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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GENÉTICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA E BIOLOGIA MOLECULAR
Filogenia de Passiflora L. (Passifloraceae):
questões infra-subgenéricas
PRISCILLA MENA ZAMBERLAN
Dissertação submetida ao Programa de Pós-
Graduação em Genética e Biologia Molecular da
UFRGS como requisito parcial para a obtenção
do grau de Mestre em Genética e Biologia
Molecular.
Orientação: Loreta Brandão de Freitas
Porto Alegre, março de 2007.
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entre
a água
e o chá
desab
rocha
o maracujá
Poema de Paulo Leminski
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AGRADECIMENTOS
À professora Loreta, por todo o seu trabalho.
Ao professor F. M. Salzano pelo grande exemplo profissional.
Aos amigos e colegas do LEM: Aline Lorenz, Aline Ramos, Carol, Cláudia, Clênio,
Geraldo, Jéferson, Pakisa, Raquel e Tielli, por compartilharem seu conhecimento comigo.
À ex-colega e sobretudo amiga Valéria Muschner pelo auxílio ao longo do
desenvolvimento do trabalho, pelo exemplo e pela incansável e divertida amizade.
Aos amigos conquistados ao longo dos anos e aulas no Departamento de Genética.
Ao Elmo e à Laci, por toda a ajuda.
À minha família, por tudo. Mesmo.
Ao João Marcelo e à sua família por tudo, principalmente o suporte durante o período de
conclusão desta dissertação e auxílio na formatação das imagens.
Aos meus amigos da prática de ensino, pela diversão e estímulo em nossos encontros
mensais. Às amigas periquitas Luciana e Melina, pelo incentivo constante, mesmo com a
distância.
4
O presente trabalho foi executado no Laboratório de Evolução Molecular do
Departamento de Genética da Universidade Federal no Rio Grande do Sul. As reações
de seqüenciamento foram realizadas no Laboratório de Biologia Genômica e Molecular
da Faculdade de Biociências da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.
As fontes financiadoras foram:
- Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
- Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS)
- Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (PRONEX)
- Pró-Reitoria de Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PROPESQ -
UFRGS)
5
SUMÁRIO
RESUMO 7
SUMMARY 8
1. INTRODUÇÃO 9
1.1 A família Passifloraceae 9
1.2 O gênero Passiflora
11
1.3 Os subgêneros de Passiflora
12
1.4 Estudos filogenéticos em Passiflora 14
1.5 Marcadores moleculares para filogenia de plantas 15
1.5.1 Espaçadores internos transcritos do rDNA nuclear 17
1.5.2 Introns do grupo II e sua utilidade filogenética 20
1.5.3 rpoC1
22
1.5.4 rpl16
22
2. OBJETIVOS 25
3. MATERIAL E MÉTODOS 26
3.1 Material vegetal 26
3.2 Extração de DNA 33
3.3 Amplificações 33
3.4 Seqüenciamento automático 38
3.5 Análises filogenéticas 38
3.5.1 Conjuntos de dados 38
3.5.2 Visualização, alinhamento e caracterização das seqüências 47
3.5.3 Modelos evolutivos 47
3.5.4 Análises de distância 48
3.5.5 Análises de parcimônia 48
3.5.6 Análises de máxima verossimilhança 49
3.5.7 Análise bayesiana 49
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 50
4.1 Amplificação, seqüenciamento, alinhamento e caracterização das seqüências 50
4.2 Análises filogenéticas 56
4.3 Análises filogenéticas: subgênero Astrophea
57
4.4 Análises filogenéticas: subgênero Decaloba
68
4.5 Análises filogenéticas: subgênero Passiflora
79
4.6 Análises filogenéticas: subgênero Deidamioides
89
6
4.7 Análises filogenéticas: introns do grupo II 90
5. CONCLUSÕES 94
6. PERSPECTIVAS 95
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 96
7
RESUMO
O gênero Passiflora L. (Passifloraceae) é composto por mais de 520 espécies,
classificadas em quatro subgêneros: Astrophea, Decaloba, Deidamioides e Passiflora.
Embora algumas análises filogenéticas tenham sido realizadas nos últimos anos, sua
classificação infra-subgenérica permanece em aberto. Com o objetivo de auxiliar na
elucidação destas questões e caracterizar novos marcadores filogenéticos para o gênero
Passiflora, análises com seqüências do gene plastidial que codifica a maior subunidade
da enzima RNA-polimerase de cloroplasto (rpoC1), dos espaçadores internos transcritos
do DNA ribossomal nuclear (ITS1 e ITS2) e do íntron b-c do gene nad1 do genoma
mitocondrial, foram desenvolvidas para 121 espécies de Passiflora. As análises foram
realizadas usando métodos de distância, máxima parcimônia, máxima verossimilhança e
inferência bayesiana para cada subgênero em separado e para o conjunto total de dados.
A monofilia dos subgêneros Astrophea, Decaloba e Passiflora foi confirmada, embora a
monofilia do subgênero Deidamioides permaneça em aberto. Os resultados suportam,
ainda, a existência de um quinto subgênero, Tryphostemmatoides. Análises realizadas
para cada subgênero em separado demonstraram que esta estratégia é um método
eficiente para a análise de marcadores com alta variabilidade entre os grupos, como é o
caso dos subgêneros de Passiflora. ITS1 e ITS2 foram os marcadores moleculares mais
informativos. Em geral, as superseções, seções e séries dos quatro subgêneros foram
não-monofiléticas, sugerindo a necessidade de uma revisão cuidadosa dos caracteres
morfológicos tipicamente usados em sua delimitação.
8
SUMMARY
The Passiflora L. (Passifloraceae) genus is composed of more than 520 species,
classified in four subgenera: Astrophea, Decaloba, Deidamioides and Passiflora. Although
some molecular phylogenetic analyses have been carried out in the last years, its infra-
subgeneric classification remains open. With the intent to help to elucidate these issues
and to characterize new phylogenetic markers for the Passiflora genus, analyses with
sequences of the plastidial gene that codifies the biggest subunit of the RNA-polymerase
enzyme of chloroplast (rpoC1), the internal transcribed spacer of nuclear ribosomal DNA
(ITS1 and ITS2), and nad1 b-c intron of the mitochondrial genome have been carried out
in 121 Passiflora’s species. The analyses have been conduced using distance,
parsimony, maximum likelihood, and Bayesian methods for each subgenus separately
and for the whole data. The Astrophea, Decaloba and Passiflora subgenera monophyly
were confirmed, although the Deidamioides monophyly remains open. The results also
support the existence of a fifth subgenus, Tryphostemmatoides. Separated analyses for
each subgenus demonstrated to be an efficient method for analysis of markers with high
variability between groups, as it is the case of the Passiflora’s subgenera. The ITS1 and
ITS2 have been the more informative molecular markers. In general, the supersections,
sections and series of the four subgenera were found non-monophyletic, suggesting the
need of a careful revision of the morphologic characters typically used for their
delimitation.
9
1. INTRODUÇÃO
1.1 A família Passifloraceae
A família Passifloraceae A.L. de Jussieu ex Kunth é composta por mais de 15
gêneros e cerca de 650 espécies, sendo Passiflora L. o gênero mais representativo. A
característica morfológica mais marcante da família é a presença de uma corona de
filamentos nas flores, o que, segundo Judd et al. (1999), sustenta a monofilia do grupo.
As passifloráceas são trepadeiras e lianas com gavinhas axilares ou,
ocasionalmente, arbustos e árvores sem gavinhas. Elas usualmente apresentam
glicosídeos cianogênicos e alcalóides entre seus metabólitos secundários. Suas folhas
são sempre alternas, freqüentemente simples e lobadas, com venação palmada e
nectários presentes no pecíolo. As flores podem ter uma ampla gama de cores, e são
geralmente bissexuais, de simetria radial. A corona consiste de uma até várias linhas de
filamentos, projeções ou membranas, e nasce no ápice da superfície interna do hipanto,
sendo usualmente colorida, o que atrai polinizadores. Há um disco nectarífero na base do
hipanto. Os componentes de uma flor de Passiflora são destacados na figura 1. Os frutos,
tipo cápsula ou baga, com arilos carnosos e coloridos ao redor das sementes, geralmente
são dispersos por pássaros (Killip 1938; Judd et al. 1999).
Segundo Escobar (1988), a família Passifloraceae está dividida em duas tribos,
Paropsiae e Passiflorieae. As espécies da tribo Paropsieae, arbustos e árvores sem
gavinhas, são consideradas por Judd et al. (1999) como representantes de um complexo
basal parafilético na família. Passiflorieae, ao contrário, é claramente monofilética,
segundo os mesmos autores, como evidenciado por seu hábito escandente, gavinhas
axilares e flores especializadas. Cervi (1997) descreveu a tribo Paropsiae como sendo
Figura1. Corte longitudinal de flor de P. alata
Fotografia de J.M. MacDougal, disponível no
site do “Missouri Botanical Garden”
(http://www.mobot.org/mobot/photoessays/int
ro.asp?fldrloc=passiflora).
A. Corona de filamentos
B. Estigma
C. Ovário
D. Antera
E. Coluna do androginóforo
F. Límen
G. Pétala (corola)
H. Sépala (cálice)
I. Opérculo
J. Tubo do cálice
10
composta por seis gêneros: Androsiphonia Stapf, Viridivia J.H. Hemsl. & Verdc.,
Smeathmannia Sol. ex R. Br., Barteria Hook. f., Paropsiopsis Engl. e Paropsia Noronha
ex Thouars. Segundo o mesmo autor, a tribo Passiflorieae é representada por 14
gêneros: Adenia Forssk, Ancistrothyrsus Harms, Basananthe Peyr. Crossostemma
Planch. ex Hook., Deidamia E.A. Noronha ex Thouars, Dilkea Mast., Hollrungia K.
Schum., Efulensia C.H. Wright, Mitostemma Mast., Passiflora, Schlecterina Harms,
Tetrapathaea (DC.) Rchb., Tetrastylis Barb. Rodr. e Tryphostemma Harv. Recentemente
os gêneros Tetrapathaea e Hollrungia foram incluídos no gênero Passiflora, com base no
resultado de análises filogenéticas realizadas por Krosnick e Freudenstein (2005). O
gênero Tetrastylis também foi reposicionado e seu caso específico será abordado ainda
neste tópico.
De acordo com Soltis et al. (2005), a tribo Paropsieae é o grupo irmão de um
clado composto pelas famílias Malesherbiaceae e Turmeraceae, as demais espécies de
Passifloraceae e pelo gênero Medusandra Brenan. Medusandra é o único gênero da
família Medusandraceae, classificada como incerta sedis na APG I (1998). Na APG II
(2003) Medusandraceae não é mais reconhecida e o gênero não é incluído em nenhuma
outra família ou ordem. Com base em dados não publicados de M. W. Chase e L. W.
Chatrou (Soltis et al. 2005; M. W. Chase, comunicação pessoal), foi recomendada a
combinação das famílias Passifloraceae, Turneraceae, Malesherbiaceae e
Medusandraceae em uma única família, Passifloraceae.
A família Passifloraceae está incluída na ordem Malpighiales (Judd et al. 1999,
APG II 2003, Soltis et al. 2005). Estima-se que todas as linhagens desta ordem tenham
surgido antes do Terciário, em sua maioria durante os períodos Albiano e Cenomaniano,
entre 112 e 94 milhões de anos atrás (Davis et al. 2005). Segundo análises filogenéticas
realizadas com o gene plastidial rbcL (que codifica a subunidade maior da enzima
RuBisCo), Passifloraceae está bastante próxima das famílias Violaceae e Flacourtiaceae
(Chase et al. 2002). Na APG II (2003), as famílias Malesherbiaceae e Turneraceae foram
incluídas em Passifloraceae, devido à presença de glicosídeos cianogênicos similares
(também relatada por Clausen et al. 2002 e Judd & Olmstead 2004). Reforçam esta
proposição os fatos de que Turneraceae e Passifloraceae possuem glândulas foliares e
ambas têm herança plastidial paterna ou biparental para algumas espécies –
representantes de Malesherbiaceae não foram examinados (Soltis et al. 2005; Muschner
et al. 2006). Um relacionamento próximo entre estas três famílias já havia sido
reconhecido por Cronquist (1981) e Takhtajan (1991), baseados apenas em caracteres
morfológicos.
11
A família Passifloraceae tem ampla distribuição, desde regiões de clima tropical
até temperado quente. Na América do Sul há registros da ocorrência dos gêneros
Ancistrothyrsus (duas espécies), Dilkea (seis espécies), Mitostemma (três espécies),
Passiflora (mais de 400 espécies) e Tetrastylis (Cervi 1997). Este último foi reposicionado
em Passiflora segundo dados morfológicos (Feuillet & MacDougal 2003) e moleculares
(Muschner et al. 2003), e sua única espécie passou a se chamar Passiflora ovalis Vell: ex
Roemer, incluída na seção Tetrastylis do subgênero Deidamioides. Recentemente foi
descrita uma segunda espécie para esta seção, Passiflora contracta Vitta (Vitta &
Bernacci 2004). Segundo os autores, P. ovalis e P. contracta são indistinguíveis através
de caracteres vegetativos; as diferenças entre ambas residem na estrutura da
inflorescência e no indumento, além da distribuição disjunta. Entretanto, as duas espécies
foram sinonimizadas por Cervi (2006). Na tentativa de elucidar esta questão, estão em
andamento estudos moleculares realizados por nosso grupo sobre a estrutura
populacional de P. ovalis e sobre a validade taxonômica de P. contracta (Dutra et al.
2006).
No Brasil, ocorrem aproximadamente 140 espécies de Passiflora (Cervi 2006).
Somente após o ano de 1950, foram publicadas 25 descrições de espécies e
sinonimizações. Para o Rio Grande do Sul são descritas 15 espécies do gênero: as 14
listadas por Mondin (2001) como de ocorrência seguramente natural, acrescidas de
Passiflora alata Curtis, uma espécie invasora comprovadamente subespontânea (Mondin
2001; Koehler-Santos et al. 2006). Está em andamento uma revisão da lista de espécies
que ocorrem no Estado (G. Mäder, comunicação pessoal).
1.2 O gênero Passiflora
O gênero Passiflora foi estabelecido por Linnaeu, em 1735. A primeira espécie
descrita foi Passiflora incarnata L., em cujas flores os missionários espanhóis que vieram
à América identificaram semelhanças com símbolos da crucificação de Cristo. Essa é a
origem das denominações popular, “flor-da-paixão”, e científica, Passiflora, do grupo
(Killip 1938; Cervi 1997). O gênero Passiflora L. é composto por 520-525 espécies (Ulmer
& MacDougal 2004). Várias espécies de Passiflora têm frutos comestíveis, enquanto
outras tantas são cultivadas como ornamentais por suas flores vistosas. Seus
representantes têm hábito arbóreo, arbustivo ou escandente. As flores apresentam as
características morfológicas mais marcantes: têm simetria radial, possuem disco
nectarífero na base do hipanto e apresentam corona de filamentos distribuídos em uma a
seis fileiras, projeções ou membranas. As folhas são sempre alternas, geralmente
12
simples e de morfologia bastante variável (Judd et al. 1999; Ulmer & MacDougal 2004).
As flores de Passiflora atraem uma ampla gama de polinizadores: desde abelhas
e vespas, borboletas e mariposas, até vertebrados como morcegos e pássaros. As
variadas síndromes florais estão presentes nos diversos subgêneros, tendo surgido,
portanto, mais de uma vez no grupo (Muschner 2005). As folhas, por sua vez, servem de
alimento a larvas de borboleta (Judd et al. 1999). As plantas da família Passifloraceae e,
especialmente, do gênero Passiflora, são as únicas hospedeiras das larvas das
borboletas do gênero Heliconius (Lepidoptera: Nymphalidae), sendo muitos destes
relacionamentos espécie-específicos (Benson et al. 1975). Em função disso, este grupo
compõe um sistema modelo de co-evolução entre borboletas e plantas.
As espécies de Passiflora com contagem cromossômica já realizada foram
divididas em quatro grupos: a) 2n=12, 24, 36; b) 2n= 24; c) 2n=18, 72; e d) 2n=20 (De
Melo et al 2001). Entretanto, ainda há controvérsias quanto ao número cromossômico
básico do gênero. De Melo et al. (2001) propuseram x = 6 como número cromossômico
básico, com x=9, x=10 e x=12 sendo considerados números básicos secundários. Já
Hansen et al. (2006) sugeriram x=2, uma vez que n=6 é encontrado somente no
subgênero Decaloba, levando a crer que o mesmo originou-se uma única vez, no
ancestral direto deste subgênero. Isso descartou, de acordo com os autores, a hipótese
de x=6 ser o número cromossômico básico do gênero. As contagens cromossômicas
disponíveis para outros gêneros da família Passifloraceae, n=11 e n=12, também
suportariam a hipótese de x=12. Por outro lado, o número e a localização de sítios 5S e
45S do DNA nuclear ribossomal são consistentes com a hipótese de x=6 como ancestral
no gênero (De Melo & Guerra 2003).
1.3 Os subgêneros de Passiflora
Em 1938 E. P. Killip publicou uma complexa proposição de classificação
infragenérica para Passiflora, dividindo o grupo em 22 subgêneros, compostos por várias
seções e séries. Escobar (1989) adicionou mais um subgênero a esta classificação.
Como alternativa para estes 23 subgêneros (Killip 1938; Escobar 1989), Feuillet e
MacDougal (2003) sugeriram o agrupamento das espécies de Passiflora em apenas
quatro subgêneros: Astrophea (DC.) Mast., Deidamioides (Harms) Killip, Decaloba (DC.)
Rchb. e Passiflora. Estas proposições são baseadas, exclusivamente em caracteres
morfológicos e ecológicos. Trabalhos recentes de sistemática filogenética, utilizando
marcadores moleculares, corroboraram total ou parcialmente a nova classificação
infragenérica do gênero (Muschner et al. 2003; Yockteng & Nadot 2004; Muschner 2005;
13
Hansen et al. 2006). Yockteng e Nadot (2004) reconheceram os quatro subgêneros
propostos e sugeriram a manutenção dos subgêneros Polyanthea, Dysosmia e
Tetrapathea de Killip (1938). Três dos subgêneros propostos por Feuillet e MacDougal
são fortemente sustentados nas diversas análises realizadas por Muschner et al. (2003) e
por Muschner (2005): Passiflora, Decaloba e Astrophea.
