterns have not been able to explain years of changing disease rates. This article proposes a new approach based on a solid characterization of the health status, which is the target node of an information theory-based Bayesian network machine-learnt from 13,000 medical examinations undertook to rural workers in Spain between 2012 and 2016. From the main health risks identified, a supervised binary logistic regression is used to produce a classification of adverse medical conditions giving rise to not healthy workers. Finally, Area-to-Point Poisson kriging is computed to provide a spatial analysis representing the incidence rate and spatial patterns of the main adverse medical conditions over the Spanish territory. The study illustrates how to overcome the challenges of working with discrete occupational data. Conceptually, high cholesterol and high glucose can be pinpointed with accuracy as the two main health risks for the working population in the primary sector.
Stevia rebaudiana Bertoni, Asteraceae, is an herbaceous perennial plant native to Paraguay. This species is considered since ancient times a medicinal plant with important bioactive compounds and pharmacologic and food properties, namely diterpenes glycosides. The high natural sweetener potential stevioside and rebaudioside A produced by S. rebaudiana plants are suitable sucrose substitutes, and their obtention is influenced by environmental, phytosociological, and genetic factors. The plants' genetic profile and sweet potential depiction are needed for suitable plant selection for improvement and deployment. Thirty-one S. rebaudiana accessions grown in the same plot where leaves samples were collected in early 2019, were genotyped using six microsatellite markers, including two steviol glycosides biosynthesis functionally involved markers. Additionally, an aqueous extract of each sample was obtained in a water bath and purified by SPE for stevioside and rebaudioside A quantification by normal phase HPLC. Stevioside and rebaudioside A contents varied between 0.53-7.36% (w w-1) and 0.37-3.60% (w w-1), respectively. Two genotypes displayed interesting ratios of rebaudioside A/stevioside (number 3 and 33). The level of genetic similarity between genotypes was tested through a pairwise similarity coefficient, and two groups of individuals had the same fingerprinting. Strong relatedness was found within genotypes, possibly due to cloning, thus, influx of new germplasm ought to be made to prevent mating between relatives, and for further selection and genetic improvement.
Species ecological envelope maps were obtained for the two main Portuguese wood-production species (Eucalyptus globulus Labill. and Pinus pinaster Aiton) and projected future climate change scenarios. A machine learning approach was used to understand the most influential environmental variables that may explain current species distribution and productivity. Background and Objectives: The aims of the study were: (1) to map species potential suitability areas using ecological envelopes in the present and to project them in the future under climate change scenarios; (2) to map species current distributions; (3) to map species current productivity; and (4) to explore the most influential environmental variables on species current distribution and productivity. Materials and Methods: Climate, elevation data, and soil data sets were used to obtain present and future species ecological envelopes under two climate change scenarios. The o cial land cover maps were used to map species distributions. Forest inventory data were used to map the species productivity by
geostatistical techniques. A Bayesian machine learning approach, supported by species distributions and productivity data, was used to explore the most influential environmental variables on species distribution and productivity and to validate species ecological envelopes. Results: The species ecological envelope methodology was found to be robust. Species’ ecological envelopes showed a high potential for both species’ a orestation. In the future, a decrease in the country’s area potentiality was forecasted for both species. The distribution of maritime pine was found to be mainly determined by precipitation-related variables, but the elevation and temperature-related variables were very important to di erentiate species productivity. For eucalypts, species distribution was mainly explained by temperature-related variables, as well as the species productivity. Conclusions: These findings are key to support recommendations for future a orestation and will bring value to policy-makers and environmental authorities in policy formulation under climate change scenarios.
