Estratégias de análise da diversidade em germoplasma de cajueiro (Anacardium spp. L.)

Abstract

O cajueiro (Anacardium occidentale) é uma fruteira arbórea perene, atualmente cultivada em diversos países da faixa intertropical terrestre. O território brasileiro constitui o provável centro de origem e principal centro de diversidade desta e da maioria das espécies do gênero Anacardium. Por outro lado, estudos envolvendo a avaliação e caracterização do germoplasma disponível ainda são incipientes e restritos a acessos de A. occidentale. Neste trabalho foi avaliada a diversidade genética em Anacardium spp., a partir de acessos mantidos pelo Banco Ativo de Germoplasma do Cajueiro (BAG Embrapa Agroindústria Tropical), localizado em Pacajus - CE e de indivíduos amostrados em uma população subespontânea de Anacardium occidentale L., localizada no estado do Rio de Janeiro. A caracterização envolveu a análise de dados de descritores fenotípicos discretos e morfométricos e de marcadores moleculares ISSR. Foram analisados 45 indivíduos da população do Rio de Janeiro e 91 acessos do BAG, de diferentes procedências, pertencentes às espécies A. occidentale (tipos comum e anão precoce), A. othonianum, A. humile e A. microcarpum. As informações morfométricas foram submetidas a técnicas multivariadas consistindo de análises discriminantes de Anderson e de componentes principais e análises de agrupamento por componentes principais, UPGMA e otimização de Tocher. Os dados moleculares e fenotípicos discretos foram investigados por meio de análises discriminantes baseadas no método não paramétrico de k vizinhos mais próximos, projeção gráfica das distâncias no espaço e agrupamento por UPGMA. Análise de variância molecular (AMOVA) foi aplicada aos dados moleculares e análises comparativas dos resultados, fornecidos pelas três classes de dados e pelas suas combinações, através da soma de matrizes de distâncias, também foram realizadas. Verificou-se que as técnicas de análise discriminante aplicadas às variáveis morfométricas foram adequadas para a caracterização dos grupos de Anacardium avaliados. Entretanto, o método baseado em funções discriminantes de Anderson, proporcionou melhor discriminação dos grupos, além de possibilitar a classificação de acessos desconhecidos ou cujas informações foram consideradas duvidosas. O padrão de agrupamento UPGMA, baseado em dados morfométricos, exibido pelas populações analisadas refletiu adequadamente o grau de relacionamento esperado entre elas, considerando as evidências biológicas e históricas disponíveis. Em relação à análise discriminante, baseada em dados moleculares, observou-se que ela foi adequada apenas na classificação de acessos de diferentes populações de A. occidentale. A AMOVA indicou que 27,5% da variação acessada foi devido a diferenças entre as populações investigadas, enquanto o restante foi decorrente de diferenças entre acessos dentro das populações. Por outro lado, os valores estimados de ST φ entre pares de populações demonstraram que, à exceção do par othonianum x humile , todas as populações foram estatisticamente diferentes entre si. A maioria dos descritores fenotípicos discretos analisados apresentou ampla variabilidade, possibilitando discriminar, sem ambigüidades, todos os acessos de Anacardium avaliados. Por outro lado, os padrões de distribuição desta variabilidade foram inadequados para caracterizar grupos de acessos de origem comum. A análise comparativa das diferentes classes de dados mostrou que apenas os descritores morfométricos e os marcadores moleculares foram correlacionados, enquanto os descritores multicategóricos apresentaram correlações nulas com as classes de variáveis morfométricas e moleculares, respectivamente. Foi confirmado que a região Nordeste é um importante centro de diversidade de A. occidentale, mas o Norte Fluminense e o Estado de Roraima apresentam populações naturais que diferem daquelas encontradas nos Estados do Nordeste necessitando, por isso, serem mais investigadas através de prospecções e coletas de materiais. Em relação a A. othonianum e A. humile, concluiu-se que estudos adicionais envolvendo acessos e populações naturais destas espécies necessitam ser realizados, tanto para elucidar melhor o status taxonômico de cada uma delas, quanto para fins de utilização e conservação destes recursos genéticos.

The cashew (Anacardium occidentale) is a perennial arboreal fruit tree that is actually cropped in several tropical countries around the World. The Brazilian territory is probably the original and main diversity center of this tree fruit, as well as for most species of the genus Anacardium. On the other hand, studies concerning to the evaluation and characterization of the available germplasm are still incipient and restricted to accesses of A. occidentale. In this study, the genetic diversity in Anacardium spp. was evaluated from either the accesses kept by the Banco Ativo de Germoplasma do Cajueiro (BAG - Embrapa Agroindústria Tropical) located in Pacajus - CE and individuals sampled in a subspontaneous population of Anacardium occidentale L. located in Rio de Janeiro State. The characterization involved the analysis of the data for both morphometric and discrete phenotypic descriptors and the DNA molecular markers of the ISSR type. Forty five individuals of the Rio de Janeiro population and 91 accesses of BAG from different provenances, belonging to the species A. occidentale (common and precocious dwarf types), A. othonianum, A. humile and A. microcarpum were analyzed. The morphometric data were subjected to multivariate techniques consisting of discriminant analysis by Anderson´s and principal components methods, and cluster analysis by hierarchical UPGMA method and optimizing Tocher´s approach. Both molecular and discrete phenotypic data were investigated, by using discriminant analyses based on nonparametric k-nearest neighbor method, graphic projection of the distances in space and cluster analysis by UPGMA. Molecular variance analysis (AMOVA) was applied to the molecular data, as well as the comparative analyses of the results supplied by either three data classes and their combinations were also accomplished. The discriminant analysis techniques applied to the morphometric variables were appropriate for characterization of the Anacardium groups under evaluation. However, the method based on Anderson´s discriminant functions provided better discrimination of the groups, besides making possible the classification of unknown accesses or whose information were considered as doubtful. The cluster pattern UPGMA, based on morphometric data, exhibited by the populations under analysis rather appropriately reflected the level of the expected relationship among them, as considering both biological and historical evidences available. Relative to the discriminant analysis based on molecular data, it was only adequate for classification of the accesses from different A. occidentale populations. AMOVA showed that 27.5% of the accessed variation were due to the differences among the populations under investigation, whereas the remainder occurred because the differences among accesses within populations. On the other hand, the estimated values of 0ST between the population pairs showed that all populations were statistically different from each others, except for the pair 'othonianum' x 'humile'. Most discrete phenotypic descriptors presented wide variability, making possible to discriminate without ambiguities all Anacardium accesses under evaluation. However, the distribution patterns of this variability were "inadequate" to characterizing access groups from common origin. The comparative analysis of the different data classes showed that only the morphometric descriptors and molecular markers were correlated, whereas the discrete phenotypic descriptors presented null correlations with the others data classes. The Nordeste region was confirmed to be an important diversity center of A. occidentale, but Norte Fluminense and the Roraima State show natural populations differing from those found on the Northeast States. Therefore, there is a need for a more accurate investigation and material collections of these populations. Relative to A. othonianum and A. humile, it was concluded that there is a need for additional studies involving accesses and natural populations of these species either for getting a better elucidation of the taxonomic status of each one and the use and conservation of these genetic resources.