Outra evidência significativa da validade dos subgêneros propostos por Feuillet e
MacDougal (2003) diz respeito à herança organelar. Muschner et al. (2006) investigaram
a herança organelar no gênero Passiflora através da análise de quatro marcadores
plastidiais, um mitocondrial e um nuclear em cinco híbridos interespecíficos (quatro com
parentais do subgênero Passiflora e um do subgênero Decaloba). Todos os genomas
mitocondriais apresentaram herança materna. Já a herança do cloroplasto variou de
acordo com os subgêneros: nos híbridos derivados de espécies pertencentes ao
subgênero Passiflora, a herança plastidial é paterna, enquanto no híbrido de espécies do
subgênero Decaloba as evidências indicam transmissão materna.
O subgênero Astrophea abrange 57 espécies de arbustos e lianas lenhosas. As
espécies que o compõem são as mais diferenciadas morfologicamente, guardando
pequena semelhança com as passifloras típicas. A maioria das espécies do grupo ocorre
em regiões de baixa altitude no norte da América do Sul, mas existem registros para o
Brasil, Andes e América Central, esta última com apenas duas espécies, Passiflora pittieri
Mast. e Passiflora tica Gómez-L. & L.D. Gómez (Ulmer & MacDougal 2004). Feuillet e
MacDougal (2003) organizaram este subgênero em duas superseções: Astrophea, com
três seções, e Pseudosastrophea, com duas.
O subgênero Deidamioides é composto por apenas 13 espécies. Em 11 destas,
as flores se originam diretamente das gavinhas, uma característica rara e considerada
ancestral para o gênero. Deidamioides é subdividido em cinco seções, duas das quais
são monoespecíficas. Sua distribuição é sul-americana, localizada no noroeste da
América do Sul. Segundo Ulmer e MacDougal (2004), esta região é o centro de
diversidade do gênero, pois lá são encontradas diversas espécies de Passiflora, além das
pertencentes ao subgênero Deidamioides, de morfologia bastante ancestral.
O subgênero Decaloba contém 214 espécies distribuídas nas Américas do Sul e
do Norte, no sudeste do continente asiático e na Austrália. As espécies de Decaloba
ocorrem desde o nível do mar até 300 metros de altitude. A maioria tem pequeno porte e
hábito escandente, com flores diminutas geralmente brancas ou esverdeadas e frutos
pequenos (Ulmer & MacDougal 2004). Conforme a proposição de Feuillet e MacDougal
(2003), as espécies do subgênero Decaloba estão distribuídas em oito superseções,
14
sendo Decaloba a maior delas, com 120 espécies.
O maior subgênero é Passiflora, com 236 espécies. Morfologicamente, este é o
subgênero que agrupa as espécies tipicamente reconhecidas como pertencentes ao
gênero Passiflora. Sua área de distribuição abrange a metade sul dos Estados Unidos, a
América Central e a América do Sul, exceto seu extremo sul. As espécies de Passiflora
com maior importância econômica, P. edulis Sims, P. ligularis Juss., P. tarminiana
Coppens & V. Barney (no hemisfério norte), P. alata Curtis e P. incarnata (no hemisfério
sul) pertencem a este subgênero. Elas são cultivadas para obtenção do fruto (maracujá)
e extratos para a indústria farmacêutica (Ortega & Schmidt 1995).
1.4 Estudos filogenéticos em Passiflora
A primeira análise filogenética do gênero Passiflora foi realizada por Muschner et
al. (2003), utilizando três marcadores moleculares: os espaçadores internos transcritos do
DNA nuclear ribossomal (nrDNA), ITS1 e ITS2; a região espaçadora plastidial entre os
genes de RNA transportador de leucina e de fenilalanina (trnL-trnF); e o gene plastidial
que codifica a pequena proteína ribossomal 4 (rps4). Foram analisadas 61 espécies,
representando 11 dos 23 subgêneros descritos por Killip (1938) e Escobar (1989). Os
clados resultantes das análises foram compatíveis com a proposição taxonômica de
Feuillet e MacDougal (2003) para os subgêneros de Passiflora, divulgada dois meses
antes da publicação de Muschner et al. Os resultados obtidos neste trabalho também
apontaram a necessidade de continuar a revisão da classificação infragenérica do grupo.
Yockteng e Nadot (2004) utilizaram o gene nuclear que codifica a glutamina
sintase expressa no cloroplasto (ncpGS) como marcador molecular para o
estabelecimento de filogenias das espécies do gênero Passiflora. As autoras sugeriram a
manutenção de oito subgêneros: Astrophea, Deidamioides, Dysosmia, Granadilla,
Plectostema, Polyanthea, Tetrapathea e Tryphostemmatoides, em desacordo com as
proposições Feuillet e MacDougal (2003) e Muschner et al. (2003). Análises
desenvolvidas posteriormente também não corroboraram esta proposição (Muschner
2005).
O relacionamento filogenético entre as espécies do gênero Passiflora também foi
analisado através da seqüência do espaçador plastidial entre os genes de RNA
transportador de treonina e de leucina (trnT-trnL) (Hansen et al. 2006). Foram incluídas
nas análises seqüências de 61 espécies do gênero. Os resultados deste trabalho também
corroboraram a redução do número de subgêneros dos 22 de Killip (1938) para os quatro
de Feuillet e MacDougal (2003).
15
A análise filogenética mais abrangente do gênero Passiflora foi realizada por
Muschner (2005) e conta com 104 espécies, representando 19 dos 23 subgêneros de
acordo com Killip (1938) e Escobar (1989) e os quatro subgêneros de Feuillet e
MacDougal (2003). Foram analisados sete marcadores moleculares, sendo quatro do
genoma plastidial (os genes rbcL e rps4, o íntron do gene trnL e o espaçador intergênico
trnL-trnF), dois do DNA mitocondrial (os introns b/c do gene da subunidade 1 da enzima
NADH desidrogenase, nad1, e d/e do gene da subunidade 5 da NADH desidrogenase,
nad5) e um nuclear, a seqüência parcial do gene que codifica a subunidade 26S do
nrDNA, totalizando 6382 pares de bases (pb). A monofilia dos subgêneros Astrophea,
Decaloba e Passiflora foi fortemente corroborada pelas análises realizadas. Já o
subgênero Deidamioides foi considerado polifilético. Um quinto subgênero,
Trhyphostemmatoides, foi proposto neste trabalho, mas o mesmo foi descartado
posteriormente pela autora, em função de incertezas quanto à correta identificação das
amostras das espécies que o compunham (V.C. Muschner, comunicação pessoal).
Apenas um estudo publicado até o momento enfatizou as relações infra
subgenéricas em Passiflora. Krosnick e Freudenstein (2005) investigaram as relações
entre as espécies da superseção Disemma (subgênero Decaloba), que ocorrem somente
na África e na Ásia. Analisando a morfologia floral e os marcadores moleculares ITS e
trnL-trnF, os autores concluíram que a superseção Disemma é monofilética, formada por
duas linhagens distintas, uma asiática e outra australiana. Além disso, os gêneros
monotípicos Hollrungia K. Schum. e Tetrapathaea (DC.) Rchb. foram incluídos no gênero
Passiflora, embora ainda não posicionados em subgênero algum. Esses resultados foram
corroborados pelo trabalho de Muschner (2005), que incluiu em suas análises espécies
de Decaloba que ocorrem nas Américas.
1.5 Marcadores moleculares para filogenia de plantas
As publicações iniciais de análises filogenéticas em plantas enfocavam questões
taxonômicas supragenéricas, como o relacionamento entre as principais linhagens de
angiospermas. Os primeiros trabalhos, como os de Soltis et al. (1990) e Chase et al.
(1993), utilizaram seqüências de rbcL e os trabalhos subseqüentes, genes como a
subunidade F da enzima NADH desidrogenase (ndhF) e a subunidade β da proteína ATP
sintase (atpB) (Hoot et al. 1995; Kim & Jansen 1995). Com a automatização do processo
de seqüenciamento de DNA, as análises filogenéticas tornaram-se menos dispendiosas e
mais rápidas, o que possibilitou a popularização desta abordagem.
A exploração das informações do genoma nuclear na análise filogenética de
16
plantas teve início com a utilização do marcador nuclear ITS e da subunidade 18S do
nrDNA (Martin & Dowd 1991; Baldwin 1992; 1993; Chaw et al. 1993; Savard et al. 1993;
Suh et al. 1993). A utilização de genes nucleares de cópia única, ou com poucas cópias,
também é vantajosa. Esses genes podem ser particularmente úteis na resolução de
relacionamentos entre espécies próximas, apesar das dificuldades decorrentes do
conhecimento limitado sobre a evolução de famílias gênicas (revisado por Sang 2002).
As seqüências do genoma mitocondrial foram incorporadas posteriormente (Hiesel et al.
1994; Duff & Nickrent 1999; Qiu et al. 1999; 2000; 2001), possivelmente em função de
sua baixa taxa de substituição quando comparadas com as dos genomas nuclear e
plastidial (Wolfe et al. 1987; Muse 2000).
Como as árvores filogenéticas das angiospermas disponíveis na década de 1990
eram congruentes, isto é, apresentavam resultados concordantes mesmo que
construídas a partir de diferentes marcadores, uma nova classificação do grupo, baseada
em análises filogenéticas, foi proposta. Diversos autores, conhecidos como o
“Angiosperm Phylogeny Group” (APG) traduziram os dados filogenéticos disponíveis até
o momento em um sistema de classificação hierárquico, tratando dos níveis de família e
superiores. A primeira versão deste trabalho foi publicada em 1998 e a segunda,
nomeada APG II, em 2003. Desde a publicação destes trabalhos, o volume de
publicações na área cresce cada vez mais, embora grande parte das seqüências de
angiospermas disponíveis em bancos de dados como o GenBank deva-se ao
seqüenciamento do genoma de organismos modelos (Savolainen & Chase 2003).
Para estudos em níveis filogenéticos inferiores, que se tornaram de maior
interesse nos últimos anos, são amplamente utilizadas seqüências não codificadoras do
genoma plastidial, a partir do pressuposto de que regiões não codificadoras têm menos
restrições funcionais que regiões codificadoras e, portanto, podem apresentar maiores
níveis de variação (Gielly & Taberlet 1994; Shaw et al. 2005). Inicialmente, os
marcadores moleculares utilizados foram os espaçadores intergênicos plastidiais trnT-
trnL, trnL-trnF, atpB-rbcL e os íntrons do gene do RNA transportador de lisina (trnK) e da
enzima maturase K (matK) (Johnson & Soltis 1994; Manem & Natali 1995; Kajita et al.
1998; por exemplo). Estas regiões são amplamente utilizadas até hoje, geralmente
associadas a outros marcadores, como os íntrons plastidiais rpl16 (do gene que codifica
a proteína ribossomal L16) e rpS16 (do gene da proteína ribossomal S16) (Meerow et al.
1999; Asmussen & Chase 2001; Goldblatt et al. 2002; Borsch et al. 2003; Arias et al.
2005; Kyndt et al. 2005; van den Berg et al. 2005; Moore & Jansen 2006, entre diversos
outros).
17
Shaw et. al. (2005) realizaram uma extensa revisão comparando a utilidade
filogenética de 21 regiões não codificadoras do cpDNA. Os autores demonstraram que as
taxas evolutivas das regiões estudadas são heterogêneas, mas, ainda assim, há regiões
com taxas significativamente mais altas que as demais, como os espaçadores
intergênicos plastidiais entre os genes do RNA transportador de aspargina e de treonina
(trnD-trnT) e entre o gene da subunidade β da enzima RNA-polimerase (rpoB) e o gene
do RNA transportador de cisteína (trnC). Além disso, eventos de inserção e deleção
correspondem a cerca de 30% dos caracteres potencialmente informativos encontrados
nas seqüências estudadas e, por isso, os mesmos podem ser de grande utilidade em
estudos filogenéticos infragenéricos. A utilidade filogenética dos eventos de inserção de
deleção (indels) também foi assinalada por Kelchner (2000a) e foi demonstrada, entre
outros, através da análise do íntron mitocondrial nad1b/c na família Orchidaceae
(Freudenstein & Chase 2001).
Nos últimos anos, com o número crescente de genomas completamente
seqüenciados, a filogenômica tornou-se mais uma abordagem possível para análises
filogenéticas em plantas e em outros organismos. O termo “filogenômica” compreende
várias áreas de pesquisa cujos principais objetivos são subsidiar estudos de evolução
molecular e inferir relacionamentos interespecíficos com grande quantidade de dados
moleculares. Uma vantagem das análises filogenômicas é que as mesmas permitem a
utilização de, além das seqüências de DNA, características dos próprios genomas, como
seu repertório gênico, a ordem dos genes, a posição dos introns, a distribuição dos
oligonucleotídeos e mudanças genômicas raras (indels, presença de retrotransposons e
fusão e fissão gênicas). Estas características estão menos sujeitas a homoplasias que as
seqüências, sem deixarem de ser informativas (Delsuc et al. 2005; Philippe et al. 2005).
Como as análises filogenômicas servem para a resolução de divergências profundas,
houve tentativas de identificar a angiosperma mais ancestral através da seqüência de
genomas plastidiais completos (Goremykin et al. 2003; 2004; Soltis et al. 2004).
1.5.1 Espaçadores internos transcritos do rDNA nuclear
Os genes que codificam rRNAs, exceto os que codificam o RNA de 5S, estão
presentes em conjunto e em grande número de cópias no genoma dos organismos
eucariotos. Estima-se que o número de conjuntos de genes para rRNA em milho (Zea
mays L.) varie entre 3.000 e 9.000 cópias (Graur & Li 2000). Tais cópias são bastante
similares entre si e estão arranjadas em tandem, constituindo o chamado DNA
ribossomal nuclear (nrDNA). As unidades de repetição do nrDNA são compostas pelos
18
genes que codificam os rRNAs de 18S, 5,8S e 26S, pelos espaçadores internos
transcritos (ITS) e espaçadores externos transcritos (ETS), que separam os genes (figura
2). Espaçadores externos não transcritos (NTS) separam uma unidade de repetição da
outra. O gene que codifica o rRNA de 5S também está presente em múltiplas cópias, mas
não faz parte deste arranjo (Ferreira 2003).
Figura 2. Representação esquemática de uma unidade de repetição do nrDNA, indicando as
regiões gênicas (em cinza) e espaçadoras (branco). As linhas pontilhadas indicam que o
segmento não está representado em toda a sua extensão. O tamanho das barras não é
proporcional ao comprimento das seqüências.
O promotor da transcrição da unidade localiza-se no NTS, na região limítrofe ao
primeiro espaçador externo transcrito. Os espaçadores transcritos, como seu nome
indica, estão presentes, juntamente com os genes de rRNA, no RNA policistrônico gerado
a partir da transcrição de cada unidade de repetição. O pré-rRNA resultante da
transcrição é processado no próprio núcleo da célula para a remoção dos espaçadores e
liberação dos rRNAs maduros (Ferreira 2003). Já foi demonstrado que deleções em
certas regiões de ITS1 inibem a maturação das subunidades maior e menor dos rRNAs.
Além disso, mutações de ponto ou deleções em ITS2 também inibem o processamento
da subunidade maior do rRNA. Assim, há uma forte pressão de seleção agindo para que
estas regiões mantenham-se relativamente conservadas, quando comparadas a
espaçadores intergênicos e aos espaçadores externos não-transcritos (Goel et al. 2002).
Entretanto, ITS1 e ITS2 divergem mais que as subunidades do nrDNA (26S, 18S e 5,8S)
e são variáveis o suficiente para permitir a reconstrução filogenética em níveis
taxonômicos abaixo de família (Baldwin 1995).
As muitas cópias do nrDNA são mantidas similares entre si através de um
processo chamado evolução em concerto. A evolução em concerto é um processo
biológico abrangente – a maioria das famílias gênicas repetitivas examinadas até o
momento sofre sua ação – que se dá através de recombinações de DNA, reparo e
mecanismos de replicação, como “crossing over” desigual entre unidades de repetição e
conversão gênica (Liao 1999; Alvarez & Wendel 2003). Entretanto, há registro de casos
19
em que o nrDNA não evolui em concerto (Harpke & Peterson 2006), não ocorrendo a
homogeneização entre as cópias. Algumas das cópias podem divergir, podendo se tornar
pseudogenes. A não homogeneização das cópias pode ser detectada através de: a) alto
conteúdo de A/T nas seqüências; b) taxas de substituição altas e grande número de
indels em motivos estruturais conservados; c) estrutura de RNA com menor estabilidade
termodinâmica (Mayol & Rosselló 2001; Razafimandimbison et al. 2004; Harpke &
Peterson 2006).
Os primeiros trabalhos de filogenia de plantas utilizando o marcador ITS foram
publicados a partir de 1990 (Baldwin 1992; 1993; Suh et al. 1993) e analisavam as
relações evolutivas entre espécies de Asteraceae. De lá para cá, a popularidade do
marcador aumentou. Uma busca realizada no site PubMed, em janeiro de 2007, com as
palavras-chave “plant”, “phylogeny” e “Internal Transcribed Spacer” recuperou cerca de
300 publicações em revistas internacionais. Em 2003, segundo levantamento realizado
por Alvarez e Wendel, cerca de dois terços dos artigos publicados entre os anos de 1998
e 2002, envolvendo análises filogenéticas em nível taxonômico de gênero ou inferior,
utilizaram este marcador. Ainda segundo estes autores as propriedades que costumam
justificar a ampla utilização das seqüências de ITS são: a) herança biparental, pois é um
marcador nuclear; b) universalidade, pois “primers” que amplificam a região em
organismos que vão desde fungos até angiospermas foram descritos por White et al.
(1990); c) simplicidade, que resulta em facilidade de amplificação, pois o marcador
apresenta numerosas cópias de pequeno tamanho: 500-700 pares de base (Baldwin et
al. 1995) em angiospermas; d) uniformidade intragenômica, devida à evolução em
concerto; e) variabilidade intergenômica: o nível de variabilidade das seqüências é
suficiente para resolver relações genéricas e infragenéricas; e f) poucas restrições
funcionais nas seqüências, o que permite altas taxas de substituição.
Além das vantagens já citadas, o marcador ITS é bastante versátil quanto a suas
aplicações: já foi utilizado com bons resultados na filogenia de famílias (Goertzen et al.
2003; Kyndt et al. 2005; Fior et al. 2006, por exemplo), resolução de complexos
taxonômicos (Goel et al. 2002; Grundt et al. 2004; González & Morton 2005; Devos et al.
2006), taxonomia infragenérica (Adams et al. 2000; Suh et al. 2000; Bellarosa et al. 2005,
Huang et al. 2005; Ellison et al. 2006; Hidalgo et al. 2006) e até mesmo análises de
tempo de divergência (Richardson et al. 2001).