Obligate coastline taxa generally occupy very limited areas, especially when there is a close affinity with a specific coast type. Climate change can be a meaningful threat for them, reducing suitable habitat or forcing migration events. Cistus ladanifer subsp. sulcatus is an endemic plant of Portugal, known to occur only in the top of its south-western coast’s prominent cliffs. In spite of being included in the annexes II and IV of the European Habitats Directive of Natura 2000 Network, this taxon is still understudied, especially regarding the effects of climate change on its distribution. To overcome such gap, Maxent was used to model the current distribution of C. ladanifer subsp. sulcatus and project its future distribution considering different General Circulation Models, periods (2050 and 2070) and Representation Concentration Pathways (4.5 and 8.5). The results suggested an extensive range contraction in the future, and extinction is a possible scenario. The proximity to littoral cliffs is crucial for this plant’s occurrence, but these formations are irregularly distributed along the coast, hindering range expansions, further inhibited by a small dispersal capacity. Cistus ladanifer subsp. sulcatus will probably remain confined to south-western Portugal in the future, where it will continue to face relevant threats like human activity, reinforcing the need for its conservation.
To date, a variety of species potential distribution mapping approaches have been used,
and the agreement in maps produced with different methodological approaches should be assessed.
The aims of this study were: (1) to model Maritime pine potential distributions for the present and
for the future under two climate change scenarios using the machine learning Maximum Entropy
algorithm (MaxEnt); (2) to update the species ecological envelope maps using the same environmental
data set and climate change scenarios; and (3) to perform an agreement analysis for the species
distribution maps produced with both methodological approaches. The species distribution
maps produced by each of the methodological approaches under study were reclassified into presence–
absence binary maps of species to perform the agreement analysis. The results showed that
the MaxEnt-predicted map for the present matched well the species’ current distribution, but the
species ecological envelope map, also for the present, was closer to the species’ empiric potential
distribution. Climate change impacts on the species’ future distributions maps using the MaxEnt
were moderate, but areas were relocated. The 47.3% suitability area (regular-medium-high), in the
present, increased in future climate change scenarios to 48.7%–48.3%. Conversely, the impacts in
species ecological envelopes maps were higher and with greater future losses than the latter. The
76.5% suitability area (regular-favourable-optimum), in the present, decreased in future climate
change scenarios to 58.2%–51.6%. The two approaches combination resulted in a 44% concordance
for the species occupancy in the present, decreasing around 30%–35% in the future under the climate
change scenarios. Both methodologies proved to be complementary to set species’ best suitability
areas, which are key as support decision tools for planning afforestation and forest management
to attain fire-resilient landscapes, enhanced forest ecosystems biodiversity, functionality and
productivity.
The original publication is available at
http://www.wiley.com/WileyCDA/
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Human activity in the Peruvian Amazon causes native vegetation fragmentation into smaller units resulting on the increase of agricultural systems. Understanding the level, the structure and the origin of morphologic within and among populations variation is essential for planning better management strategies aimed at sustainable use and conservation of Inga edulis Mart. species. We evaluated the genetic variability in wild and domestic population to unfold cultivation changes over the species genetic resources. We have studied 400 adult trees: 200 cultivated on arable land and 200 wild growing in untouched lowland rain forest. The individuals were randomly selected. Sampling sites were selected and defined on the basis of the geographical coordinates: longitude, latitude and altitude. Phenotypic variation was monitored using the proposed descriptor of qualitative and quantitative features (e.g., weight of hundred seeds). For each individual a voucher specimen was kept. The total genomic DNA was extracted from young leaves, conserved in silica gel, with INVITEK, Invisorb ®Spin Plant Mini Kit. Samples were then genotyped with five microsatellite (SSR) loci. One locus (Pel5) was cross-transferred, developed previously for Pithecellobium elegans. The remaining four loci (Inga03, 05, 08, 33) were previously developed for the species. Polymerase chain reaction (PCR) was made using a Biometra® T1 Thermocycler using the following profile: 95 °C for 2 min; 95°C for 15 s, 55/59 °C for 30 s, 72 °C for 30 s, 30 cycles; 72 °C for 15 min. The PCR products were fluorescently labelled. The visualization of fragments was carried out according to standard protocols on genetic analyser, ABI PRISM® 310 (Applied Biosystems), using ABI GENESCAN and GENOTYPER software. The phenotypic and genotypic results of wild versus domestic populations are under evaluation to verify if cultivation is altering the allelic variation considering that morphology is considerably changed.
