UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE BIOLOGIA Ana Flávia Alves Versiane Phylogenetic Studies in Microlicia D.Don (Melastomataceae, Microlicieae) Estudos filogenéticos em Microlicia D.Don (Melastomataceae, Microlicieae) Campinas 2019 Ana Flávia Alves Versiane Phylogenetic Studies in Microlicia D.Don (Melastomataceae, Microlicieae)) Estudos filogenéticos em Microlicia D.Don (Melastomataceae, Microlicieae Thesis presented to the Institute of Biology of the University of Campinas in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor, in the area of Plant Biology Tese apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutora em Biologia Vegetal Orientado: Prof. Dr. Renato Goldenberg Coorientadora: Profa. Dra. Rosana Romero ESTE TRABALHO CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELA ALUNA ANA FLÁVIA ALVES VERSIANE, E ORIENTADA PELO PROF. DR. RENATO GOLDENBERG. Campinas 2019 Campinas, 02 de dezembro de 2019 COMISSÃO EXAMINADORA Prof. Dr. Renato Goldenberg Dra. Thais Nogales da Costa Vasconcelos Dra. Maria José Reis da Rocha Dra. Bárbara Simões Santos Leal Prof. Dr. André Olmos Simões Os membros da Comissão Examinadora acima assinaram a Ata de defesa, que se encontra no processo de vida acadêmica do aluno. A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na Secretaria do Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal do Instituto de Biologia. AGRADECIMENTOS Aqui deixo os meus sinceros agradecimentos àqueles que contribuíram direto ou indiretamente para a realização deste trabalho... Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq pela bolsa concedida (Processo: 142384/2018-6). O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) Código de Financiamento 001. Ao meu orientador Renato Goldenberg pela oportunidade, paciência e ajuda durante todos estes quatro anos. À minha coorientadora Rosana Romero, por mais essa parceria e voto de confiança. Aos meus colaboradores, Dr. Fabian Michelangeli, Dr. Marcelo Reginato e Dr. Cassiano Welker pela ajuda com a escrita, discussões dos resultados e tomadas de decisões; Ao Fabian também agradeço pelo envio de algumas sequências de Microlicieae e ao Marcelo pela ajuda e sugestões das análises no R. Aos membros da pré-banca, Maria José Reis da Rocha, Duane Fernandes de Souza Lima e Gustavo Hiroaki Shimizu, pelas valiosas sugestões e correções. Aos membros da banca Maria José Reis da Rocha, Thais Vasconcelos, André Olmos Simão e Bárbara Leal que gentilmente aceitaram o convite de participar da banca, e aos suplentes André Vito Scatigna, Gustavo Hiroaki Shimizu e Lucas de Freitas Bacci. Ao Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal da UNICAMP pelo apoio financeiro para a viagem de campo ao Parque Nacional da Serra da Gandarela. Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal da UNICAMP pelos ensinamentos e incentivos. Ao Herbário UEC, especialmente à curadora Livia Cordi e a Kamila Pinheiro de Lima que sempre estavam à disposição. À Universidade Federal de Uberlândia, Instituto de Biologia por todo custeio das viagens de campo realizadas em Minas Gerais na Serra do Cipó, Diamantina e Serra do Cabral e em Goiás na Chapada dos Veadeiros, Minaçu e Niquelândia. Ao Herbário Uberlândense: à Dona Bia e Dona Cida pela preparação das exsicatas e à técnica Lilian Flávia pela logística de recebimento e envio de materiais, elaboração de etiquetas e por ajudar com qualquer problema que surgisse. Aos curadores dos herbários ESA, BHCB, HUFU, MBM, SPF, UEC e UPCB pelo acolhimento nas visitas realizadas. Ao Flávio Carmo quem nos forneceu importantes informações para que a espécies tipo de Trembleya pudesse ser coletada na Serra do Gandarela. Ao Rodrigo Valentim e Gabriel Paranhos que, despretensiosamente, encontraram a espécie tipo de Microlicia em Diamantina. À Carol Dias e à Rafa Cabral, primeiras pessoas que me ensinaram as técnicas de extração de DNA tendo muita paciência e carinho para isso. Ao Vinicius Brito (Duartina) pela ajuda em meus primeiros passos em Barão Geraldo. Aos meus queridos amigos das repúblicas Sibipiruna (Samuel, Camila, Pietro, Amanda, Lucas, Thuane e Mariana), e Fazendinha (Anninha, Ana Paula e Carol Jansen) obrigada por todo carinho, conversas e amor! Aos meus queridos amigos Luiz Henrique e Leonardo por todo apoio e amizade. À Suzana, Carol Devides, Elisa, Andreza e Juliana Amaral pela companhia, colaboração e ajuda no laboratório de molecular. Ao Marcelinho Monge e ao Gu Shimizu pela amizade, conversas, conselhos e confortos. Aos amigos de Uberlândia, Carol Sbecker, Cassio, Daniela, Guilherme, Isabela, Jamile, Jean, João e Karla pela amizade e apoio de sempre. Ao Jimi, Laura e Noah que sempre