20
1.5.2 Introns do grupo II e sua utilidade filogenética
Introns são segmentos de DNA que interrompem a seqüência codificadora de um
gene, e que, embora transcritos, são removidos da molécula de RNA (Lewin 2001;
Lehmann & Schmidt 2003). As seqüências que flanqueiam os introns, chamadas éxons,
são unidas após a remoção destes. A retirada dos introns pode acontecer através da
ação de um complexo protéico, o “spliceossomo”, ou através do mecanismo de “self-
splicing” (ou autoprocessamento) (Lewin 2001). Os introns são classificados de acordo
com os padrões de sua estrutura de RNA e mecanismos de “splicing”. Segundo Lehman
e Schmidt (2003), são cinco as classes de introns: a) grupo I: encontrados em quase
todos os organismos, exceto eucariotos mais derivados - para sua retirada ocorrem no
mínimo duas reações de transesterificação; b) grupo II: ocorrem principalmente em
organelas de angiospermas – também necessitam de duas reações de transesterificação
para sua retirada, mas as mesmas diferem daquelas dos introns do grupo I; c) introns de
RNAs transportadores do genoma nuclear; d) introns de arqueobactérias; e e) introns de
RNAs mensageiros do DNA nuclear.
Até 2003, eram mais de 200 os introns de grupo II descritos. Eles foram
encontrados em baixa freqüência no genoma mitocondrial de fungos, esporadicamente
no genoma organelar de algas e são numerosos nos genomas organelares de
angiospermas (Michel et al 1989; Lehman & Schmidt 2003). Os introns do grupo II
presentes no genoma plastidial possuem ao menos 500 pb de extensão, o mínimo
estimado para que ocorra o seu processamento. A estrutura secundária deste tipo de
íntron caracteriza-se por seis componentes estruturais irradiados centralmente,
denominados domínios I a VI (Michel et al. 1989). Em cada domínio há regiões em forma
de grampo altamente conservadas e outras, similares a alças, menos conservadas.
As seqüências intrônicas plastidiais são ditas de evolução rápida, pois apresentam
taxas de substituição nucleotídica elevadas e são propensas ao acúmulo de alterações
na sua extensão (Gielly & Taberlet 1994; Downie et al. 1996b; Shaw et al. 2005). As
mutações tipo indel são causadas principalmente por pareamento desigual durante a
replicação do DNA, que ocorre em função do pareamento errôneo de seqüências
repetitivas (mononucleotídicas ou de repetições “em tandem”) em uma única fita da
molécula. Repetições mononucleotídicas, particularmente de A ou T, ocorrem
freqüentemente em DNA plastidial não codificador. Uma estrutura secundária forma-se
nos introns do grupo II quando, em fita simples, repetições invertidas pareiam e formam
grampos e a região não repetitiva entre estas seqüências forma alças. As regiões de alça
estão associadas a “hotspots” para mutações, tanto substituições nucleotídicas como
21
indels. As indels são mais comuns na região terminal da alça, mas podem ocorrer em
qualquer lugar ao longo da estrutura secundária. Como os introns plastidiais do grupo II
são regiões não codificadoras altamente estruturadas e seus elementos evoluem de
maneira não independente, o conhecimento da estrutura secundária das moléculas de
RNA é útil para o alinhamento das seqüências, permitindo acessar melhor as homologias
(Kelchner 2000b; 2002).
Além disso, a taxa de substituição nucleotídica nos introns plastidiais do grupo II é
mais elevada que a taxa média de substituição no genoma plastidial como um todo
(Kelchner 2000b). Entretanto, em função das características da estrutura secundária do
RNA, a probabilidade de uma substituição causar uma mutação não deletéria (e que, por
isso, não seria eliminada na mesma geração em que surgiu) varia consideravelmente
entre as regiões dos introns. Mutação deletéria é, por exemplo, qualquer uma que impeça
a retirada do íntron. Portanto, essa probabilidade está relacionada à estrutura secundária
deste (Downie et al. 1996b).
A ocorrência de alta taxa de substituição e a grande possibilidade do acúmulo de
indels, aliadas ao fato dessas seqüências serem de difícil alinhamento, levaram à
conclusão preliminar de que introns do genoma plastidial não contribuiriam efetivamente
para inferências filogenéticas (Downie et al. 1996a). Entretanto, o grau de conservação
da estrutura secundária nos introns plastidiais do grupo II sugere que a preservação
dessa estrutura é necessária para o funcionamento correto do íntron e a utilidade
filogenética dos introns do grupo II derivaria, então, de sua uniformidade estrutural e
funcional. Além disso, a presença ou ausência de um íntron do grupo II em diversas
linhagens também pode ser usada como informação para o estabelecimento de relações
filogenéticas. O mecanismo de perda do íntron pode envolver transcrição reversa do
gene e sua reintegração na mesma localização do genoma após o processo de retirada
dos introns (Downie et al. 1996b; Wallace & Cota 1996).
Inicialmente, o uso de seqüências de introns plastidiais em estudos filogenéticos
restringiu-se a dois genes de tRNA plastidiais, trnL e trnV (Downie et al. 1996a). Com o
crescimento do interesse pela resolução das relações filogenéticas em níveis
taxonômicos inferiores (infragenéricos), regiões não codificadoras, como os introns do
grupo II passaram a ser consideradas como uma importante fonte de caracteres para a
estimativa desses relacionamentos (Kelchner 2000b; 2002). Diversos estudos recentes
utilizaram este tipo de marcador molecular com sucesso (Kelchner & Cleg 1997; Downie
et al. 2000; Zhang 2000; Hosokawa et al. 2004; Löhne & Borsch 2005; Ronsted et al.
2005; Wanke et al. 2007).
22
1.5.3 rpoC1
A seqüência de DNA plastidial rpoC, análoga ao operon rpoBC da bactéria
Escherichia coli, é composta por dois genes, rpoC1 e rpoC2, e se localiza na maior região
de cópia única do cpDNA da maioria das angiospermas. O gene rpoC1 contém um único
íntron, também referido como rpoC1, e codifica uma proteína análoga à extremidade N-
terminal da subunidade β da RNA polimerase bacteriana. Não ocorre processamento no
gene rpoC2 ou entre rpoC1 e rpoC2 (Hudson et al. 1988; Downie et al. 1996b). No
genoma plastidial de tabaco, o íntron rpoC1 tem 738 pares de bases (Shinozaki et al.
1986).
Downie et al. (1996b) identificaram a presença do íntron rpoC1 em diversas
angiospermas, dentre as quais a briófita Marchantia polymorpha L., a gimnosperma Pinus
thunbergii Parl. e as angiospermas Nicotiana tabacum L. e Spinacia oleraceae L. Os
autores constataram também a ausência do íntron no cpDNA das seguintes espécies
pertencentes ao gênero Passiflora: P. capsularis L., P. helleri Peyr., P. morifolia Mast. e
P. suberosa L., todas pertencentes ao subgênero Decaloba (de acordo com Feuillet &
MacDougal, 2003). Além de Passifloraceae, os autores registram eventos de perda do
íntron rpoC1 no genoma plastidial de membros das famílias Aizoaceae, Fabaceae e
Goodeniacae. As famílias analisadas estão distantes filogeneticamente, de acordo com
classificações morfológicas e moleculares, o que corrobora a hipótese de que tenham
ocorrido eventos independentes de perda do íntron do gene rpoC1 ao longo da evolução
das angiospermas. Recentemente foi publicada uma extensa análise de
presença/ausência do íntron rpoC1 no gênero Passiflora (Hansen et al. 2006). Os autores
relataram a ocorrência da perda do íntron ao menos duas vezes no grupo, ambas dentro
do subgênero Decaloba.
Além da variação de presença/ausência do íntron rpoC1, sua seqüência tem sido
utilizada para o estudo de relações filogenéticas em diversos níveis e grupos
taxonômicos, como a ordem Poales (Katayama & Ogihara 1996), as famílias Cactaceae
(Wallace & Cota 1996) e Apiaceae (Downie et al. 2000), e o gênero Medicago L. (Downie
et al. 1998), além de permitir inferências sobre a separação entre gimnospermas e
angiospermas (Samigullin et al. 1999).
1.5.4 rpl16
O gene plastidial rpl16 codifica a proteína ribossomal L16. Sua extensão é de
aproximadamente 1,4 kilobase (kb). Na maioria das angiospermas, o gene é interrompido
por um íntron de cerca de 1 kb. Em tabaco, o íntron tem precisamente 1.020 pb e está
23
localizado na região análoga aos operons S10 e spc de Escherichia coli (Tanaka et al.
1986).
Assim como rpoC1, o íntron rpl16 enquadra-se na categoria de íntron do grupo II,
de acordo com a classificação proposta por Michel et al. (1989). Campagna e Downie
(1998) realizaram uma verificação sistemática da presença do íntron rpl16 no genoma
plastidial de angiospermas. Foi verificada a ausência deste íntron em algumas espécies
das famílias Geraniaceae, Goodeniaceae e Plumbaginaceae. Na única espécie
pertencente à família Passifloraceae avaliada neste estudo, Passiflora incarnata, o íntron
está presente.
O íntron rpl16 é uma das seqüências de evolução mais rápida no genoma
plastidial, sendo utilizado na estimativa de filogenias nos níveis inter e infragenérico
(Kelchner 2002). Este marcador molecular já foi utilizado com sucesso nas análises
filogenéticas dos seguintes grupos: família Apiaceae e subfamília Apioideae (Downie et
al. 2000); família Poaceae, com ênfase em Bambusoideae (Zhang 2000); ordem Laurales
(Renner 1999); Chusquea Kunth (Poaceae), com ênfase em Bambusoideae (Kelchner &
Clarck 1997) e nos gêneros Fritillaria L. e Lilium L. (ambos de Liliaceae) (Ronsted et al.
2005), além de contribuir para a diferenciação exata das espécies do gênero Papaver L.
(Papaveraceae) (Hosokawa et al. 2004).
Apesar das diversas análises filogenéticas realizadas com o gênero Passiflora até
o momento (Muschner et al. 2003; Yockteng & Nadot 2004; Krosnick e Freudenstein
2005; Muschner 2005; Hansen et al. 2006), algumas questões permanecem obscuras.
Entre estas, destacam-se o “status” taxonômico do subgênero Deidamioides e o
relacionamento entre as espécies de cada um dos subgêneros, classicamente divididos
em inúmeras séries e seções. Interessado nestas indagações remanescentes, nosso
grupo de pesquisa realizou mais uma análise filogenética do grupo. Para tanto, buscamos
marcadores moleculares altamente variáveis e com grande informação disponível,
optando pelo marcador nuclear ITS e pelos íntrons plastidiais do grupo II rpoC1 e rpl16. O
íntron rpoC1, que possui variação de presença e ausência, tem uma seqüência altamente
variável, ainda não utilizada para filogenia no gênero, assim como a do íntron rpl16. Outra
vantagem é que os dados do íntron rpoC1 puderam ser analisados em conjunto com
seqüências de outro íntron do grupo II, o b/c do gene mitocondrial nad1, também obtidas
por nosso grupo de pesquisa. Já para o marcador ITS, há seqüências de diversas
espécies do gênero obtidas por grupos de pesquisa diferentes disponíveis, nunca
24
reunidas em uma análise filogenética conjunta. Além disso, em função da estrutura
secundária conservada dos marcadores, os mesmos se prestam também para estudos
de evolução molecular.
25
2. OBJETIVOS
O objetivo geral do presente estudo foi contribuir para o esclarecimento das
relações filogenéticas entre as espécies do gênero Passiflora L. Como objetivos
específicos teve-se:
1. determinar o grau de diversidade das seqüências estudadas, comparando os
diferentes subgêneros analisados e as porções codificadoras e não codificadoras das
mesmas, se existentes;
2. avaliar a utilidade dos introns do grupo II (rpoC1, rpl16 e b-c do gene nad1) na
resolução do relacionamento evolutivo entre espécies próximas do gênero Passiflora;
3. avaliar a utilidade do marcador molecular nuclear ITS na análise filogenética dos
subgêneros de Passiflora;
4. contribuir para o esclarecimento das relações filogenéticas entre as espécies de cada
um dos subgêneros analisados.
26
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Material vegetal
Foram analisadas espécies do gênero Passiflora cujas amostras estão disponíveis
no Laboratório de Evolução Molecular (LEM) da UFRGS. As amostras (tabela 1) provêm
de coletas realizadas por nossa equipe, bem como do envio por parte de colaboradores:
Dra. Alba Lins (Museu Paraense Emílio Goeldi), Dra. Alessandra Selbach (Universidade
Estadual de Feira de Santana), Dr. Armando Carlos Cervi (Universidade Federal do
Paraná), Dr. Cássio van den Berg (Universidade Estadual de Feira de Santana), Dr.
Cláudio Mondim (Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul), Bel. Fernando
Campos Neto (Universidade Federal de Minas Gerais), Dr. Luís Carlos Bernacci (Instituto
Agronômico de Campinas), Dr. Mark Chase (Royal Botanical Garden, Kew, Reino Unido),
Dr. Marcelo Carnier Dornelas (Universidade de Campinas), Dr. Maurizio Vecchia (Itália),
Dr. Natoniel Franklin de Melo (EMBRAPA, Pernambuco), Dra. Roxana Yockteng
(Universidade de Paris XI, França), Dra. Sophie Nadot (Universidade de Paris XI, França)
e MSc. Teonildes Sacramento Nunes (Herbário da Universidade Estadual de Feira de
Santana). As amostras consistiram de folhas jovens, desidratadas em sílica gel e
pulverizadas com nitrogênio líquido, estocadas em congelador a -20ºC. Sempre que
possível foi confeccionada uma testemunha para depósito em herbário, na grande
maioria das vezes vinculados às Instituições de origem dos respectivos pesquisadores ou
no Herbário ICN, Instituto de Biociências, UFRGS.
27
Tabela 1. Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o desenvolvimento
deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Astrophea P. amoena L. K. Escobar X X
P. candida (P. & E.) Mast. X
P. citrifolia (Juss.) Mast. X
P. haematostigma Mast.
P. kawensis Feuillet X
P. lindeniana Tr. & Pl. X X
P. macrophylla Spruce ex Mast. X
P. pittieri Mast. X X
Decaloba P. capsularis L. X
P. coriacea Juss. X
P. cuprea L. X
P. helleri Peyr. X
P. herbertiana Ker Gawl
P. lancetillensis MacDougal & Meerman X
P. leptoclada Harms X
P. lobbi subsp. ayacuchoensis Skrabal & Weigend X X
P. lobbi subsp. obtusiloba (Mast.) Skrabal &
Weigend
X X
P. micropetala Mast. X
P. misera HBK. X
P. morifolia Mast. in Mart. X
continua
28
Tabela 1 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o
desenvolvimento deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Decaloba P. multiflora L. X
P. murucuja L. X
P. organensis Gardn. X
P. ornithoura Mast. X
P. penduliflora Bertero ex DC. X
P. pohlii Mast. in Mart. X
P. punctata L. X
P. rovirosae Killip X X
P. rufa Feuillet X
P. sanguinolenta Mast. X
P. sexflora Juss. X
P. suberosa L. X
P. tacsonioides Griseb. X
P. talamancensis Killip X
P. tricuspis Mast. in Mart. X
P. truncata Regel X
P. tulae Urban X
P. vespertilio L. X X
P. xiikzodz MacDougal X
continua
29
Tabela 1 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o
desenvolvimento deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Deidamioides P. cirrhiflora Juss. X X
P. deidamioides Harms X X
P. discophora Yorg. & Law X
P. ovalis Vell. X
Passiflora P. actinia Hook X
P. acuminata DC. X X
P. alata Curtis X
P. ambigua Hemsl. X X
P. amethystina Mikan X
P. antioquiensis Karst. X
P. caerulea L. X
P. campanulata Mast. X
P. chrysophylla Chod. X X
P. cincinnata Mast. X
P. coccinea Aubl. X
P. edmundoi Sacco X
P. edulis Sims X
P. eichleriana Mast. X
P. elegans Mast. X
P. exura Feuillet X
continua
30
Tabela 1 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o
desenvolvimento deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Passiflora P. foetida L. X X
P. gabrielliana sp. nova X
P. galbana Mast. X
P. garckei Mast. X
P. gibertii N. E. Brown X
P. glandulosa Cav. X
P. hatsbachii Cervi X
P. incarnata L X
P. ischnoclada Harms X X
P. cf. jervensis X X
P. jilekii Wawra X
P. kermesina Link & Otto X
P. laurifolia L. X
P. ligularis Juss. X
P. loefgrenii Vitta X X
P. luetzelburgii Harms X
P. maliformis L. X
P. mathewsii (Mast.) Killip X X
P. mendoncaei Harms X
P. mixta L. f. X X
continua
31
Tabela 1 (cont.). Tabela1. Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o
desenvolvimento deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Passiflora P. mucronata Lam. X
P. mucugeana T.S. Nunes & L.Paganucci de
Queiroz
X
P. nitida Kunth X X
P. odontophylla Harms ex Glaz. X X
P. palmeri Killip X X
P. pilosicorona Sacco X X
P. platyloba Killip X X
P. quadrangularis L. X
P. racemosa Brot. X X
P. recurva Mast. in Mart. X
P. riparia Mart. X
P. serratifolia L. X
P. serratodigitata L. X
P. setacea DC. X
P. setulosa Killip X
P. sidaefolia M. Roemer X
P. speciosa Gardn. X
P. sprucei Mast. X X
P. tenuifila Killip X
P. trisecta Mast. X
continua
32
Tabela 1 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos para os quais foram obtidas seqüências durante o
desenvolvimento deste trabalho, indicando se as seqüências foram dos marcadores rpoC1 e/ou ITS.
Subgênero, tribo ou
família
Espécie ITS rpoC1
Passiflora P. umbilicata (Griseb.) Harms X
P. urubicensis Cervi X
P. villosa Vell. X
P. vitifolia HBK. X
P. watsoniana Mast. X X
Passifloreae Dilkea johannesii Barb. Rodr. X
Paropsieae Paropsia madagascariensis (Mast.) H. Perrier X
Turneraceae Turnera subulata Sm. X
33
3.2 Extração de DNA
O DNA foi extraído através da técnica descrita por Roy et al. (1992), modificada e
adaptada para espécies de Passiflora. O protocolo executado foi o seguinte: adição de
600 µl de tampão de extração (100 mM TRIS-HCl; 1,4 M NaCl; 20 mM EDTA; 2% CTAB;
0,2% β-mercaptoetanol; 2% PVP 40), 60 µl de β-mercaptoetanol e 6 µl de proteinase K
(10 mg/ml) a 20 mg de material vegetal pulverizado; incubação a 65°C por 30 minutos,
com agitação manual em intervalos de 10 minutos; emulsão com 600 µl de fenol-
clorofórmio (1:1); agitação manual por 10 minutos; centrifugação por 15 minutos a 14000
rpm; recolhimento da fase aquosa e estimativa de seu volume; precipitação do DNA com
um volume de isopropanol e 1/10 do volume de acetato de sódio; armazenagem por 24
horas em congelador a -18°C; centrifugação por 20 minutos a 14000 rpm e descarte do
sobrenadante; dupla lavagem do precipitado com 200 µl de etanol 70°GL; secagem a
temperatura ambiente por 20 minutos; eluição do precipitado em 200 µl de água ultra
pura estéril e tratamento com 2 µl de RNAse (10 mg/ml).