Increasing forest wildfires in Portugal remain a growing concern since forests in the Mediterranean region are vulnerable to recent global warming and reduction of precipitation. Therefore, a long-term negative effect is expected on the vegetation, with increasing drought and areas burnt by fires. The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is particularly used in Portugal to produce a spirit by processing its fruits and is the main income for forestry owners. Other applications are possible due to the fruit and leaves' anti-oxidant properties and bioactive compounds production, with a potential for clinical and food uses. It is a sclerophyllous plant, dry-adapted and fire resistant, enduring the Mediterranean climate, and recently considered as a possibility for afforestation, to intensify forest discontinuity where pines and eucalypts monoculture dominate the region. To improve our knowledge about the species' spatial distribution we used 318 plots (the centroid of a 1 km2 square grid) measuring the species presence and nine environmental attributes. The seven bioclimatic variables most impacting on the species distribution and two topographic features, slope and altitude, were used. The past, current and future climate data were obtained through WorldClim. Finally, the vulnerability of the strawberry tree to the effects of global climate change was examined in the face of two emission scenarios (RCP 4.5 and 8.5), to predict distribution changes in the years 2050 and 2070, using a species distribution models (MaxEnt). The reduction of suitable habitat for this species is significant in the southern regions, considering the future scenarios of global warming. Central and northern mountainous regions are putative predicted refuges for this species. Forest policy and management should reflect the impact of climate change on the usable areas for forestry, particularly considering species adapted to the Mediterranean regions and wildfires, such as the strawberry tree. The distribution of the species in the Last Glacial Maximum (LGM) and Mid-Holocene (MH) agrees with previous genetic and paleontological studies in the region, which support putative refuges for the species. Two in the southern and coastal-central regions, since the LGM, and one in the east-central mountainous region, considered as cryptic refugia.
Increasing forest wildfires in Portugal remain a growing concern since forests in the Mediterranean region are vulnerable to recent global warming and reduction of precipitation. Therefore, a long-term negative effect is expected on the vegetation, with increasing drought and areas burnt by fires. The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is particularly used in Portugal to produce a spirit by processing its fruits and is the main income for forestry owners. Other applications are possible due to the fruit and leaves' anti-oxidant properties and bioactive compounds production, with a potential for clinical and food uses. It is a sclerophyllous plant, dry-adapted and fire resistant, enduring the Mediterranean climate, and recently considered as a possibility for afforestation, to intensify forest discontinuity where pines and eucalypts monoculture dominate the region. To improve our knowledge about the species' spatial distribution we used 318 plots (the centroid of a 1 km2 square grid) measuring the species presence and nine environmental attributes. The seven bioclimatic variables most impacting on the species distribution and two topographic features, slope and altitude, were used. The past, current and future climate data were obtained through WorldClim. Finally, the vulnerability of the strawberry tree to the effects of global climate change was examined in the face of two emission scenarios (RCP 4.5 and 8.5), to predict distribution changes in the years 2050 and 2070, using a species distribution models (MaxEnt). The reduction of suitable habitat for this species is significant in the southern regions, considering the future scenarios of global warming. Central and northern mountainous regions are putative predicted refuges for this species. Forest policy and management should reflect the impact of climate change on the usable areas for forestry, particularly considering species adapted to the Mediterranean regions and wildfires, such as the strawberry tree. The distribution of the species in the Last Glacial Maximum (LGM) and Mid-Holocene (MH) agrees with previous genetic and paleontological studies in the region, which support putative refuges for the species. Two in the southern and coastal-central regions, since the LGM, and one in the east-central mountainous region, considered as cryptic refugia.
