Avaliação da diversidade genética de populações de fáfia (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) por RAPD, caracteres morfológicos e teor de beta-ecdisona

Abstract

A fáfia (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) é uma espécie nativa da América do Sul e de ocorrência comum nos Estados do Paraná, Mato Grosso do Sul e Goiás. Possui valor econômico principalmente devido à semelhança das suas características fitoquímicas ao ginseng-coreano (Panax ginseng). Instituições de pesquisa vêm realizando freqüentes coletas de germoplasma, uma vez que os riscos de perda da variabilidade são acentuados pelo extrativismo e comercialização de suas raízes aos laboratórios de fitoterápicos. No presente estudo, objetivou-se avaliar a diversidade genética de quatro populações coletadas na região do rio Paraná e preservadas na coleção de germoplasma de plantas medicinais da Embrapa/Cenargen, por meio da avaliação dos caracteres fenotípicos e marcador RAPD. Utilizaram-se 14 caracteres fenotípicos contínuos e oito multicategóricos. Os marcadores RAPD foram obtidos pela seleção de 67 primers, amplificando-se 267 marcas polimórficas. Os dados foram analisados, inicialmente, pelas medidas de dissimilaridade calculadas pelas distâncias de Mahalanobis (caracteres contínuos), índice de dissimilaridade dos dados binários (multicategóricos) e complemento aritmético do coeficiente de Nei e Li (RAPD). As matrizes de dissimilaridade foram utilizadas para agrupamento dos indivíduos e populações pelo método de otimização de Tocher e UPGMA. A importância relativa dos caracteres para estudo da diversidade foi analisada pela metodologia de SINGH. As correlações entre os grupos de caracteres foram verificadas pela estatística Z (teste de Mantel) pelas matrizes de dissimilaridade das distâncias genéticas. As medidas de dissimilaridades das populações apresentaram semelhante resultado com relação aos caracteres moleculares e multicategóricos, coincidindo as populações de maior dissimilaridade. Os resultados indicaram menores níveis de dissimilaridade entre os indivíduos e maiores entre as populações, sugerindo que novas populações podem ser obtidas para incremento da diversidade na coleção do banco de germoplasma. Em todas as análises, a população coletada no município de Querência do Norte, PR, destacou-se pela maior dissimilaridade estabelecida entre as populações, além de seus indivíduos apresentarem altos teores de beta-ecdisona, tornando-se indispensável priorizar a preservação dessa população, que também está localizada em área de intenso extrativismo. As correlações entre as matrizes de distância genética apresentaram valores significativos no teste-Z (p < 0,01), entretanto esses valores foram baixos. A maior correlação foi encontrada entre a diversidade obtida dos caracteres multicategóricos e o marcador RAPD (0,2815). Os resultados permitiram concluir que não é recomendável utilizar apenas um tipo de característica, seja fenotípica ou molecular, para estimar a diversidade genética no aspecto qualitativo, uma vez que as correlações entre as distâncias genéticas de cada característica foram baixas (< 0,30). O uso exclusivo de marcador RAPD pode ser uma escolha favorável sob alguns aspectos, principalmente quando não se dispõe de tempo e recursos para visitas freqüentes ao local de avaliação das populações. No entanto, quando a espécie já se encontra em estágios avançados de melhoramento será indispensável a avaliação dos caracteres fenotípicos.

Pfaffia (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) is a native species of South America with widespread occurrence in the States of Paraná, Mato Grosso do Sul and Goiás. Its economic value is mainly due to the similarity of their phytochemical characteristics to the Korean-ginseng (Panax ginseng). Research institutions are carrying out continual germplasm collections, once the risks of losing variability are increased by the extracting and commercialization of roots to pharmaceutical companies. The objective of the present study was to evaluate the genetic diversity of four populations collected in the region of the Paraná river, and maintained in the germplasm collection of medicinal plants at Embrapa/Cenargen, through the evaluation of phenotypic characters and RAPD markers. Fourteen continuous and eight multicategorical phenotypic characters were used. RAPD markers were obtained by screening 67 primers, with the amplification 267 polymorphic patterns. Data were initially analyzed for the dissimilarity measures using the Mahalanobis D2-statistics (continuous characters), dissimilarity index of binary data (multicategorical) and arithmetic complement of Nei and Li s coefficient (RAPD). Dissimilarity matrices were used for grouping individuals and populations by the Tocher optimization method and UPGMA. The relative importance of the characters towards diversity was analyzed by the SINGH methodology. The correlations between the types of characters were tested by the Z statistics (Mantel test) for the dissimilarity matrix of genetic distances. The dissimilarity measurements of the populations presented similar results regarding molecular and multicategorical characters, with the populations of larger dissimilarity coinciding. The results indicated lower dissimilarity levels among individuals and higher among populations suggesting that new populations can be obtained to increase diversity in the germplasm collection. In all the analyses, the population collected in the municipality of Northern Querência, PR, stood out as the largest established dissimilarity among populations, besides their individuals present high ß-ecdisone contents, becoming fundamental to prioritize the preservation of this population, which is also located in an area of intense extractivism. The correlations between the genetic distance matrices were significant by the Z test (p < 0,01), however those values were low. The largest correlation was found between the diversity obtained with the multicategorical characters and the RAPD marker (0,2815). The results led to the conclusion that it is not recommended to use just one type of characteristic, either phenotypic or molecular, to evaluate the genetic diversity in the qualitative aspect, once the correlations between the genetic distances of each characteristic were small (< 0,30). The exclusive use of RAPD markers can be a suitable choice in some aspects, mainly when there is no time and resources for periodic visits to the site for evaluation of the populations. However, when the species is already in advanced stages of improvement, the evaluation of the phenotypic characters will be essential.