Os produtos de extração foram verificados através de eletroforese horizontal em
gel de agarose 1%, corado com brometo de etídio e visualizado em transiluminador de
luz ultravioleta. Cada amostra foi quantificada através da comparação, em gel, com o
marcador de peso e concentração “Low DNA Mass Ladder” (Invitrogen).
3.3 Amplificações
As seqüências dos marcadores foram amplificadas através da técnica de PCR
(“Polimerase Chain Reaction”), em termocicladores automáticos MJ Res. Inc. e
Eppendorf. Para o marcador rpoC1, foram utilizados dois conjuntos de “primers”,
identificados na figura 3. Com o primeiro, 3´rpoC1 e 5´rpoC1, de tamanho esperado de
fragmento amplificado com 1100 pb (Downie et al. 1996b), obteve-se baixo sucesso nas
amplificações. Por isso, foram desenhados “primers” específicos para o gênero
Passiflora, a partir de seqüências obtidas com o conjunto anterior.
34
Figura 3. Representação esquemática do gene plastidial rpoC1, composto por dois exons e um
íntron, indicando as regiões de anelamento dos primers 5’rpoC1 e 3’rpoC1 (Downie et al. 1996b) e
rpoC1F e rpoC1R, desenhados para o gênero Passiflora.
As reações de PCR para amplificação do marcador ITS foram realizadas com os
“primers” 92 e 75 (White et al. 1990). A utilização destes “primers” possibilitou a
amplificação da região 5,8S do nrDNA, além dos espaçadores ITS1 e ITS2 (figura 4),
com fragmento amplificado esperado em torno de 700 pb. Dimetilsulfóxido (DMSO) foi
adicionado às reações de PCR para evitar a amplificação de cópias menos freqüentes do
nrDNA (Buckler et al. 1997; Fuertes Aguilar et al. 1999).
Figura 4. Representação esquemática de uma unidade de repetição do nrDNA, indicando as
regiões gênicas (em cinza) e espaçadoras (branco), e os “primers” (92 e 75, White et al. 1990)
utilizados para a amplificação do marcador ITS. As linhas pontilhadas indicam que o segmento
não está representado em toda a sua extensão. O tamanho das barras não é proporcional à
extensão das seqüências.
Dois conjuntos de “primers” foram testados para a amplificação do marcador rpl16
em espécies de Passiflora (figura 5). Os “primers” rps3 e L16exon2 (Downie et al. 2000)
amplificam um fragmento com tamanho esperado de 1400 pb, da mesma forma que o
conjunto rpl16F71 e rpl16R1516 (Shaw et al. 2005).
35
Figura 5. rpl16 com primers
Figura 5. Representação esquemática de segmento do genoma plastidial contendo os genes rps3,
rpl16 e rpl14. Os exons estão representados em cinza e o íntron rpl16 em branco. As linhas
indicam regiões intergênicas. As setas representam a direção de amplificação dos “primers”
utilizados: rps3 e L16exon2 (Downie et al. 2000) e rpl16F71 e rpl16R1516 (Shaw et al. 2005).
Os protocolos de amplificação e as seqüências dos “primers” específicos para
cada marcador são listados na tabela 2. Todas as reações de PCR contaram com um
controle negativo, sem adição de DNA, para possibilitar a constatação de eventual
contaminação. As reações de amplificação do marcador rpoC1 tiveram ainda dois outros
controles: Passiflora elegans e Passiflora lobbii subsp. ayacuchoensis, com e sem o
íntron do gene rpoC1, respectivamente.
As reações de PCR foram verificadas através de eletroforese horizontal em gel de
agarose 1%, corado com brometo de etídio e visualizado em transiluminador de luz
ultravioleta. Foram utilizados 3,5 µl do volume total de cada reação, com a adição de 2 µl
de azul de bromofenol (glicerol 20%), para cada verificação.
36
Tabela 2. Protocolos de amplificação e seqüências de “primers” para os marcadores moleculares rpoC1, ITS e rpl16.
Marcador Componentes da Reação de
PCR
Condições de
Amplificação
Seqüências dos “primers” Fonte
rpoC1 Tampão 1X
dNTP 0,2 mM
Primer 5’rpoC1 0,2 mM
Primer 3’rpoC1 0,2 mM
MgCl
2
2 mM
Taq Polimerase 1 U
DNA 50 ng
94°C por 5 min
30 ciclos de:
94°C por 1 min
50°C por 1 min
72°C por 2 min
72°C por 10 min
5’rpoC1
5’
ACGTCTTCCTAGYTAYATHGC
3’
3’rpoC1
5’
AATAGACAYAANACCATCCA
3’
Downie et al.
1996b
rpoC1 Tampão 1X
dNTP 0,2 mM
Primer rpoC1F 0,2 mM
Primer rpoC1R 0,2 mM
MgCl
2
2 mM
Taq Polimerase 1 U
DNA 50 ng
94°C por 5 min
30 ciclos de:
94°C por 1 min
57°C por 1 min
72°C por 2 min
72°C por 10 min
rpoC1F
5’
GAARGCCTAGTATACTKCGA
3’
rpoC1R
5’
AGCTAATTCCAYGCGTCTAACC
3’
ITS Tampão 1X
dNTP 0,2 mM
Primer 92 0,2 mM
Primer 75 0,2 mM
MgCl
2
mM
Betaína 1 M
Taq Polimerase 1 U
DNA 50 ng
94°C por 3 min
27 ciclos de:
94°C por 45 s
63°C por 1 min
72°C por 1 min 30 s
72°C por 10 min
92
5’ AAGGTTTCCGTAGGTGAAC 3’
75
5’TATGCTTAAACTCAGCGGG 3’
White et al. 1999,
modificado neste
trabalho
37
Tabela 2 (cont.). Protocolos de amplificação e seqüência de “primers” para os marcadores moleculares rpoC1, ITS e rpl16.
Marcador Componentes da Reação de
PCR
Condições de
Amplificação
Seqüências dos “primers” Fonte
rpl16 Tampão 1X
dNTP 0,2mM
Primer rps3 0,2mM
Primer L16 exon2 0,2mM
MgCl
2
2 mM
Taq Polimerase 1U
DNA 50ng
94°C por 3 min
30 ciclos de:
94°C por 45 s
58°C por 1 min
72°C por 1 min 30 s
72°C por 10 min
rps3
5’
TTTCCTTTCGAAAAGCAATG
3’
L16 exon2
5’
TCTTCCTCTATGTTGTTTACG
3’
Downie et al.
2000
rpl16 Tampão 1X
dNTP 0,2 mM
Primer rpl16F71 0,2 mM
Primer rpl16R1516 0,2 mM
MgCl
2
2 mM
Taq Polimerase 1 U
DNA 50 ng
94°C por 5 min
30 ciclos de:
94°C por 1min
56°C por 1 min
72°C por 1 min 30 s
72°C por 10 min
rpl16F71
5’
GCTATGCTTAGTGTGTGACTCGTTG
3’
rpl16R1516
5’
CCCTTCATTCTTCCTCTATGTTG
3’
Shaw et al.
2005;
modificado
neste trabalho
38
3.4 Seqüenciamento automático
Para que ocorresse a precipitação de moléculas de “primer” e dNTP não
incorporadas nas reações de amplificação, os produtos de PCR foram purificados com
polietilenoglicol e cloreto de sódio, conforme o protocolo de Dunn e Blattner (1986). O
seqüenciamento dos fragmentos de DNA foi realizado em seqüenciador automático
MegaBACE 1000 (Amersham Biosciences, GE Health Care), conforme os protocolos que
acompanham o equipamento e o “DYEnamic
TM
ET terminator sequencing premix kit”, com
marcação terminal fluorescente. A composição e as condições da reação de
seqüenciamento são apresentadas na tabela 3.
Tabela 3. Composição e condições da reação de seqüenciamento.
Componentes da reação Volume/massa Condições de amplificação
“DYEnamic
TM
ET terminator
sequencing premix”
4 µl
Produto de PCR purificado 40 ng
“Primer”
5 µM
Água estéril completar 10 µl
35 ciclos:
95
o
C por 20s
50
o
C por 15s
60
o
C por 1min
3.5 Análises filogenéticas
3.5.1 Conjuntos de dados
Os conjuntos de dados para as análises filogenéticas foram formados a partir das
seqüências do marcador rpoC1 e do marcador ITS obtidas durante o desenvolvimento do
presente trabalho. Além destas, foram incluídas, para fins de análise, seqüências
depositadas no GenBank para o marcador ITS e de nad1b-c ainda não publicadas,
cedidas por V.C. Muschner. Os números de acesso destas seqüências, bem como os
nomes das espécies, estão listados na tabela 4. Embora as seqüências de ITS geradas
para este trabalho contenham também a região 5,8S do nrDNA, a maioria das
seqüências geradas por outros autores não a contém. Em função disso, a mesma foi
excluída de nossas análises.
Foram analisados numerosos conjuntos de dados. O primeiro consistiu das
seqüências do marcador rpoC1, incluindo o íntron e os exons. Para estas análises foram
utilizadas como grupos externos três espécies: Dilkea johannesii, pertencente à tribo
Passiflorieae (a mesma do gênero Passiflora), Paropsia madagascariensis, da tribo
39
Paropsiae e família Passifloraceae e Turnera subulata, da família Turneraceae, bastante
próxima de Passifloraceae (Cervi 1997; Judd et al. 1999; APGII 2003; Soltis et al. 2005).
Os mesmos grupos externos foram utilizados para as análises filogenéticas das
seqüências do íntron rpoC1 e das seqüências parciais dos exons do gene
separadamente, bem como nas análises com as seqüências dos introns rpoC1 e nad1b-
c. Foi encontrada uma inserção de três pb no éxon 2 do gene rpoC1 nas seqüências de
duas espécies do gênero Passiflora, P. micropetala e P. vespertilio, e em dois dos grupos
externos, Paropsia madagascariensis e Turnera subulata. As seqüências do marcador
rpoC1 foram analisadas também com a exclusão destas quatro espécies, para verificar
possível influência das mesmas na topologia das árvores resultantes.
As demais análises filogenéticas foram conduzidas para cada subgênero em
separado. Esta estratégia foi seguida em função da alta variabilidade dos marcadores,
com indícios de saturação para o marcado rpoC1, que dificultou o alinhamento das
seqüências. Além disso, Muschner et al. (2003) constataram saturação também nas
seqüências de ITS1 e ITS2 quando os subgêneros eram analisados em conjunto. A
estratégia de enraizamento de análises filogenéticas com espécies de outro subgênero já
foi utilizada para Passiflora por Krosnick e Freudenstein (2005), que enraizaram árvores
com espécies da superseção Disemma com espécies do subgênero Deidamioides.
Além de facilitar o alinhamento, realizar as análises por subgênero contribuiu para
a diminuição das distâncias genéticas máximas em cada conjunto de dados. Sabe-se que
grandes distâncias genéticas entre as seqüências levam a erros de alinhamento e de
topologia nas árvores resultantes, sobretudo em alinhamentos que incluem espécies com
diferentes comprimentos de ramos (Simmons & Ochoterena 2000; Ogden & Rosenberg
2006), que é o caso de Passiflora (Muschner 2005). Para resolver este problema,
Simmons e Freudenstein (2003) propuseram incluir o maior número possível de
seqüências no alinhamento, o que também para diminuiria o efeito da atração dos ramos
longos. Entretanto como mesmo com um grande número de seqüências os subgêneros
de Passiflora são marcadamente distintos, foi utilizada a estratégia de incluir o maior
número possível de seqüências e separar os alinhamentos por subgênero.
O subgênero Deidamioides foi escolhido como grupo externo para as análises dos
demais subgêneros isoladamente por mostrar-se basal em outras análises filogenéticas
do gênero Passiflora (Muschner et al. 2003; Muschner 2005) e também por apresentar
um pequeno número de espécies, facilitando o alinhamento entre as seqüências de dois
subgêneros distintos. Além disso, a utilização do subgênero Deidamioides como grupo
externo facilitou as análises das relações entre as espécies do mesmo, uma vez que o
40
subgênero é composto por apenas 13 espécies, das quais contamos com cinco,
representando 38% do total. Para garantir a confiabilidade da estratégia escolhida foram
realizadas análises filogenéticas através do método bayesiano para o marcador ITS
utilizando as demais combinações de subgêneros, Decaloba e Astrophea, Passiflora e
Astrophea e Passiflora e Decaloba (dados não mostrados). Tais análises resultaram em
árvores em que os subgêneros formaram clados distintos. Assim, pode-se concluir que a
separação entre os subgêneros verificada nas análises que tiveram espécies de
Deidamioides como raiz não foi devida aos números amostrais discrepantes, e sim às
diferenças existentes entre as seqüências.
Foram realizadas ainda análises filogenéticas com as seqüências dos marcadores
ITS e rpoC1 concatenadas. Espécies do subgênero Deidamioides foram utilizadas como
grupo externo, uma vez que a abordagem por subgênero mostrou resultados satisfatórios
nas análises para cada marcador isoladamente. Neste caso, o conjunto de dados
continha um percentual elevado de dados faltantes (cerca de 30%). Roure et al. (2007)
relataram a utilização de conjuntos de dados com até 30% de dados faltantes e conjuntos
com até 40% de dados faltantes vêm sendo utilizados sem prejuízo à análise filogenética
e às conclusões obtidas (E. Eizirik, comunicação pessoal). Esta abordagem não pôde ser
utilizada com o subgênero Decaloba, devido à inclusão de diversas seqüências de ITS de
espécies da superseção Disemma, do sudeste asiático, obtidas da literatura (Krosnick e
Freudenstein 2005). Estas espécies, e algumas outras para as quais só dispúnhamos da
seqüência de um marcador foram excluídas do conjunto de dados concatenados porque
representavam, sozinhas, quase 50% de todas as informações.
Por último, seqüências dos introns do grupo II nad1b-c e rpoC1 foram
concatenadas. Nestas análises foram incluídas somente espécies para as quais havia
seqüência dos dois marcadores disponíveis.
41
Tabela 4. Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os marcadores
ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero,
tribo ou
família
Espécie
N° acesso GenBank
ITS1
N° acesso GenBank
ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso GenBank
nad1b-c
Astrophea
P. amoena L. K.
Escobar
- -
-
DQ123214
P. candida (P. & E.)
Mast.
- - DQ521279
DQ123216
P. citrifolia (Juss.)
Mast.
AY210939 AY210920
-
DQ123218
P. haematostigma
Mast.
AY032835 AY032794
-
-
P. lindeniana Tr. & Pl. - - - DQ123221
P. macrophylla Spruce
ex Mast.
AY210944 AY210925
-
DQ123222
P. mansoi (Mart.) Mast. AY102361 AY102381 - -
P. pittieri Mast. - - - DQ123224
Decaloba P. adenopoda DC. - - AY632702 -
P. aurantia G. Forester - - AY632704 -
P. auriculata Kunth - - DQ284532 -
P. biflora Lam. - - AY632705 -
P. capsularis L. AY032837 AY032796 - -
P. cinnabarina Lindl. - - AY632706 -
P. coriacea Juss. AY210940 AY210923 - -
P. cupiformis Mast. - - AY632708 -
continua
42
Tabela 4 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os
marcadores ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero, tribo
ou família
Espécie
N° acesso
GenBank ITS1
N° acesso
GenBank ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso
GenBank nad1b-
c
Decaloba P. cuprea L. AY210941 AY210922 -
P. guatemalensis S. Watson - - DQ087419 -
P. helleri Peyr. AY210942 AY210923 - -
P. herbertiana Lindl. - -- AY632711 -
P. jugorum W.W. Smith - - AY632712 -
P. lancetillensis MacDougal
& Meerman
AY210943 AY210924
-
DQ123242
P. lobata (Killip) J.
MacDougal
- -
AF454808
-
P. lutea L. - - DQ006022 -
P. membranacea Benth. - - AY632701 -
P. mexicana Juss. - - AY632713 -
P. misera HBK. AY032838 AY032797 -
P. moluccana var.
glaberrima (Gagnep.) W.J.
de Wilde
- - DQ284536 -
P. moluccana var.
teysmanniana (Miq.) W.J. de
Wilde
- - AY632714 -
continua
43
Tabela 4 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os
marcadores ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero,
tribo ou
família
Espécie
N° acesso GenBank
ITS1
N° acesso GenBank
ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso GenBank
nad1b-c
Decaloba
P. morifolia Mast. in
Mart.
AY032842 AY032798
-
-
P. multiflora L. AY210945 AY210926 - DQ123211
P. murucuja L. - - AY648559 -
P. organensis Gardn. AY032839 AY032799 - -
P. pohlii Mast. In Mart. AY032840 AY032799 - -
P. punctata L. AY210946 AY210927 - -
P. rubra L. AY032836 AY032795 - -
P. rufa Feuillet AY210948 AY210929 - -
P. sexflora Juss. AY210949 AY210930 - -
P. siamica Craib - - AY632717 -
P. suberosa L. AY032841 AY032800 - -
P. talamancensis Killip - - AF454809 -
P. tricuspis Mast. in
Mart.
AY102348 AY102368
-
-
P. truncata Regel AY102354 AY102374 - -
P. tulae Urban AY102352 AY102372 - -
P. xiikzodz MacDougal AY210950 AY210931 - -
Deidamioides
P. arbelaezii Uribe - - AY632703 -
continua
44
Tabela 4 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os
marcadores ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero,
tribo ou
família
Espécie
N° acesso GenBank
ITS1
N° acesso GenBank
ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso GenBank
nad1b-c
Deidamioides
P. cirrhiflora Juss. - - - DQ123273
P. ovalis Vell. (ex
Tetrastylis ovalis)
AY210955 AY210936
-
DQ123295
Passiflora P. actinia Hook AY032832 AY032791 - DQ123257
P. alata Curtis AY032826 AY032785 - DQ123258
P. ambigua Hemsl. - - - DQ123259
P. amethystina Mikan AY102347 AY102367 - -
P. antioquiensis Karst. - - - DQ123252
P. caerulea L. AY032824 AY032782 - DQ123260
P. campanulata Mast. AY032829 AY032788 - DQ123249
P. cincinnata Mast. AY102363 AY102400 DQ123261
P. edmundoi Sacco AY102351 AY102371 - DQ123262
P. edulis Sims AY032831 AY032790 - DQ123263
P. eichleriana Mast. AY102346 AY102366 - -
P. elegans Mast. AY032833 AY03792 - DQ123264
P. foetida L. - - - DQ123247
P. gabrielliana sp. nova AY210953 AY210934 - -
P. galbana Mast. AY032843 AY032784 DQ123265
P. garckei Mast. AY210952 AY102377 - -
continua
45
Tabela 4 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os
marcadores ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero,
tribo ou
família
Espécie
N° acesso GenBank
ITS1
N° acesso GenBank
ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso GenBank
nad1b-c
Passiflora P. incarnata L AY032830 AY032789 - DQ123266
P. jilekii Wawra AY102360 AY102387 - DQ123267
P. kermesina Link &
Otto
AY032825 AY032783
-
-
P. luetzelburgii Harms - - - DQ123281
P. maliformis L. AY210956 AY210937 - DQ123268
P. mathewsii (Mast.)
Killip
-
-
-
DQ123277
P. miersii Mast. AY102350 AY102370 - -
P. mucronata Lam. AY210951 AY210932 - -
P. palmeri Killip - - - DQ123248
P. platyloba Killip - - AF454798 -
P. quadrangularis L. AY032827 AY032786 - -
P. racemosa Brot. - - - DQ123225
P. recurva Mast. in
Mart.