Climate change is a challenge for forests in the coming decades, with a major impact on species adaptation and distribution. The Mediterranean Basin is one of the most vulnerable hotspots for biodiversity conservation under climate change in the world. This research aimed at studying a Mediterranean species well adapted to the region: the Arbutus unedo L. (strawberry tree). The MaxEnt, a presence-only species-distribution software, was used to model A. unedo’s environmental suitability. The current species potential distribution was accessed based on actual occurrences and selected environmental variables and subsequently projected for the Last Glacial Maximum (LGM), the Mid-Holocene (MH), and the years 2050 and 2070, considering the two Representative Concentration Pathways: RCP4.5 and RCP8.5. Results from the LGM projection suggest the presence of refugia in the core of the Mediterranean Basin, in particular the Iberian Peninsula (IP). The projections for the MH indicate increasing climatic suitability for the species and an eastward expansion, relatively to LGM. The predicted future environmental changes will most likely act as a catalyst for suitable habitat loss and a range shift towards the North is likely to occur.
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Key message: Slash and burn practices affect tropical forests. Our results showed strong introgression between Inga ingoides and Inga edulis in the species contact area Interspecific hybridization could be sought to improve yield or tolerance to flooding and further increase the economic potential of the poorly drained Amazonian soils and minimize deforestation. Context: Inga species are important components of tropical American forests, as well as a local food source. Little is known about the genetic structure of these species; in particular the amount of introgression among species remains unknown. Aims: We assessed the degree of genetic divergence and introgression among populations of I. ingoides (Rich.) Willd. and I. edulis Mart. (Fabaceae) from three Peruvian Amazon tributary rivers. Methods: Using microsatellite markers we determined the genetic structure of populations using an analysis ofmolecular variance and a Bayesian analysis of population structure in areas affected by seasonal river fluctuations and in ‘terra firme’ forests. Results: Overall genetic differentiation was weak. The degree of genetic variation was similar in the two species. A putatively strong introgression was detected between the two species and an intense gene flow was identified among populations. This indicates that an intense gene flow had happened in the past, leading also to a small differentiation among populations within species. Conclusion: Selection of natural hybrids or artificial hybridization between I. edulis and I. ingoides could be applied to improve legume size and yield in the later species, while maintaining tolerance to flooding. Improved I. ingoides could be used in multipurpose agroforestry on open areas along the rivers, instead of using the usual slash and burn practice to create inland open areas.
A obra é constituída pelos resumos das comunicações apresentadas pelos docentes da Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco e são referentes aos projetos de investigação nos quais estão envolvidos.
Research Highlights: This study assesses the genetic diversity and structure of the ice-cream-bean (Inga edulis Mart.) (Fabaceae), in wild and cultivated populations from the Peruvian Amazon. This research also highlights the importance of protecting the biodiversity of the forest in the Peruvian Amazon, to preserve the genetic resources of species and allow further genetic improvement. Background and Objectives: Ice-cream-bean is one of the most commonly used species in the Amazon region for its fruits and for shading protection of other species (e.g.: cocoa and coffee plantations). Comprehensive studies about the impact of domestication on this species’ genetic diversity are needed, to find the best conservation and improvement strategies. Materials and Methods: In the current study, the genetic structure and diversity were assessed by genotyping 259 trees, sampled in five wild and 22 cultivated I. edulis populations in the Peruvian Amazon, with microsatellite markers. Pod length was measured in wild and cultivated trees. Results: The average pod length in cultivated trees was significantly higher than that in wild trees. The expected genetic diversity and the average number of alleles was higher in the wild compared to the cultivated populations, thus, a loss of genetic diversity was confirmed in the cultivated populations. The cultivated trees in the Loreto region had the highest pod length and lowest allelic richness, nevertheless the wild populations’ genetic structure was not clearly differentiated (significantly different) from that of the cultivated populations. Conclusions: A loss of genetic diversity was confirmed in the cultivated populations. The species could have been simultaneously domesticated in multiple locations, usually from local origin. The original I. edulis Amazonian germplasm should be maintained. Cultivated populations’ new germplasm influx from wild populations should be undertaken to increase genetic diversity.
