Explorando a diversidade genômica da série Parviflorae e do complexo \'Cattleya briegeri\' (Orchidaceae): de linhagens crípticas ao genoma de referência

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Garcia, Caroline Bertocco
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cattleya briegeri; Cattleya milleri; Parviflorae; Campos rupestres; Conservação; Conservation; Delimitação de espécies; Filogenia plastidial; Genômica de referência; Genômica populacional; Hibridação; Hybridization; Plastid phylogeny; Population genomics; Reference genomics; Species delimitation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-03122025-164754/

O complexo \'Cattleya briegeri\', formado por orquídeas rupícolas endêmicas dos campos rupestres da Cadeia do Espinhaço (Minas Gerais, Brasil), apresenta um cenário evolutivo complexo, caracterizado por diversificação recente, hibridação ativa e padrões genéticos intrincados. Nesta tese, utilizamos uma abordagem integrativa baseada em dados genômicos nucleares (SNPs via genotipagem por sequenciamento - GBS), plastidiais (genomas completos de cloroplastos) e de montagem do genoma parcial de alta qualidade para investigar as relações evolutivas, a delimitação de espécies e a estrutura genética do grupo. As análises populacionais e filogenéticas baseadas em dados SNPs revelaram a existência de onze linhagens com suporte como espécies independentes, incluindo táxons não descritos formalmente (sspA, sspB), com alta exclusividade alélica e ausência de sinais de mistura genética, sugerindo a presença de espécies crípticas. Em contrapartida, linhagens morfologicamente reconhecidas, como C. aromatica, C. presidentensis e C. guaicuhyensis, não apresentaram isolamento genético suficiente, sendo reinterpretadas como variações intraespecíficas. A ocorrência de zonas híbridas e padrões reticulados indicam que a hibridação natural exerce papel central na diversificação do complexo, favorecendo a formação de novos ecótipos ou espécies incipientes. Complementarmente, a montagem e anotação de genomas completos de cloroplastos de nove espécies da série Parviflorae, incluindo representantes do complexo briegeri e um da série Microlaelia, demonstraram conservação estrutural e genética entre os plastomas, com variações em regiões intergênicas e presença de microssatélites (cpSSR). A filogenia plastidial, baseada no alinhamento completo das quatro regiões do cloroplasto, resultou em uma topologia bem resolvida, recuperando o complexo como monofilético (exceto C. bradei) e fornecendo suporte robusto para as relações evolutivas no grupo. As regiões hotspot de variabilidade destacam-se como potenciais marcadores moleculares para estudos intra e interespecíficos. No terceiro capítulo, avançamos para a dimensão genômica de referência ao apresentar o primeiro genoma completo para o gênero Cattleya, obtido a partir de C. milleri, uma espécie microendêmica e criticamente ameaçada do Quadrilátero Ferrífero. A estratégia híbrida, combinando leituras longas de Oxford Nanopore Technologies® e PacBio HiFi, resultou em uma montagem altamente contínua (2,02 Gb, N50 de 27,1 Mb, 94,8% de completude BUSCO), posicionando este recurso entre os genomas de orquídeas mais completos já publicados. Além de suprir a ausência de genomas de referência no gênero, este recurso oferece suporte para a obtenção de SNPs em larga escala, ampliando a resolução de estudos de delimitação de espécies, filogenia e evolução populacional da série Parviflorae. O genoma de C. milleri também abre novas frentes de pesquisa funcionais, incluindo a anotação de vias de pigmentação floral, a aplicação de ferramentas de edição gênica (CRISPR-Cas9), e a exploração das interações simbióticas com fungos micorrízicos e endofíticos por meio de abordagens transcriptômicas e metagenômicas. Destaca-se, ainda, a relevância metodológica da condução de etapas críticas de extração e sequenciamento em território nacional, fortalecendo a autonomia científica brasileira em genômica de plantas. Em conjunto, os resultados obtidos nesta tese reforçam a importância de abordagens integrativas que unem genômica populacional, filogenômica e recursos genômicos de referência para compreender a evolução de complexos de espécies jovens e morfologicamente similares. Além de oferecer subsídios para revisões taxonômicas e identificação de espécies crípticas, os dados gerados consolidam bases para estratégias de conservação voltadas à singularidade genética e ecológica dos campos rupestres, ao mesmo tempo em que ampliam a capacidade científica nacional para o estudo, a conservação e o uso sustentável da biodiversidade brasileira.