AY102349 AY102369
-
-
P. reflexiflora Cav. AY210947 AY210928 - -
P. serratifolia L. AY210954 AY210935 - -
P. serratodigitata L. AY210957 AY210938 - -
P. setacea DC. AY102356 AY102376 - -
continua
46
Tabela 4 (cont.). Espécies de Passiflora, classificadas por subgênero, e grupos externos, cujas seqüências foram obtidas no GenBank para os
marcadores ITS1, ITS2 e/ou nad1b-c, e os números de acesso no banco de dados correspondentes.
Subgênero,
tribo ou
família
Espécie
N° acesso GenBank
ITS1
N° acesso GenBank
ITS2
N° acesso GenBank
ITS1, 5,8S e ITS2
N° acesso GenBank
nad1b-c
Passiflora P. setulosa Killip AY032828 AY032787 - -
P. sidaefolia M.
Roemer
AY102353 AY102373
-
DQ123270
P. speciosa Gardn. AY102362 AY102382 - DQ123244
P. sprucei Mast. - - - DQ123271
P. tenuifila Killip AY032823 AY032781 - DQ123272
P. umbilicata (Griseb.)
Harms
-
-
-
DQ123284
P. urubicensis Cervi AY102355 AY102375 -
P. villosa Vell. AY102357 AY102377 - DQ123251
P. vitifolia HBK. - - AF454796 DQ123245
Passifloreae
Dilkea johannesii Barb.
Rodr.
-
-
-
DQ123290
Paropsieae
Paropsia
madagascariensis
(Mast.) H. Perrier
- -
-
DQ123293
Turneraceae Turnera subulata Sm. - - - DQ123296
47
3.5.2 Visualização, alinhamento e caracterização das seqüências
As seqüências foram visualizadas no programa Chromas 2.0 (Technelysium,
Helensvale, Australia). Para os marcadores rpoC1 e nad1b-c, o alinhamento das mesmas
foi realizado manualmente, com auxílio do programa GeneDoc (Nicholas & Nicholas
1997). As seqüências do marcador ITS foram alinhadas automaticamente através do
programa ClustalX (Thompson et al. 1997), com os parâmetros padrão propostos pelos
autores. Os alinhamentos foram refinados manualmente no programa GeneDoc. Os sítios
variáveis e a composição nucleotídica foram estimados no programa MEGA 3.1 (Kumar
et al. 2004). As análises de saturação, através da comparação do número de transições e
transversões, foram realizadas no programa DAMBE (Xia & Xie 2001).
3.5.3 Modelos evolutivos
Os modelos evolutivos utilizados nas análises de “neighbor-joining” e máxima
verossimilhança foram obtidos no programa Modeltest 3.7 (Posada & Crandall 1998).
Para as inferências através de análise bayesiana foram utilizados modelos determinados
pelo programa MrModeltest (Nylander 2004). Os modelos utilizados nas análises foram
aqueles determinados, em ambos os programas, através do “Akaike Information
Criterion” (Posada & Buckley 2004; Kelchner & Thomas 2007). Os modelos evolutivos
selecionados para cada conjunto de dados são apresentados na tabela 5.
48
Tabela 5. Modelos evolutivos (ME) selecionados através dos programas Modeltest e MrModeltest
para os diferentes conjuntos de dados utilizados para as análises filogenéticas.
3.5.4 Análises de distância
As análises filogenéticas através de distância foram realizadas pelo método de
“neighbor joining” (NJ) (Saitou & Nei 1987), no programa PAUP* versão 4.0 (Swofford
1998) para Windows, com modelo evolutivo selecionado no programa Modeltest. As
análises também foram realizadas com os ‘”gaps” de cada conjunto de dados codificados
conforme o modelo proposto por Simmons et al. (2001), implementado no programa
GapCoder (Young & Healy 2003), uma vez que as seqüências dos marcadores rpoC1,
nad1b-c e ITS são ricas em indels. Foram realizadas 1000 replicações de “bootstrap”
(Felsenstein 1985) para cada análise.
3.5.5 Análises de parcimônia
As análises filogenéticas através do método de máxima parcimônia (MP) foram
realizadas no programa PAUP* versão 4.0 para Windows. Foi utilizada busca heurística,
pois o número de taxa nas análises excedeu o número viável para busca exaustiva (onde
todas as árvores possíveis são visitadas pelo programa em busca da mais parcimoniosa),
com adição de taxa passo a passo (“stepwise addition”) e TBR (“Tree Bisection and
Conjunto de dados ME Modeltest ME MrModeltest
íntron e exons rpoC1 GTR+I+G GTR+I+G
íntron rpoC1 K81uf+I+G GTR+I+G
exons rpoC1 GTR+G GTR+G
ITS subgêneros Astrophea e Deidamioides GTR+G GTR+G
ITS subgêneros Decaloba e Deidamioides SYM+G SYM+I+G
ITS subgêneros Passiflora e Deidamioides GTR+I+G GTR+I+G
rpoC1 subgêneros Astrophea e Deidamioides TrN+I GTR+I+G
rpoC1 subgêneros Decaloba e Deidamioides TVM+G GTR+G
rpoC1 subgêneros Passiflora e Deidamioides TVM+I+G GTR+I+G
rpoC1 e ITS subgêneros Astrophea e
Deidamioides
HKY+G HKY+G
rpoC1 e ITS subgêneros Decaloba e
Deidamioides
TrN+I+G GTR+I+G
rpoC1 e ITS subgêneros Passiflora e
Deidamioides
GTR+I+G GTR+I+G
introns nad1b-c e rpoC1 TVM+I+G GTR+I+G
49
Reconection”) como método de rearranjo dos ramos). Foram realizadas 1000 replicações
de “bootstrap” para cada análise.
3.5.6 Análises de máxima verossimilhança
As análises filogenéticas de máxima verossimilhança (ML) foram realizadas no
programa PhyML (Guindon & Gascuel 2003), com árvore inicial gerada pelo método de
“neighbor-joining”. Os modelos evolutivos utilizados foram aqueles determinados pelo
programa Modeltest. No caso de modelos selecionados não implementados no PhyML,
foi utilizado o melhor modelo disponível, de acordo com o arquivo de saída do programa
Modeltest. Foram realizadas 100 replicações de “bootstrap” para cada análise.
3.5.7 Análise bayesiana
As análises filogenéticas através de inferência bayesiana foram realizadas no
programa MrBayes v3.0b4 (Ronquist & Huelsenbeck 2003). As probabilidades a priori das
freqüências dos nucleotídeos, o modelo para variação das taxas de substituição entre os
sítios e o número de tipos de substituição para cada conjunto de dados foram
determinados no programa MrModeltest. Foram utilizadas quatro cadeias de Markov
Monte Carlo (MCMC) para um milhão de gerações a cada análise. As árvores foram
amostradas a cada 100 gerações e o número de gerações necessárias até que cada
parâmetro se tornasse estável (“burn-in”) foi definido após inspeção visual de gráficos
criados no programa Excel (Windows Office), com os valores de “log-likelihood” gerados
pelo programa MrModeltest. Para determinar a probabilidade posterior de cada
bipartição, uma árvore consenso foi construída no programa PAUP, utilizando a regra do
consenso da maioria (“50% majority-rule consensus”).
50
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Amplificação, seqüenciamento, alinhamento e caracterização das seqüências
A proposição inicial do presente estudo incluía a análise de quatro marcadores,
os: espaçadores internos transcritos do DNA ribossomal nuclear, introns de grupo II dos
genes plastidiais rpoC1 e rpl16 e o íntron de grupo II do gene mitocondrial nad1 entre os
exons b-c, em espécies do gênero Passiflora. As análises filogenéticas propostas
visavam elucidar questões infra-subgenéricas ainda não respondidas em outras filogenias
construídas para o gênero e também determinar o potencial de uso destes marcadores
para esclarecer as relações evolutivas entre as espécies do gênero.
Como descrito no item Material e Métodos, foram seguidos protocolos clássicos,
já bem estabelecidos na literatura, para a obtenção das seqüências dos marcadores a
serem analisadas. Além destes, diversos testes foram desenvolvidos para ampliar a
precisão metodológica.
Foram seqüenciadas 95 espécies de Passiflora, além de três grupos externos,
para o marcador rpoC1, e 35 espécies para o marcador ITS sem que ajustes
metodológicos marcantes fossem necessários.
Para as seqüências do íntron do gene rpl16, embora tenham sido empregados
dois conjuntos de “primers”, não foi alcançado sucesso nas amplificações utilizando os
“primers” rps3 e L16exon2 (Downie et al. 2000), nem no seqüenciamento, usando
fragmentos obtidos com os “primers” rpl16F71 e rpl16R1516 (Shaw et al. 2005). Embora
a maioria das reações de amplificação tenham resultado em fragmentos com o tamanho
esperado, cerca de 1400 pb, fragmentos menores foram obtidos em algumas espécies. A
ocorrência destes fragmentos menores foi atribuída a possíveis deleções na seqüência, a
exemplo do que ocorre com outro íntron do grupo II, nad1b-c, no gênero Passiflora
(Muschner 2005). Após o seqüenciamento de algumas amostras contemplando os
diferentes tamanhos de fragmentos obtidos, ficou clara a impossibilidade de utilização
destas seqüências nas análises, pois os eletroferogramas do “primer” rpl16F71 perdiam a
qualidade necessária para o correto “base calling” antes de atingir 300 nucleotídeos
(figura 6). Este problema pode ter sido causado por eventos de inserção ou deleção na
região poliA anterior, referidos como bastante comuns em introns do grupo II (Kelchner
2002). A amplificação e o seqüenciamento do íntron plastidial rpl16 em Passiflora
somente será possível com o desenho de “primers” específicos para estas espécies, bem
como de “primers” internos que garantam a obtenção de toda a seqüência do marcador, o
que deverá ser feito após a finalização desta dissertação. Assim, devido ao pequeno
51
volume de informações obtido para este marcador, ele não foi considerada na análise.
Figura 6. Eletroferograma da seqüência de P. cirrhiflora para o primer rpl16F71, indicando a perda
de qualidade do seqüenciamento após a base 276.
Para o marcador rpoC1, na presença do íntron, foram amplificados
aproximadamente 1200 pb, sendo 50 pb correspondentes ao éxon 1, região anterior à
junção éxon 1/íntron, e 350 pb do éxon 2, na região posterior à junção íntron/éxon 2, com
o conjunto de primers de Downie et al. (1996b). Com a utilização dos “primers”
desenhados por nosso grupo para o gênero Passiflora, descritos neste trabalho, os
fragmentos amplificados apresentaram cerca de 1000 pb, com redução na extensão de
exons amplificada, uma vez que estes “primers” foram desenhados a partir de seqüências
obtidas com os anteriores. Para o marcador ITS, os fragmentos amplificados
apresentaram cerca de 700 pares de bases. A região ITS1 com aproximadamente 280
pb; o gene 5,8S, com 160 pb, e ITS2 com 250 pb. Para o marcador nad1 b-c, as
seqüências utilizadas foram obtidas de Muschner (2005). Informações sobre os
alinhamentos e as seqüências são apresentadas na tabela 3.
52
Tabela 3. Tamanho da seqüência (em pb), extensão do alinhamento, número de sítios variáveis e
porcentagem média de guanina e citosina (G-C) para os marcadores rpoC1 e ITS1 e ITS2 em
diferentes conjuntos de dados.
Marcador Tamanho da
seqüência (pb)
Extensão
alinhamento
Sítios variáveis %G-C
média
rpoC1
exons 316 - 319 319 130 37,1
íntron 740 - 761 837 173 35,9
Astrophea* 1046 -1065 1078 67 36,3
Decaloba* 316 - 1068 1078 83 36,3
Deidamioides* 973-1019 1069 23 36,2
Passiflora* 1056 - 1074 1117 139 36,3
ITS1
Astrophea 275 – 280 288 68 63.7
Decaloba 260 – 278 306 227 52,9
Deidamioides 209 – 272 284 105 62.6
Passiflora 217 – 239 266 139 65,2
ITS2
Astrophea 184 – 200 204 37 65,8
Decaloba 179 – 187 198 118 55,0
Deidamioides 171 – 198 201 49 66,2
Passiflora 164 – 207 218 118 69,1
introns
nad1b-c e rpoC1
1904- 2358
2490
308
47,1
* exons e íntron
Todos os alinhamentos apresentaram um grande número de “indels”, diversos dos
quais com extensão variada entre as espécies. Em função disso tornou-se inviável a
apresentação de uma tabela indicando as inserções e deleções que ocorreram em cada
marcador e espécie. Para fins de publicação, os alinhamentos serão disponibilizados em
um banco de dados “on line” como o TreeBASE.
A extensão dos alinhamentos, bem como o alto número de sítios variáveis
verificados nos conjuntos de dados do marcador ITS estão de acordo com os dados da
literatura, especialmente com os trabalhos de Muschner et al. (2003) e de Krosnick e
Freudenstein (2005), que também utilizaram este marcador para inferências filogenéticas
no gênero Passiflora. O conteúdo de G-C foi menor no subgênero Decaloba que nos
demais. Outros autores já constataram diferenças significativas entre os subgêneros
(Muschner et al. 2003, Mäder 2005) quanto a este parâmetro.
Muscher et al. (2003) verificaram saturação do marcador ITS em Passiflora,
analisando o gênero como um todo. Em nossas análises não encontramos evidência de
saturação para o marcador nos subgêneros Astrophea, Decaloba e Passiflora, somente
no subgênero Deidamioides (figura 7). Esta é uma evidência de que a variação das
seqüências de ITS reside, em grande parte, entre os subgêneros. Em função disso, a
estratégia de análise por subgênero mostrou-se eficiente para evitar problemas
53
decorrentes de saturação. Em trabalhos de genética populacional foi verificada a
existência de variação intraespecífica em seqüências de ITS no gênero Passiflora e a
presença de sítios heterozigotos (Lorenz-Lemke et al. 2005, Mäder 2005, Koehler-Santos
et al. 2006). A presença destes sitos indica que, em uma determinada posição na
seqüência, cópias parálogas do marcador possuem diferentes nucleotídeos e isto é um
indicativo de não homogeneização das cópias. Neste trabalho, adicionamos DMSO às
reações de amplificação de ITS, para impedir a amplificação de cópias presentes em
baixo número, caso presentes. Exceto pelos trabalhos já citados, pouco se sabe sobre a
evolução das cópias parálogas de nrDNA em Passiflora. Uma perspectiva interessante é
a amplificação e posterior clonagem e seqüenciamento das mesmas em espécies de
diferentes subgêneros. Assim, poderão ser esclarecidas quaisquer dúvidas quanto à
validade das informações inferidas para o gênero Passiflora a partir de seqüências de
ITS.
54
a b
c d
Figura 7. Gráficos de transição (s) e transversão (v) em função da distância (F84) obtidos
no programa DAMBE, para o marcador ITS nos subgêneros Astrophea (a), Decaloba (b),
Deidamioides (c) e Passiflora (d). Índices de transversões superiores aos de transições indicam
saturação.
Quanto ao marcador rpoC1, a extensão das seqüências está de acordo com os
dados da literatura (Wallace & Cota 1996, Downie et al. 1998, Downie et al. 2000). Não
foi verificada saturação do marcador no subgênero Passiflora. Já nos subgêneros
Astrophea, Decaloba e Deidamioides o marcador mostrou-se saturado, assim como
quando analisadas todas as seqüências do íntron e dos exons (figura 8).
55
a b
c d
c
e f
g
Figura 8. Gráficos de transição (s) e transversão (v) em função da distância (F84) obtidos no programa
DAMBE, para o marcador rpoC1 (íntron e exons) nos subgêneros Astrophea (a), Decaloba (b), Deidamioides
(c) e Passiflora (d), para os exons (e) e íntron (f) de todas as espécies, e para exons e íntron de todas as
espécies amostradas (g). Índices de transversões superiores aos de transições indicam saturação.
56
Foi verificada uma inserção de três nucleotídeos entre as posições 66 e 69 do
alinhamento do éxon 2 do gene plastidial rpoC1. As amostras foram re-seqüenciadas e a
presença da mesma foi confirmada. A inserção está presente em quatro espécies: P.
micropetala, P. vespertilio, Paropsia madagascariensis e Turnera subulata, e se
apresenta de duas formas: AAA, códon para lisina, em Paropsia madagascariensis e
GAA, códon para glutamina, nas demais espécies. Após busca e alinhamento das
seqüências disponíveis no GenBank, não foram encontradas quaisquer inserções nesta
posição em Amborella trichopoda Baill., uma das angiospermas mais basais segundo
Soltis et al. (2005), nem em Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (da família Brassicaceae),
Cucumis sativus L. (Cucurbitaceae), Gossypium barbadense L. (Malvaceae), Morus
indica L. (Moraceae), Nymphaea Alba L. (Nymphaeaceae), Piper cenocladum C. DC.
(Piperaceae), Ranunculus macranthus Scheele (Ranunculaceae) e Solanum
lycopersicum L. (Solanaceae), todas espécies cujo genoma plastidial já foi
completamente seqüenciado. O fato da inserção não estar presente nas demais espécies
de Passiflora, além de os nucleotídeos inseridos codificarem diferentes aminoácidos
suporta a hipótese de que estas inserções não derivam de um ancestral comum. Devem
ter acontecidos no mínimo três eventos independentes de inserção.
