Sistemática, evolução e biologia reprodutiva de Utricularia com ênfase para Utricularia amethystina Salzm. Ex A.St.-Hil. & Girard (Lentibulariaceae)

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV

Utricularia L. is a cosmopolitan genus from Lentibulariaceae and the richest genus in species among the carnivorous plants. Its species are highly polymorphic in many traits such as habit, pollen, seed and trap morphology. Many species has a compact genome resulted from the deletion of non-coding regions, and other peculiar molecular features. Utricularia amethystina is described as one of the most polymorphic species in the genus, it has a complex taxonomic history and is found across the American continents. Its polymorphism is reflected on plant height, corolla's size and shape, and floral pigmentation - U. amethystina might show many shades of purple, yellow and white flowers. However, the most remarkable trait is the polymorphism on pigmentation of flowers, because it might undermine the pollinator attraction, and by this way interrupt the gene flow among its morphotypes. With this in mind, we have surveyed the seed traits, looking for characters useful for taxonomic purposes for U. amethystina and related species. The reproductive strategies found on the genus are also described, focusing on U. amethystina and describing its pollinator. We also have investigated the gene flow among the U. amethystina morphotypes based on barcodes regions from cpDNA. Besides this, were evaluated the evolution of genes related with the transitions on pigmentation of flowers of the Lentibulariaceae. We identified useful seed characters for the genus' taxonomy. U. amethystina is a complex with distinct lineages related one each other with high support from molecular survey with cpDNA, from which only two populations from different floral phenotypes (purple and white) were clustered in all analyses. Some lineages also showed evidences for positive selection on matK gene. The pigmentation evolution showed the expected pattern with purple flowers as the ancestral state from which the transitions occurred. We also observed that the transitions are ...

Utricularia L. é um gênero cosmopolita, ausente apenas nos desertos e regiões polares, rico em espécies e altamente polimórfico em hábitos, morfologia polínica, seminal e das armadilhas. Muitas espécies do gênero possuem genomas miniaturizados, resultado de uma drástica redução de regiões não-codificadoras, dentre outras características moleculares peculiares. Utricularia amethystina é descrita como uma das mais polimórficas espécies do gênero, possui um histórico taxonômico complexo (mais de 30 sinonímias) e distribuição ampla entre as Américas. Seu polimorfismo se reflete no tamanho da planta, tamanho e forma da corola, e também na pigmentação floral - U. amethystina pode apresentar flores púrpuras (em diferentes tonalidades), amarelas e brancas - dentre outras características. O polimorfismo da pigmentação floral pode afetar a interação com o polinizador e o fluxo gênico entre os morfotipos, sendo por este motivo alvo de nosso interesse. Exploramos se o polimorfismo em caracteres seminais estaria relacionado aos morfotipos florais e buscamos características úteis para a taxonomia U. amethystina e espécies próximas. Também descrevemos as estratégias reprodutivas de Utricularia, com ênfase nos polinizadores e estratégia de polinização de U. amethystina. Além disso, investigamos o fluxo gênico entre os morfotipos florais utilizando diferentes regiões do DNA cloroplastidial previamente reportados como ―barcodes‖. E exploramos a evolução das transições de cor de flores na família Lentibulariaceae e dos genes relacionados à via de síntese das antocianinas, a principal classe de pigmentos presentes em flores e frutos. Identificamos caracteres seminais úteis para a taxonomia de Utricularia e observamos alto polimorfismo intraespecífico em U. amethystina. Utricularia amethystina, é na verdade um complexo de espécies, dentre as quais é possível encontrar fluxo gênico entre morfotipos ...