com muito carinho me receberam em sua casa durante minhas idas à Uberlândia. À Duane e à Carol Harrison pelas vezes que estive em Curitiba e que me receberam e me hospedaram tão bem. À Ingrid e ao Zé por todo amor, carinho e cuidado. Aos meus pais, Ana Maria e Pedro, e minha irmã Lara pelo carinho, apoio e amor. E, por fim, agradeço à Carol, minha companheira de vida e de luta. Por todas vezes que precisei ela estava ao meu lado, sempre segurando a barra até mesmo quando eu não mais aguentava. Obrigada pela dedicação, paciência e amor. RESUMO Microlicieae é uma das maiores tribos de Melastomataceae, composta por 256 espécies distribuídas entre os gêneros Chaetostoma, Lavoisiera, Microlicia, Poteranthera, Rhynchanthera, Stenodon e Trembleya, os quais apresentam ocorrência quase endêmica aos campos rupestres no Brasil. Microlicia é o maior gênero, com 161 espécies, que frequentemente apresenta sobreposições morfológicas com os demais gêneros da tribo. Estudos anteriores para investigar o monofiletismo dos gêneros em Microlicieae foram limitados pela baixa amostragem dos táxons, principalmente em Microlicia. O principal objetivo deste estudo é propor uma nova hipótese filogenética para Microlicieae com ênfase em Microlicia a fim de ampliar o conhecimento sobre a história evolutiva do gênero, contribuindo para sua melhor delimitação morfológica e taxonômica. No capítulo 1, foram utilizadas sequências de DNA plastidial (atpF-atpH e trnS-trnG), nuclear ribossomal (nrITS, nrETS) e nuclear low-copy (waxy) de 124 espécies de todos os gêneros de Microlicieae, das quais 71 são Microlicia. Além disso, caracteres morfológicos tradicionalmente utilizados para delimitação de Microlicia em relação aos demais gêneros da tribo foram minuciosamente avaliados. As árvores filogenéticas foram estimadas usando análises de Verossimilhança e Inferência Bayesiana. Para identificar táxons de posição incerta nas árvores filogenéticas foi utilizado o método RogueNaRok e a abordagem treespace para visualizar incongruências entre as árvores de genes. Microlicia, como atualmente delimitado, é parafilético, e a maioria dos caracteres morfológicos utilizados para a circunscrição de cada gênero na tribo é homoplástica. Portanto, propõe-se a inclusão de Chaetostoma, Lavoisiera, Stenodon e Trembleya em Microlicia para que esta resulte em um gênero monofilético. Desta forma, após os dados obtidos neste trabalho, Microlicieae deve apresentar apenas três gêneros, Microlicia, Poteranthera e Rhynchanthera. No capítulo 2, são propostas as mudanças taxonômicas e nomenclaturais, com base nos resultados do Capítulo 1. Uma circunscrição ampla e detalhada para Microlicia é apresentada; 67 táxons são transferidos para o gênero, dos quais 48 são novas combinações, e 19 são novos nomes, e cinco nomes são reestabelecidos. Com isso, Microlicia possui 236 espécies, tornando-se um dos maiores gêneros em Melastomataceae. PALAVRAS-CHAVE: Chaetostoma, Filogenia, Lavoisiera, Poteranthera, Reconstrução morfológica, Rhynchanthera, Stenodon, Trembleya ABSTRACT Microlicieae is one of the major tribes in Melastomataceae, with 256 species distributed in the genera Chaetostoma, Lavoisiera, Microlicia, Poteranthera, Rhynchanthera, Stenodon, and Trembleya, which have a near-endemic occurrence in the Brazilian campos rupestres. Microlicia is the largest genus with 161 species that often shows morphological overlap with the remaining genera in the tribe. Previous studies to investigate the monophyly of the genera in Microlicieae were limited due to the low taxon sampling, mainly in Microlicia. The main goal of this study was to propose a new phylogenetic hypothesis of Microlicieae with emphasis on Microlicia, in order to expand the knowledge about its evolutionary history and contributing to enhancing its morphological and taxonomic delimitation. In Chapter 1, were used plastidial (atpF-atpH e trnS-trnG), nuclear ribosomal (nrITS, nrETS), and nuclear low- copy (waxy) DNA sequences from 124 species from all genera in Microlicieae, of which 71 belong to Microlicia. Furthermore, the morphological characters traditionally used to circumscribe Microlicia and the other genera in the tribe were evaluated. Phylogenetic trees were estimated using Maximum Likelihood and Bayesian Inference analyses. To identify taxa with an uncertain position in the phylogenetic tree we used the RogueNaRok method and a treespace approach to visualize incongruences among the gene trees. Microlicia, as currently delimited, is paraphyletic and most of the characters used to circumscribe each genus in the tribe are homoplastic. Therefore, we propose merging Chaetostoma, Lavoisiera, Stenodon, and Trembleya