Outra característica marcante dos exons do gene plastidial rpoC1, ao menos das
porções seqüenciadas, é o alto número de substituições nucleotídicas. Os números
médios de substituições sinônimas e não sinônimas corrigidas (dS e dN,
respectivamente) foram estimados no programa Mega 3.1 (dados não mostrados) e
foram aparentemente diferentes entre os subgêneros. O subgênero Astrophea
apresentou valor de dN maior que dS. Entretanto, o desvio padrão desta diferença foi
elevado, provavelmente devido ao pequeno número de espécies deste subgênero na
amostra. Taxas de substituição não sinônimas maiores que sinônimas são indicativas da
ocorrência de seleção natural diversificadora (Nei & Kumar 2000), mas não temos
indícios suficientes para inferir se está ocorrendo seleção diversificadora no segundo
éxon do gene que codifica a maior subunidade da RNA-polimerase plastidial. Outras
espécies do subgênero, bem como a totalidade do éxon, devem ser seqüenciadas para
que possam ser feitas inferências mais fundamentadas sobre o tema.
4.2 Análises filogenéticas
Numa abordagem filogenética, os diferentes autores não chegam a um consenso
sobre qual o melhor método a ser utilizado. Além disso, aparentemente, o que serve para
alguns gêneros não serve para outros. Sabe-se das limitações da análise filogenética por
57
máxima parcimônia como a atração dos ramos longos, por exemplo (Felsenstein 1978,
Schlemeister 2004, Phillippe et al. 2005, entre outros). Quanto aos métodos de distância,
sabe-se das limitações relacionadas ao tamanho das seqüências e a perda de
informação sobre os tipos de substituição (Lacey & Chang 2006, por exemplo). Para a
análise bayesiana, Suzuki et al. (2002) demostraram que os valores de probabilidade
posterior são bastante liberais quando comparados com os de “bootstrap” de análises de
máxima verossimilhança, concluindo que os últimos são mais indicados para acessar a
confiabilidade dos relacionamentos filogenéticos. Por outro lado, a demanda
computacional de análises de máxima verossimilhança é grande, e Alfaro et al. (2003)
demonstraram que estimativas de probabilidade posterior através de MCMC são um bom
preditor de confiabilidade de relacionamentos filogenéticos e que em alguns casos
suportam topologias corretas com altos valores de suporte uilizando análiises com menor
número de caracteres do que os necessários em análises de máxima verossimilhança.
Desta forma, optou-se neste trabalho por realizar análises filogenéticas através de quatro
métodos: distância (“neighboor joining”), máxima parcimônia, máxima verrossimilhança e
análise bayesiana. Nem todas as árvores geradas nas diferentes análises serão
apresentadas, embora seus valores de suporte sejam eventualmente citados.
De toda a forma, nossos resultados foram interpretados com cautela e sempre
buscamos suporte para nossas conclusões taxonômicas em características morfológicas.
4.3 Análises filogenéticas: subgênero Astrophea
As análises filogenéticas do subgênero Astrophea realizadas com as seqüências
de ITS confirmaram a monofilia do grupo, apresentando valores de “bootstrap” (BS)
referentes aos diferentes métodos de análises utilizados entre 93 e 100 e probabilidade
posterior (PP) 1,00 (figuras 9 e 10). Esse resultado está de acordo com o obtido nas
filogenias do gênero já publicadas (Muschner et al. 2003; Yockteng & Nadot 2004;
Muschner 2005; Hansen et al. 2006). Nossas análises contaram com duas espécies da
superseção Pseudoastrophea, seção Pseudoastrophea, P. haematostigma e P. mansoi.
Em todas as árvores filogenéticas geradas por estas análises as duas espécies formaram
um clado (BS ≥ 98 PP 1,00). As espécies pertencentes à superseção Astrophea não
formaram um clado em nenhuma das árvores. Já as espécies P. citrifolia (da seção
Capreolata, superseção Astrophea) e P. candida (seção Pseudoastrophea, superseção
Pseudoastrophea) formaram um agrupamento em todas as árvores obtidas (BS > 80 PP
1,00). Os dois agrupamentos (P. haematostigma e P.mansoi, P. citrifolia e P. candida)
formaram um grupo com valores de suporte entre 59 e 99 (BS) e 0,95 (PP). Em todas as
58
árvores geradas para este marcador, exceto na obtida por máxima parcimônia, P.
macrophylla (superseção Astrophea, seção Astrophea) é o taxon irmão do referido grupo.
O subgênero Astrophea teve sua monofilia confirmada também na maioria das
análises realizadas com os conjuntos de dados do marcador plastidial rpoC1. A análise
somente com espécies de Astrophea, mais espécies do subgênero Deidamioides como
grupo externo, contaram com um conjunto de espécies composto por P. candida, P.
citrifolia, P. macrophylla, P. kawensis (superseção Pseudoastrophea, seção
Pseudoastrophea) P. amoena (superseção Pseudoastrophea, seção Botryastrophea), P.
pittieri (superseção Astrophea, seção Capreolata) e P. lindeniana (superseção Astrophea,
seção Astrophea), diferente, portanto, do analisado para o marcador ITS. (figura 11). Nas
análises realizadas com a seqüência total do marcador (íntron mais seqüências parciais
dos exons) (figura 12) o subgênero mostrou-se monofilético (BS 58-71 PP 0,99). O
agrupamento entre P. candida e P. citrifolia foi verificado em todas as árvores, embora
com baixos valores de suporte em alguns casos. Nas análises com seqüências parciais
do marcador (só o íntron, ou os dois éxons) (figuras 13 e 14) o subgênero só não teve a
monofilia confirmada nas análises de MP para os exons e de MP e NJ para o íntron
(árvores não mostradas). Atribuímos o resultado, que não se restringiu a este subgênero,
ao pequeno tamanho das seqüências. Quando a seqüência total do marcador foi
analisada somente para Astrophea, o subgênero mostrou-se monofilético (PP 1,00). Em
nível infra-subgenérico, o único relacionamento filogenético constante foi o de P. candida
e P. citrifolia, pertencentes a diferentes seções botânicas. Estes dados estão de acordo
com os resultados obtidos para ITS. Não houve resolução interna suficiente para que
inferências sobre o “status” taxonômico das seções botânicas nas análises realizadas
com o marcador rpoC1 pudessem ser feitas.
Por último, nas análises realizadas com as seqüências dos marcadores ITS e
rpoC1 concatenadas, o subgênero Astrophea também se mostrou monofilético (PP 1,00)
(figura 15). A presença de P. citrifolia (seção Capreolata, superseção Astrophea),
agrupada com P. candida e P. amoena (superseção Pseudoastrophea) fez com que
ambas as superseções fossem consideradas polifiléticas. O agrupamento de P. candida e
P. citrifolia também foi verificado nas análises de Muschner (2005), o que o reforça ainda
mais, pois esta autora utlizou mais de 6000 pb e sete marcadores em suas análises. As
espécies P. lindeniana e P. macrophylla (ambas da seção Astrophea, superseção
Astrophea) estão na base do subgênero, como grupos irmãos de um agrupamento com
baixo suporte estatístico (PP 0,59) formado pelas demais espécies. Neste grupo mais
amplo localiza-se o agrupamento entre P. haematostigma e P. mansoi (ambas da seção
59
Pseudoastrophea, superseção Pseudoastrophea). Entretanto, uma vez que só obtivemos
seqüências de ITS para estas espécies, o agrupamento deveu-se a um marcador apenas
e precisa ser considerado com cautela. As outras duas espécies da seção Astrophea
ficaram distanciadas nas árvores filogenéticas: P. kawensis ocupou uma posição basal
dentro do agrupamento amplo e P. candida permaneceu junto a P. citrifolia e P. amoena
(PP 0,98 e 0,57, respectivamente). P. pittieri apresentou-se como basal no mesmo
agrupamento de baixo suporte estatístico, ao lado de P. kawensis, bastante distanciada
de P. citrifolia, a outra espécie da seção Capreolata (superseção Astrophea) incluída nas
análises.
A superseção Astrophea é composta por três seções segundo Feuillet e
MacDougal 2003: Astrophea, Capreolata e Leptopoda, esta última com apenas duas
espécies e não representada em nossas análises. P. lindeniana e P. macrophylla foram
as representantes da seção Astrophea no presente estudo. As duas espécies
posicionaram-se na base do subgênero, embora não agrupadas, nas árvores
filogenéticas resultantes dos dados concatenados. Esta seção é caracterizada pelo hábito
arbóreo ou escandente das plantas, além da ausência de gavinhas (Ulmer & MacDougal
2004), sugerindo que este hábito seja ancestral no grupo (Muschner 2005). A seção
Capreolata, representada por P. citrifolia e P. pittieri, também teve suas espécies em
agrupamentos distintos. Entretanto, a qualidade da descrição da espécie P. citrifolia, feita
por Killip, é questionada por Ulmer e MacDougal (2004). Não foram encontradas na
literatura informações morfológicas que justificassem o agrupamento de P. candida, P.
amoena e P. citrifolia. Por exemplo, P. amoena apresenta pétalas vermelhas e corona de
filamentos amarela, enquanto P. citrifolia e P. candida têm flores branco-esverdeadas
(Ulmer & MacDougal 2004). As espécies têm, portanto, diferentes polinizadores.
A superseção Pseudoastrophea é composta pelas seções Pseudoastrophea e
Botryastrophea. As espécies da seção Botryastrophea são trepadeiras com gavinhas e
ocorrem na região da bacia Amazônica. Suas flores têm tons entre cor de laranja e
vermelho, além de corona de filamentos reduzida, sendo presumivelmente polinizadas
por beija-flores. Botryastrophea é composta por duas séries, Botryastrophea e Carnae,
diferenciadas morfologicamente pela localização dos nectários extraflorais nas folhas
(Ulmer e MacDougal 2004). P. amoena (série Carnae) foi a única representante da seção
incluída em nossas análises. A espécie ocorre nas Guianas e no Suriname e tem como
sinapomorfia a produção de flores em racemos a partir de galhos bastante curtos e
lignificados, ou até mesmo no caule. Segundo Feuillet (2002), P. amoena é bastante
próxima de P. fuchsiiflora Hemsl., espécie ainda não incluída em análises filogenéticas.
60
Não é possível excluir a hipótese de que o agrupamento de P. amoena com P. candida e
P. citrifolia tenha sido um artefato, ocasionado por ser esta a única amostra da seção
analisada. Por outro lado, a presença de P. pittieri (seção Capreolata, superseção
Astrophea) no agrupamento reforçou a condição polifilética da superseção
Pseudoastrophea.
As análises evidenciaram que as superseções Pseudoastrophea e Astrophea não
são grupos naturais, bem como as seções analisadas. Como foram amostradas nove das
57 espécies deste subgênero (cerca de 20%), cabe registrar que não é possível descartar
a hipótese de que alguns agrupamentos tenham se formado pela ausência de
amostragem de espécies intermediárias. De qualquer maneira, faz-se necessária uma
revisão taxonômica das superseções e seções do subgênero Astrophea (Ulmer &
MacDougal 2004), além da inclusão de mais espécies deste subgênero em futuras
análises filogenéticas.
61
Figura 9. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador ITS obtida através dos
métodos de NJ, ML e inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de:
“bootstrap” ML/probabilidade posterior. Os valores abaixo indicam “bootstrap” NJ e “bootstrap” NJ
com indels codificados. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis
pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais espécies, ao subgênero Astrophea.
62
Figura 10. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador ITS obtida através dos
métodos de MP. Os números sobre os ramos indicam valores de “bootstrap”. P. arbelaezii, P.
cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As
demais espécies, ao subgênero Astrophea.
63
Figura 11. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador rpoC1 obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P.
cirrhiflora, P. deidamioides e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais espécies,
ao subgênero Astrophea.
64
Figura 12. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador rpoC1 obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior.
65
Figura 13. Árvore filogenética baseada nas seqüências do íntron do gene plastidial rpoC1 obtida
através de inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade
posterior.
66
Figura 14. Árvore filogenética baseada nas seqüências parciais dos exons do gene plastidial
rpoC1 obtida através de inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de
probabilidade posterior.
67
Figura 15. Árvore filogenética baseada nas seqüências dos marcadores ITS e rpoC1 obtida
através de inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade
posterior. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao
subgênero Deidamioides. As demais espécies, ao subgênero Astrophea.
68
4.4 Análises filogenéticas: subgênero Decaloba
O subgênero Decaloba mostrou-se monofilético em todas as análises filogenéticas
realizadas com o marcador ITS, com altos valores de suporte (BS 100 PP 1,00) (figuras
16, 17 e 18). Na base do subgênero se localizaram as espécies P. lancetillensis e P.
membranacea, representantes das superseções Pterosperma e Hahnopathantus,
respectivamente. A seguir, as espécies da seção Bryonioides, P. adenopoda, P. lobata e
P. morifolia, formaram um agrupamento com alto suporte estatístico (BS 100 PP 1,00). P.
rufa, P. truncata e P. auriculata, da superseção Auriculata, compuseram grupo com
suporte alto (BS 96 PP 1,00), assim como as duas subespécies de P. lobbii, da
superseção Multiflora. Estas cinco espécies formaram um agrupamento também bastante
robusto (PP 1,00). Na base de um agrupamento com suporte mediano (PP 0,71) esteve
P. multiflora, outra espécie da superseção Multiflora. As espécies da superseção
Disemma, passifloráceas do sudeste da Ásia, formaram um agrupamento monofilético
(BS 89 PP 1,00), o que está de acordo com os resultados das análises filogenéticas
realizadas por Krosnick e Freudenstein (2005), que utilizaram somente o método de
máxima parcimônia. Dentro da superseção Disemma, formou-se um agrupamento com P.
aurantia, P. herbertiana e P. cinnabarina, espécies que ocorrem na Austrália, e outro com
P. jugorum como taxon irmão (PP 1,00) dos agrupamentos de P. moluccana var.
glaberrima, P. siamica, P. moluccana var. teysmanniana, espécies que ocorrem na China,
e P. henryi e P. cupiformis . Em um grande grupo, de baixo suporte estatístico (PP 0,51),
localizaram-se as espécies da superseção Cieca, P. coriacea, P. xiikzodz e P. suberosa,
reunidas entre si com alto suporte (BS 100 PP 1,00). Esse agrupamento foi identificado
como grupo irmão das diversas espécies da superseção Decaloba do grande grupo.
Dentro desta superseção destacaram-se dois agrupamentos também com elevado
suporte. O primeiro incluiu somente espécies da seção Decaloba, enquanto o segundo
compreendeu espécies das seções Decaloba e Xerogona.
Nas análises do subgênero Decaloba através das seqüências do marcador
plastidial rpoC1 (íntron e exons) o mesmo compôs, como esperado, um grupo
monofilético (BS 72 PP 0,98) (figura 12). P. lancetillensis mostrou-se como espécie irmã
das espécies restantes do subgênero. P. morifolia, única representante da superseção
Bryonioides para este marcador e P. multiflora, da superseção Multiflora, estiveram na
base do agrupamento das demais espécies. Entretanto, este resultado só foi verificado
através de análise bayesiana. As espécies de P. lobbii, também da superseção Multiflora,
compuseram agrupamento (PP 0,83) com P. rufa e P. truncata, da superseção Auriculata,
e com as espécies da superseção Cieca (BS 100 PP 0,99). A superseção Decaloba
69
formou um clado (PP 0,53) com dois agrupamentos internos, um deles composto
somente por espécies da seção Decaloba e o outro por espécies das seções Xerogona
(P. capsularis, P. rovirosae e P. sanguinolenta) e Decaloba (P. sexflora).
Somente duas espécies amostradas para o subgênero Decaloba apresentaram o
íntron plastidial rpoC1: P. lancetillensis e P. multiflora. Nas análises filogenéticas
realizadas somente com a seqüência intrônica, exceto na análise de máxima parcimônia,
que não teve resolução suficiente para separar os subgêneros, ambas as espécies
compuseram um agrupamento de suporte baixo (PP 0,58) (figura 13). Quando somente
as seqüências parciais dos exons do gene rpoC1 foram analisadas, P. lancetillensis
localizou-se na base do subgênero Passiflora (figura 14). Já P. multiflora e P. morifolia
situaram-se na base do subgênero Decaloba. O agrupamento entre as espécies das
superseções Auriculata e Cieca, mais P. lobbii da seção Multiflora, repetiu-se (PP 0,89).
P. cupraea surgiu como taxon irmão das demais espécies da superseção Decaloba,
embora com baixo suporte estatístico. O agrupamento composto por P. capsularis, P.
sanguinolenta, P. rovirosae e P. sexflora, das seções Decaloba e Xerogona, repetiu-se.
As demais espécies da seção Decaloba completaram este agrupamento.
As análises filogenéticas com as seqüências dos marcadores ITS e rpoC1
concatenadas, que contaram com um menor número de espécies, também confirmaram
a monofilia do subgênero (figura 20). P. lancetillensis, P. membranacea, P. morifolia e P.
multiflora apareceram na base do subgênero. O agrupamento das subespécies de P.
lobbii se repetiu, bem como de P. rufa e P. truncata, e das quatro juntas, unindo espécies
das superseções Auriculata e Multiflora. As espécies da superseção Cieca, que têm
flores apétalas, formaram novamente clado com alto valor de suporte (PP 1,00), assim
como as espécies da superseção Decaloba (PP 0,99). Nesta, mais uma vez a maioria
das espécies das seções Decaloba e Xerogona esteve reunida em um mesmo
agrupamento interno (PP 0,99).
P. lancetillensis, única representante da seção Pterosperma incluída no presente
trabalho, foi descrita recentemente, assim como a seção da qual faz parte (MacDougal &
Hansen 2003). Além de P. lancetillensis, compõem esta seção as espécies P.
microstipula L. Gilbert & J.M. MacDougal, P. pedicellaris J.M. MacDougal e P.
eueidipabulum S. Knapp & Mallet. A seção Pterosperma é considerada rara e se
caracteriza pelos múltiplos nectários no pecíolo, pelo pólen hexa-colpado, com opérculo
secundário, e pela inflorescência cimosa com três brácteas no pedicelo (MacDougal &
Hansen 2003). As análises filogenéticas de Muschner et al. (2003) e Muschner (2005)
incluíram P. lancetillensis e P. microstipula. Em ambos os conjuntos de análises, estas
70
espécies formaram um agrupamento com alto suporte, na base do que hoje é
reconhecido como subgênero Decaloba. Também no trabalho de Hansen et al. (2006), P.
microstipula e P. lancetillensis foram incluídas no subgênero Decaloba. O fato de P.
lancetillensis ter se posicionado na base do subgênero Passiflora na análise realizada
com conjuntos de dados do marcador rpoC1 parece ser um artefato técnico devido ao
fato de que esta espécie foi a única representante amostrada de sua superseção e se
localiza na base do subgênero Decaloba nas demais análises.
A superseção Bryonioides é composta por 20 espécies, das quais amostramos
apenas três (~10%). Ela é caracterizada pela presença de tricomas em forma de gancho,
além de estípulas conspícuas, o que não é comum no subgênero Decaloba, e suas
espécies ocorrem no sul do México e norte da América Central (Ulmer & MacDougal
2004). Os resultados de nossas análises, bem como os de Krosnick e Freudenstein
(2005) indicaram a monofilia do grupo, que também é bem sustentada por sua morfologia
diferenciada dentro do subgênero.
A superseção Disemma teve sua monofilia confirmada nas análises do marcador
ITS. No presente trabalho foram utilizadas as seqüências obtidas por Krosnick e
Freudenstein (2005), uma vez que as espécies ocorrem somente no sudeste da Ásia. Os
resultados aqui obtidos foram similares aos destes autores, embora aqui tenham sido
utilizados outros métodos de análise filogenética que não só a máxima parcimônia.
Dentre os agrupamentos internos desta superseção destacou-se o formado por P.
siamica e P. moluccana var. glaberrima, espécies com desenvolvimento floral anômalo
(Krosnick et al. 2006). O não agrupamento das duas variedades de P. moluccana,
também observado por Krosnick e Freudenstein (2005), além de diferenças em seus
desenvolvimentos florais, lança dúvidas sobre a atual classificação da espécie.
Recomendamos a revisão taxonômica cuidadosa das variedades desta espécie, bem
como de P. siamica.
Nas análises de Krosnick e Freudenstein (2005), P. multiflora foi apontada como
taxon irmão da superseção Disemma. Esta conclusão pode ter sido influenciada pela
sub-amostragem de espécies de outras superseções. Em nosso trabalho não foi possível
identificar o grupo irmão desta seção, uma vez que a mesma se localiza em um grande
agrupamento composto também pelas superseções Cieca e Decaloba, embora P.
multiflora tenha ficado na base deste agrupamento nas análises a partir do marcador ITS.
A superseção Cieca foi identificada como monofilética nas análises realizadas
neste trabalho, assim como por Muschner (2005) e Krosnick e Freudenstein (2005). A
principal característica morfológica das espécies desta superseção é a ausência de
71
pétalas (Ulmer & MacDougal 2004), que se mostra uma sinapomorfia capaz de definir um
agrupamento monofilético.
A monofilia da superseção Decaloba, a maior das superseções do subgênero
Decaloba, verificada em nossas análises, também foi evidenciada nas árvores
filogenéticas da tese de Muschner (2005), embora nestas P. multiflora se apresente como
espécie irmã desta superseção. Já a monofilia de suas duas seções, Xerogona e
Decaloba, é questionável, uma vez que P. sexflora e P. lutea, de Decaloba,
apresentaram-se agrupadas com as demais espécies de Xerogona. Esta seção é
pequena, apenas 13 espécies, e se caracteriza pelo fruto tipo cápsula e pela ausência de
brácteas e de nectários na lâmina foliar. P. sexflora e P. lutea também não têm nectários
na superfície de suas folhas, mas apresentam brácteas (eventuais em P. lutea) (Ulmer &
MacDougal 2004). Por isso, recomendamos a inclusão destas duas espécies na seção
Xerogona, para que as duas seções correspondam a agrupamentos naturais.
P. micropetala e P. vespertilio formaram um agrupamento em todas as análises
filogenéticas nas quais foram incluídas. Ambas pertencem à seção Decaloba da
superseção Decaloba e P. micropetala é às vezes confundida com P. biflora, por suas
morfologias similares. Segundo Killip (1938), P. micropetala apresenta flores brancas,
folhas semi-orbiculares e duas fileiras de filamentos na corona. O tipo desta espécie foi
coletado no estado do Amazonas, Brasil. Há mais registros de ocorrência para P.
vespertilio, que ocorre em terras de baixa altitude na Colômbia, no Equador, em Trinidad
e Tobago, no Peru, na Bolívia e no Brasil. Suas flores também são brancas e o formato
das folhas lembra um morcego de asas abertas. Os filamentos da corona são conados
(unidos na base), formando uma membrana (Ulmer & MacDougal 2004). P. micropetala e
P. vespertilio são as duas espécies do gênero Passiflora de nossa amostra que
apresentaram a inserção de um códon na seqüência do éxon 2 do gene plastidial rpoC1.
As análises filogenéticas para o marcador rpoC1 realizadas sem as seqüências que
continham esta inserção não mostraram diferenças marcantes quanto ao agrupamento
das espécies de cada subgênero (figura 21). As alterações nas árvores dizem respeito ao
posicionamento de Dilkea johannesii. Quando analisada em conjunto com Paropsia
madagascariensis e Turnera subulata (que também apresentam a inserção no éxon 2), D.
johannesii e P. madagascariensis localizaram-se, em algumas árvores, dentro do
agrupamento das espécies de Passiflora. Acredita-se que este resultado seja incorreto,
uma vez que em todas as demais análises filogenéticas de Passiflora em que foi utilizada
como grupo externo esta espécie nunca teve sua inclusão no gênero Passiflora
evidenciada (Muschner 2005, Hansen et al. 2006). Além disso, nas análises em que foi a
72
única espécie utilizada como grupo externo D. johnnesii colocou-se como grupo irmão do
subgênero Passiflora, conforme esperado. Atribuímos estas alterações no
posicionamento dos grupos externos à saturação do marcador, que teria se refletido
principalmente nas espécies mais divergentes do grupo analisado, aproximando-as
erroneamente das demais devido às múltiplas substituições em um mesmo sítio.
Finalmente, faz-se necessário discutir a presença do íntron do gene plastidial
rpoC1 em apenas duas das espécies do subgênero Decaloba amostradas. Hansen et al.
(2006) publicaram, durante o desenvolvimento deste trabalho, um extenso levantamento
da presença ou ausência do íntron rpoC1 nas espécies do gênero Passiflora, totalizando
136 espécies analisadas. A presença do íntron foi verificada em todas as espécies dos
subgêneros Astrophea, Deidamioides e Passiflora, além de em sete espécies do
subgênero Decaloba: P. aurantia G. Forester, P. herbertiana (superseção Disemma), P.
microstipula L.E. Gilbert & J.M. MacDougal e P. lancetillensis (superseção Pterosperma),
P. membranacea, P. hahnii (E. Fourn.) Mast. e P. guatemalensis S. Watson (da
superseção Hahniopathanthus). Os autores rejeitaram a hipótese de uma única perda do
íntron rpoC1 no gênero Passiflora e propuseram pelo menos dois eventos de perda do
mesmo. Os resultados aqui apresentados corroboram a hipótese de que houve mesmo
mais de um evento de perda deste íntron, pois as espécies do subgênero que o possuem
não são espécies irmãs, exceto nas análises que contaram somente com a seqüência
intrônica. Assim, somente a presença ou ausência do íntron rpoC1 não serve para o
estabelecimento de relações evolutivas no gênero Passiflora, provavelmente nem no
subgênero Decaloba, embora a aquisição e a perda de introns tenham tido sua utilidade
filogenética comprovada em outros grupos de plantas, como o gênero de gimnospermas
Cycas (Regina et al. 2005), e o próprio íntron rpoC1 na subfamília Cactoideae
(Cactaceae) (Wallace & Cota 1996). Por isso, faz-se importante o estudo caso a caso,
como foi feito no presente estudo, da possibilidade ou não de uso deste tipo de caráter
em análises filogenéticas
73
Figura 16. Árvore filogenética baseada na seqüência do marcador ITS obtida através de inferência
bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P. arbelaezii,
P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As
demais espécies, ao subgênero Decaloba.
74
Figura 17. Árvore filogenética baseada na seqüência do marcador ITS obtida através de ML. Os
números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P.
deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais
espécies, ao subgênero Decaloba.
75
Figura 18. Árvore filogenética baseada na seqüência do marcador ITS obtida através de MP. Os
números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P.
deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais
espécies, ao subgênero Decaloba.
76
Figura 19. Árvore filogenética baseada na seqüência do marcador rpoC1 obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P.
cirrhiflora, P. deidamioides e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais espécies,
ao subgênero Decaloba.
77
Figura 20. Árvore filogenética baseada nas seqüências dos marcadores ITS e rpoC1 obtida
através de inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade
posterior. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao
subgênero Deidamioides. As demais espécies, ao subgênero Decaloba.
78
Figura 21. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador rpoC1 obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior.
79
4.5 Análises filogenéticas: subgênero Passiflora
O subgênero Passiflora mostrou-se monofilético nas árvores filogenéticas obtidas
através de diversos métodos com as seqüências do marcador nuclear ITS (BS 100 PP
0,99) (figura 22). Em sua base, situou-se um agrupamento formado por P. chrysophylla,
P. foetida, P. palmeri e P. pilosicorona (PP 0,95). Este agrupamento parece ser o grupo
irmão do restante do subgênero. P. glandulosa localizou-se em uma posição basal no
agrupamento seguinte, ou dentro do mesmo, assim como P. cincinnata. Ambas as
espécies ficaram próximas de P. reflexiflora e P. sprucei (BS 84-91 PP 0,96), mais P.
quadrangularis e P. setulosa e P. hatsbachii (BS 79-87 PP 1,00). P. edulis e P. incarnata
também estiveram, eventualmente, presentes nesse agrupamento, ambas sempre
associadas entre si (BS 83-94 PP 1,00). Na base do agrupamento seguinte se
encontraram P. gabrielliana, associada a P. cf jervensis nas análises de distância, e P.
odontophylla. A seguir, P. acuminata e P. nitida (PP 1,00) ficaram associadas a P.
ambigua, P. racemosa, P. alata e P. laurifolia (PP 0,91), além de P. cf. jervensis (PP
0,99), em grupo com baixa resolução interna. P. mucugeana e P. recurva formaram um
agrupamento com suporte mediano (BS 52 PP 0,79), e se associaram a P. odontophylla
nas análises de distância. Um agrupamento consistente (BS 96-99 PP 0,99) foi verificado
entre P. mathewsii, P. mixta (associadas entre si BS 100 PP 1,00) e P. urubicensis (BS
84-85 PP 0,99), mais P. mailiformis, P. serratodigitata e P. setacea (BS 95-99 PP 1,00).
P. sidaefolia e P. campanulata ocuparam diferentes posições, de acordo com o método
de análise: ora estavam associadas entre si ora agrupadas a P. elegans, P. actinia e P.
eichleriana. P. ischnoclada e P. jilekii também tiveram relações variadas, associadas a P.
mendoncaie (PP 1,00) ou P. campanulata, dependendo do método. P. villosa, P.
serratifolia, P. speciosa, P. vitifolia e P. trisecta localizaram-se na base de um
agrupamento com o restante das espécies do subgênero (PP 1,00). P. actinia, P. elegans
e P. eichleriana formaram um agrupamento de baixo suporte na árvore gerado por
análise bayesiana. A seguir, P. umbilicata e P. watsoniana (BS 51-92 PP 0,95) também
fizeram parte de um agrupamento com baixo suporte, que contou ainda com P. galbana e
P. mucronata. Por último, P. loefgrenii e P. amethystina (BS 93-98 PP 1,00) agruparam
com P. garckei e P. edmundoi, além de P. kermesina e P. miersii (BS 88-89 PP 0,95),
mais P. caerulea e P. tenuifila.
As análises filogenéticas com toda a seqüência do marcador plastidial rpoC1 com
espécies de todos os subgêneros confirmaram a monofilia do grupo, embora com baixo
valor de suporte (PP 0,56) (figura 12). Um agrupamento composto por P. galbana, P.
mucronata, P. mucugeana e P. racemosa (BS 50 PP 0,87) ficou na base do subgênero,
80
como grupo irmão das demais espécies, reunidas em outro agrupamento. P. umbilicata
localizou-se na base deste agrupamento. A seguir, P. eichleriana, P. tenuifila, P gibertii e
P. sprucei, da superseção Stipulata, seção Granadillastrum, formaram um agrupamento
de suporte mediano (PP 0,86). Na seqüência, outro agrupamento de suporte estatístico
mediano (PP 0,68) compreendendo espécies de diversas superseções e seções, unindo
espécies distanciadas nas análises através do marcador ITS, como P chrysophylla, P.
palmeri e P. foetida (PP 0,96) com P. amethystina, P. loefgrenii e P. exura (PP 0,94). As
análises realizadas somente com as seqüências do íntron rpoC1 ou dos exons
novamente mostraram-se pouco informativas, com poucos agrupamentos com valor de
suporte estatístico acima de 50 (figuras 13 e 14). Quando foram analisadas seqüências
de rpoC1 somente para o subgênero Passiflora o mesmo mostrou-se monofilético, com
alto valor de suporte estatístico (figura 23). Diversos agrupamentos bastante robustos se
formaram: P. acumita e P. nitida (PP 0,99), P. actinia, P. sidaefolia e P. elegans (PP
1,00), P. antioquiensis, P. mixta e P. mathewsii (PP 1,00), P. ambigua, P. riparia, P. cf.
jervensis e P. gabrielliana (PP 0,99), P. eichleriana e P. tenuifila (PP 0,95), P. maliformis
e P. platyloba (PP 1,00) mais P. serratogitata e P. serratifolia, P. ischnoclada e P. jilekii
(PP 0,99), P. campanulata e P. setacea (PP 0,97), P. chrysophylla, P. palmeri e P. foetida
(PP 1,00) e, por último, P. amethystina, P. loefgrenii, P. exura, P. urubicensis, P. garckei,
P. edmudoi e P. watsoniana, todas da superseção Stipulata (PP 0,99).
Na árvore gerada através das análises com os dados concatenados (figura 24), o
subgênero Passiflora formou um clado com alto valor de suporte estatístico (PP 0,99). Já
suas superseções e seções mostraram-se polifiléticas, como nas análises com os
marcadores ITS e rpoC1 em separado. O agrupamento entre P. chrysophylla, P. foetida,
P. palmeri e P. pilosicorona localizou-se na base subgênero (PP 0,95). P. cincinannata,
P. quadrangularis, P. odontophylla, P. luetzelburgii, P. glandulosa e P. gabrielliana
apareceram na base do grupo das demais espécies, em uma politomia. Seguiram-se os
agrupamentos entre P. edulis e P. incarnata (PP 0,97), P. hastsbachii e P. setulosa, P.
mucugeana e P. recurva. (PP 0,76) e P. reflexiflora e P. sprucei, estas da superseção
Stipulata, mas de seções diferentes. A seguir, um agrupamento moderadamente
suportado (PP 0,72) foi composto por P. alata, P. racemosa, P. laurifolia, P. acuminata e
P. nitida (PP 1,00) e P. ambigua, P. riparia e P. cf. jervensis. Outro agrupamento
fracamente suportado (0,72) foi o composto por P. mathewsii, P. mixta (PP 0,96), P.
antioquiensis e P. urubicensis mais P. maliformis, P. platyloba, P. ligularis, P.
serratodigitata e P. setacea. A maioria destas espécies pertence à superseção Laurifolia,
enquanto as restantes, às superseções Tacsonia e Passiflora. O maior agrupamento
81
contou com baixo valor de suporte estatístico (PP 0,56), tendo sido composto por
espécies da superseção Stipulata em sua maioria. Espécies das superseções Coccinea e
Passiflora também estiveram incluídas neste agrupamento, tendo ficado na base, sem
resolução filogenética de seus relacionamentos próximos.
Grandes mudanças na classificação do subgênero Passiflora foram realizadas nos
últimos anos, principalmente graças ao trabalho de revisão sistemática realizado por
Feuillet e MacDougal (2003). Como já mencionado, os autores reduziram os subgêneros
de Passiflora para quatro: Astrophea, Decaloba, Deidamioides e Passiflora. No
subgênero Passiflora foram incorporados os antigos subgêneros Adenospela
(considerado inválido), Calopathanthus, Distephana, Dysosmia, Dysosmioides (também
invalidado), Granadilla, Granadillastrum, Manicata, Rathea, Tacsonia, Tacsonioides e
Tacsoniopsis. Os autores subdividiram o subgênero Passiflora em seis superseções.
A superseção Passiflora é composta por aquelas espécies que têm estípulas
lineares a lanceoladas, folhas serradas, brácteas serradas livres e flores com uma corona
vistosa (Ulmer & MacDougal 2004). As espécies desta superseção incluídas no presente
trabalho encontraram-se distribuídas ao longo das filogenias, não constituindo em
momento algum um grupo monofilético. Registramos somente o agrupamento de P edulis
e P. incarnata, com alto suporte estatístico. O relacionamento próximo entre estas
espécies é descrito desde Killlip (1938). As demais espécies, P. recurva, P. lutezelburgii,
P. setacea, P. serratifolia e P. racemosa encontram-se distribuídas em diversos
agrupamentos com espécies das superseções Stipulata e Lauriofolia, na maioria.
Acreditamos que as características que circunscrevem esta superseção sejam
amplamente distribuídas ao longo do gênero Passiflora e que, por isso, a validade da
mesma deve ser revista.
A superseção Stipulata foi dividida em cinco seções cujas plantas têm estípulas
oblongo-ovadas, brácteas livres, folhas inteiras ou trilobadas (exceto as da seção
Dysosmia) e flores não pendentes, com corona grande e conspícua (exceto as espécies
polinizadas por beija-flores das seções Tacsonioides e Kermesinae). A maior das seções
é Granadillastrum. As demais são Calopathanthus (monoespecífica), Tacsonioides,
Kermesinae e Dysosmia. Em nossas análises, a maioria das espécies da superseção
Stipulata localizou-se no mesmo agrupamento, embora diversas espécies façam parte de
outros, como P. urubicensis, P. reflexiflora e P. sprucei, P. mucugeana e P. chrysophylla.
Dentro do agrupamento com a maioria das espécies de Stipulata, as seções
Granadillastrum, Tacsonioides e Kermesinae também não representam grupos
monofiléticos. Dentre as espécies desta superseção destacam-se os casos de P.
82
ischnoclada e P. jilekii, além de P. amethystina e P. loefgrenii mais P. nitida e P.
acuminata que compuseram duplas de espécies em todas as árvores filogenéticas
obtidas.
P. ischnoclada foi descrita por H. Harms em 1929, mas o único exemplar
registrado de sua coleta original foi perdido em um incêndio no herbário do Museu de
Berlin-Dahlem, na Alemanha, conforme relata Bernacci (2001). P. ischnoclada e P. jilekii
foram consideradas morfologicamente bastante próximas, em função de suas brácteas
coloridas e membranáceas, além de formato da folha similar, diferindo quanto à largura
das estípulas (Bernacci 2001), já tendo sido consideradas como sinônimos de uma
mesma entidade taxonômica (Cervi, 1997). Entretanto, novos exemplares de P.
ischnoclada foram encontrados no estado de São Paulo e a espécie foi revalidada
(Bernacci 2001; Cervi, 2006). Killip (1938) incluiu P. ischnoclada na série Laurifoliae,
cujas características foram assim descritas por Cervi (1997): “folhas simples e inteiras
com mais de 2,5 cm de largura; brácteas livres na base, maiores de 1 cm de
comprimento, arredondadas no ápice e pecíolo com duas glândulas”. Em nossas
análises, P. ischnoclada e P. jilekii mostraram-se sempre próximas, com altos valores de
suporte, embora sua superseção, Stipulata, tenha se caracterizado polifilética, e
diferenças tenham sido encontradas em suas seqüências, corroborando a hipótese de
que se trata de duas espécies válidas.
P. amethystina e P. loefgrenii formaram um agrupamento com valores de suporte
moderados a altos. P. loefgrenii foi descrita por Vitta (1997), como parte do subgênero
Passiflora, série Lobatae (sensu Killip), de distribuição restrita à bacia do rio Ribeira, no
estado de São Paulo, Brasil. A espécie diferencia-se de P. amethystina por apresentar
pendúnculos longos e grandes flores roxas, enquanto P. amethystina tem flores azuladas.
Vegetativamente as duas espécies são bastante similares a P. eichleriana, mas esta
apresenta flores brancas (Vitta 1997). Conforme a classificação de Feuillet e MacDougal
(2003) as três espécies estão incluídas na seção Granadillastrum, superseção Stipulata
do subgênero Passiflora.
Outro caso bastante interessante é o de P. actinia, P. elegans, P. sidaefolia e P.
eichleriana. P. actinia e P. elegans são espécies de distribuição parapátrica. P. elegans
tem distribuição restrita ao estado do Rio Grande do Sul, Brasil, e Mata Atlântica sensu
latu da Argentina, enquanto P. actinia tem distribuição ampla, ocorrendo na Mata
Atlântica sensu strictu, desde o Rio Grande do Sul até o Espírito Santo, Brasil. O trabalho
de Lorenz-Lemke et al. (2005) demonstrou a existência de um híbrido interespecífico
entre as mesmas na região limítrofe das duas distribuições, além de um gradiente norte-
83
sul de distribuição da variabilidade em P. actinia. P. elegans passou por um evento
recente de gargalo de garrafa, seguido de expansão populacional. Neste estudo, P.
sidaefolia foi utilizada como grupo externo. Esse agrupamento é suportado com alto valor
estatístico em diversas de nossas análises, bem como em outras análises filogenéticas
(Muschner et al. 2003, Muschner 2005). P. eichleriana, que esteve presente
eventualmente (quando considerados todos os conjuntos de dados e análises realizadas)
neste agrupamento ocorre no sul, sudeste e centro-oeste do Brasil, além de no país
vizinho Paraguai (Killip 1938). Nas análises de Muschner et al. (2003) e Muschner (2005),
além de parte de nossos resultados, P. eichleriana formou agrupamento com P. caerulea.
Ambas pertencem à seção Granadillastrum da superseção Stipulata. Novamente,
atribuímos a variação de alguns relacionamentos filogenéticos encontrados nas árvores
resultantes do presente estudo à baixa resolução filogenética obtida com os mesmos,
principalmente no subgênero Passiflora.
A superseção Laurifolia é caracterizada por grandes flores pendentes, com uma
corona longa de filamentos que circunda o ovário de maneira campanulada. Esse grupo é
dividido em três séries, de acordo com Ulmer & MacDougal (2004). A série Laurifoliae
tem estípulas lineares, ou linear-lanceoladas, brácteas livres e com glândulas, e folhas
inteiras lanceoladas ou oblongo-ovadas. As brácteas conadas, ao menos na base,
independente do tipo de folha, caracterizam a série Tilifolia. A série Quadrangulares
compreende espécies com caules alados e quadrangulares, além de folhas não lobadas,
brácteas livres e estípulas ovado-lanceoladas. A série Marginatae, monotípica, é
caracterizada por folhas pequenas e flores com brácteas reduzidas e não esteve
representada em nossa amostra. Verificou-se nas árvores filogenéticas a presença de um
agrupamento composto majoritariamente por espécies desta superseção (P. ambigua, P.
riparia, P. acuminata, P. nitida, P. alata e P. laurifolia), todas da série Laurifoliae, exceto
P. alata, de Quadrangulares. A outra espécie desta série, P. quadrangularis, localizou-se
na base do subgênero, com relacionamentos indefinidos, assim como P. gabrielliana. P.
maliformis (da seção Laurifoliae) e P. platyloba, P. ligularis e P. serratodigitata (seção
Tilifolia), da superseção Laurifolia, compuseram agrupamento consistente com espécies
da superseção Tacsonia.
As espécies da superseção Coccinea têm estípulas linear-lanceoladas e flores
vermelhas com corona curta, além de brácteas longas (Ulmer & MacDougal 2004). Os
representantes desta superseção incluídos em nossas análises localizaram-se junto às
espécies da superseção Stipulata. Duas das espécies, P. coccinea e P. vitifolia,
agruparam-se com baixo suporte estatístico. O posicionamento desta superseção pode
84
ser fruto da aparente polifilia das superseções do subgênero Passiflora, como também da
baixa resolução obtida para este subgênero através dos marcadores rpoC1 e ITS.
Para a superseção Tacsonia, Feuillet e MacDougal (2003) seguiram a
classificação publicada por Escobar (1988), mas transformaram as séries em seções. A
seção Colombiana é a mais rica em espécies, com aquelas espécies com estípulas
filiformes ou lanceoladas, brácteas tipicamente livres, com margem serrada ou fimbriada
e folhas não lobadas ou trilobadas com lobos profundos. Com poucas exceções, são
nativas da Colômbia e têm diversas séries reconhecidas. A segunda maior seção é
Elkea, com plantas com brácteas grandes, inteiras e conadas, estípulas serradas a
laceradas e folhas trilobadas. Suas espécies ocorrem no Equador e no Peru. As espécies
da seção Insignes têm estípulas pinatissectas e corona filiforme, e ocorrem em sua
maioria na Bolívia e no Peru. A seção Tacsonia compreende os representantes com
flores na orientação horizontal. De resto, é similar à seção Elkea. Por isso, Ulmer e
MacDougal (2004) sugerem a fusão das seções Tacsonia e Elkea. A seção Manicata é
composta por quatro espécies de flores vermelhas e uma com flores brancas, com tubo
floral curto e corona multisseriada. As seções menores são: Boliviana, Fimbriatistipula,
Parritana, Tacsoniopsis e Trifoliata, todas definidas de acordo com a morfologia das
brácteas e a coloração das folhas. P. antioquiensis, da série Lepstomischae, foi a única
representante da seção Colombiana amostrada neste estudo. A espécie compôs um
agrupamento com os demais membros da superseção Tacsonia, P. mathewsii e P. mixta.
Estas são referidas por Ulmer e MacDougal (2004) como “espécies irmãs”, uma vez que
diferem entre si pelo tamanho do tubo floral (menor em P. mathewsii) e pela simetria do
androécio. P. trisecta foi a única representante da seção Manicata, e ocupou lugar na
base do grande agrupamento de espécies da superseção Stipulata. Não se pode afirmar
se este fato deveu-se à condição polifilética dos agrupamentos infra-subgenéricos de
Passiflora ou a um artefato, através do qual a espécie agrupou com outras distantes por
não ter um relativo disponível no alinhamento. O caso de P. pilosicorona parece ser o
mesmo. Sendo a única representante da seção Insignes, ela esteve presente em
diversas árvores filogenéticas na base do agrupamento de espécies da seção Dysosmia,
superseção Stipulata.
Em resumo, as análises do presente trabalho evidenciaram que a classificação
infra-subgenérica do subgênero Passiflora não corresponde a grupos naturais,
monofiléticos. Embora a resolução dos relacionamentos infra-subgenéricos tenha sido
visivelmente menor no subgênero Passiflora que nos demais, esta é uma conclusão
segura. Esse fato acrescenta indícios à idéia de necessidade de revisão dos caracteres
85
de classificação infra-subgenérica de Passiflora, pois a mesma é centrada em caracteres
morfológicos foliares, que são altamente variáveis e sujeitos a influências ambientais em
Passiflora (Benson et al. 1976; MacDougal 1994; Barp et al. 2006)
86
Figura 22. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador ITS obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P.
arbelaezii, P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao subgênero
Deidamioides. As demais espéceis, ao subgênero Passiflora.
87
Figura 23. Árvore filogenética baseada nas seqüências do marcador rpoC1 obtida através de
inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores de probabilidade posterior. P.
cirrhiflora, P. deidamioides e P. ovalis pertecem ao subgênero Deidamioides. As demais espéceis,
ao subgênero Passiflora.
88
Figura 24. Árvore filogenética baseada nas seqüências dos marcadores ITS e rpoC1 obtida
através de inferência bayesiana. Os números sobre os ramos indicam valores probabilidade
posterior. P. arbelaezii, P. cirrhiflora, P. deidamioides, P. discophora e P. ovalis pertecem ao
subgênero Deidamioides. As demais espéceis, ao subgênero Passiflora.
89
4.6 Análises filogenéticas: subgênero Deidamioides
As espécies do subgênero Deidamioides foram utilizadas como grupo externo em
nossas análises. As análises do marcador ITS e as com os dados concatenados
contaram com cinco espécies: P. deidamioides, da seção Deidamioides, P. ovalis, da
seção Tetrastylis, P. cirrihiflora, da seção Polyanthea e P. arbelaezii e P. discophora, da
seção Tryphostemmatoides. Ainda compõe o subgênero a seção Mayapathantus, com
um único representante, P. obovata, não incluído neste trabalho. Para enraizar as árvores
do marcador rpoC1 foram utilizadas P. cirrhiflora, P. deidamioides e P. ovalis, pois não
obtivemos seqüências do mesmo para as demais espécies.
O agrupamento de P. deidamioides, P. ovalis e P. cirrhiflora foi constante nas
árvores filogenéticas obtidas com o marcador ITS para os demais subgêneros, e
apresentou altos valores de suporte (BS 100 PP 1,00) (figuras 9, 16 e 22). Nas árvores
obtidas com o marcador rpoC1 para todos os subgêneros, tanto com a seqüência total,
como só com o íntron, P. cirrhiflora agrupou-se com P. ovalis, tendo P. deidamioides
como grupo irmão (figuras 12 e 13). Nestas análises o subgênero mostrou-se
monofilético. Através das seqüências parciais dos exons houve uma inversão: P.
deidamioides formou agrupamento com P. cirrhiflora, excluindo P. ovalis, que posicionou-
se junto ao subgênero Passiflora (figura 14). Quando o marcador foi analisado para cada
subgênero isoladamente repetiu-se o agrupamento P. cirrhiflora e P. ovalis, mais P.
deidamioides, exceto análise com o subgênero Decaloba, onde as espécies constituíram
uma politomia (figuras 11, 19 e 23).
Nas análises com os marcadores concatenados por subgênero, os resultados
foram bastante divergentes. O subgênero Deidamioides mostrou-se polifilético na análise
com o subgênero Astrophea (figura 15) e monofilético na com o subgênero Decaloba
(figura 20), mantendo-se os agrupamentos internos. Com as espécies de Passiflora o
subgênero também se mostrou polifilético, em razão da não inclusão de P. ovalis no
agrupamento das demais espécies do mesmo (figura 24).
As seções de P. deidamioides e de P. cirrhiflora são monoespecíficas, enquanto
P. ovalis é acompanhada na seção Tetrastylis por P. contracta (espécie esta cujo “status”
taxonômico é questionado – ver Vitta e Bernacci, 2004 e Cervi, 2006 para detalhes). A
seção Deidamioides é caracterizada por folhas trifolioladas, flores nascidas nas gavinhas
e corona multisseriada, de coloração branca. Já a seção Polyanthea apresenta folhas
com cinco a nove lobos, flores também nascidas nas gavinhas e corona multisseriada de
cor amarelo alaranjada, diferindo da anterior pela forma da folha, caráter não
recomendado para taxonomia morfológica de Passiflora em função da alta variabilidade,
90
e pela coloração da corona de filamentos. As espécies da seção Tetrastylis têm
inflorescência racemosa e flores zigomórficas, com quatro estigmas (Ulmer & MacDougal
2004), o que era considerado o caráter distintivo para a proposição de um novo gênero
na família Passifloraceae (Tetrastylis).
P. discophora e P. arbelaezii formaram um agrupamento nas análises de ITS (BS
100 PP 1,00). As duas espécies pertencem à seção Tryphostemmatoides, composta por
sete espécies no total. A seção é caracterizada pela presença de folhas e flores
pequenas, que surgem aos pares nas gavinhas, exceto em P. discophora, que tem flores
em pendúnculos que partem das gavinhas (Ulmer & MacDougal 2004)
Destaca-se em nossos resultados o fato de que, em algumas análises, o
subgênero Deidamioides mostrou-se monofilético, com altos valores de suporte
estatístico e, em outras, foi claramente polifilético, com os dois agrupamentos bem
distintos já relatados. O agrupamento de P. arbelaezii e P. discophora reuniu espécies da
mesma seção, cuja espécie tipo, P. tryphostemmatoides, foi considerada um subgênero a
parte por Muschner (2005), o que reforça a idéia do subgênero polifilético e da existência
de um quinto subgênero em Passiflora. Resultados similares aos de Muschner (2005)
também foram obtidos por Krosnick e Freudenstein (2005). Nas análises de Yockteng e
Nadot (2004), somente uma espécie do subgênero Deidamioides foi incluída; portanto, as
autoras não fizeram inferências sobre a validade do mesmo.
Em função do exposto, a questão da monofilia ou não do subgênero Deidamoides
permanece em aberto. Nossa recomendação para a resolução desta questão é a
realização de novas análises filogenéticas, com as demais espécies do subgênero,
através dos marcadores cloroplasmáticos utilizados por Muschner (2005), altamente
informativos, e de ITS, que se revelou bastante informativo quando analisado
separadamente para cada subgênero neste trabalho. Também serão de extrema valia os
resultados da revisão taxonômica morfológica do grupo, que está sendo realizada por
T.S. Nunes (Universidade Estadual de Feira de Santana) em sua tese de doutorado.
4.7 Análises filogenéticas: introns do grupo II
As análises filogenéticas de distância foram realizadas com seqüências dos
marcadores nad1 e rpoc1. Em ambos os marcadores ocorreram diversos eventos e
inserção e deleção. Assim, nossas análises foram realizadas com o intuito de avaliar a
quantidade de informação filogenética obtida através deste tipo de caráter. As árvores
obtidas são apresentadas nas figuras 25 e 26. Em ambas foi possível diferenciar os
subgêneros de Passiflora, embora os grupos externos tenham se misturado aos mesmos,
o que também foi verificado nas análises de Muschner (2005) para o íntron nad1b-c. Os
91
valores de “bootstrap” nas duas árvores também foram similares. Assim, concluímos que
para estes dois marcadores a realização da codificação de indels para as análises não
resultou em aumento da resolução das árvores filogenéticas.
Diversos autores comprovaram a eficiência da utilização de caracteres tipo indel
em análises filogenéticas (Simmons & Ochoterena 2000; Simmons et al. 2001). É o caso,
por exemplo, dos introns nad1b-c na família Orchidaceae (Freudenstein & Chase 2001) e
petD (do gene que codifica a subunidade IV do citocromo b) em angiospermas basais
(Löhne & Borsch 2005), onde as análises de dados combinando seqüências e indels
tiveram acréscimo significativo na resolução e nos valores de suporte. Entretanto, a
utilidade deste tipo de caráter, bem como o tipo de codificação ideal deve ser analisada
caso a caso de acordo com o marcador e os taxa em questão. Assim, ressaltamos que
nossas conclusões só se aplicam aos marcadores rpoC1 e nad1b-c, no gênero
Passiflora.
92
Figura 25. Árvore filogenética baseada nas seqüências dos introns nad1b-c e rpoC1 obtida através
de NJ, sem a codificação de indels. Os números sobre os ramos indicam valores de “bootstrap”.
93
Figura 26. Árvore filogenética baseada nas seqüências dos introns nad1b-c e rpoC1 obtida através
de NJ, com a codificação de indels no programa GapCoder. Os números sobre os ramos indicam
valores de “bootstrap”.
94
5. CONCLUSÕES
O marcador nuclear ITS mostrou-se bastante útil na análise filogenética do gênero
Passiflora, bem como na resolução da classificação infra-subgenérica do mesmo.
Verificou-se que a alta variabilidade das seqüências de ITS reside em sua maior parte
entre os subgêneros. A abordagem de análise por subgêneros mostrou-se especialmente
promissora, podendo vir a ser aplicada em outros taxa.
Também o marcador plastidial rpoC1 foi bastante variável, principalmente na
porção seqüenciada do éxon 2. Apesar de não ter sido possível a análise do íntron rpl16,
sua variabilidade na seqüência de anelamento dos “primers” que dificultou a amplificação,
bem como o impedimento do seqüenciamento, indicam a presença de alguma
variabilidade no mesmo. Os íntrons nad1b-c e rpoC1 foram pouco informativos, não se
prestando, em conjunto, para a análise da classificação infra-subgenérica no gênero
Passiflora. As análises com os eventos de inserção e deleção adicionaram pouca
informação aos resultados.
Quanto às questões taxonômicas do gênero Passiflora, a monofilia dos
subgêneros Astrophea, Decaloba e Passiflora foi mais uma vez confirmada. O “status” do
subgênero Deidamioides como grupo natural permaneceu em aberto, assim como a
existência do possível quinto subgênero Tryphostemmatoides. Análises com maior
número de espécies se fazem necessárias para elucidar esta questão. A respeito da
classificação infra-subgenérica das espécies de Passiflora, concluiu-se através deste
trabalho que a maioria das superseções e seções é polifilética. Somente as definidas por
caracteres conspícuos compõem grupos naturais. Portanto, os caracteres morfológicos
que as delimitam devem ser revistos.
95
6. PERSPECTIVAS
Como perspectivas de continuidade do presente trabalho têm-se:
- Construção de “primers” específicos para Passiflora que sejam capazes de amplificar e
permitir o seqüenciamento do íntron plastidial rpl16.
- Incorporação de seqüências de ITS de mais espécies de Passiflora, em busca da
redução do número de dados faltantes, o que possibilitará a inclusão da região 5,8S do
nrDNA, que já demonstrou ser filogeneticamente informativa.
- Amplificação e clonagem do marcador ITS em espécies de Passiflora pertencentes ao
diversos subgêneros, para descartar a ocorrência de não homogeneização das cópias
parálogas do marcador.
- Amplificação da seqüência restante do éxon 2 do gene plastidial rpoC1 para possibilitar
a investigação da ocorrência ou não de seleção diversificadora nesta região.
96
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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