Keep Pace: Selection of trees keeping pace with fast environmental changes, a base for a sustainable XXI century Oak forest

O aumento das alterações climáticas globais, desde as últimas décadas do século XX é parcialmente responsável pelo declínio que afeta os montados de Sobreiro e Azinheira. A importância ecológica e socio-económica destas árvores são sobejamente reconhecidas mas apesar disso, em Portugal apenas, 20% da área de sobreiro está em declínio.

As espécies biológicas estão a responder as alterações climáticas modificando a sua fenologia e fisiologia, adaptando-se às novas condições locais e alterando a sua distribuição. Os Quercus parecem responder apresentando uma combinação de alta diferenciação de características adaptativas com extenso fluxo génico e mantendo elevados níveis de diversidade genética que permite que se adaptem rapidamente às condições locais (1). A adaptação local é dirigida por uma forte seleção durante as primeiras fases do ciclo de vida e este processo parece não ser dificultado pelo fluxo génico mas antes aumentado por ele (2).

Com base neste racional, a hipótese principal a ser testada neste projeto é que as alterações nas caraterísticas adaptativas podem ser já detetadas pela genotipagem de árvores jovens de regeneração natural que se desenvolveram após o início e incremento das alterações climáticas/ambientais, por comparação com árvores adultas/velhas, assim como por comparação ao longo de gradientes climáticos. De ambas as maneiras a assinatura genómica da adaptação local pode ser detetada e posto em evidência o processo pelo qual ambas as espécies mantem o passo com um ambiente em rápida mudança.

Para se atingir este objetivo o projeto usa recursos genómicos já desenvolvidos em outros projetos pelo IR e outros autores (3?6). Um grande número de amostras das duas espécies amostradas ao longo de gradientes ambientais e dois grupos etários são sequenciadas pela tecnologia da Illumina para aproximadamente uma centena de loci que podem potencialmente estar sob seleção. Adicionalmente, a metodologia de genotype-by-sequencing, um método desenvolvido para obtenção de um grande número de marcadores genómicos, é usada para aumentar o tamanho da amostragem nas áreas selecionadas e intensamente afetadas pelas alterações climáticas.

O uso de informação genómica para detetar adaptação local nas árvores jovens, permite a projeção espacial e temporal da associação dos fatores climáticos e ambientais com a variação genética local e consequentemente modelar o futuro da distribuição de genótipos resilientes. Baseado na informação genética, nas suas associações ambientais e em modelos espacialmente explícitos para estas espécies, o projeto pretende desenvolver um modelo de nicho ecológico geneticamente informado para melhorar a previsões baseadas nas alterações ambientais. Este resultado pode constituir um instrumento importante para Fluxo Génico Assistido ou Migração Assistida (7), e consequentemente para integridade funcional do ecossistema "montado", o futuro da produção de cortiça e do ambiente socio-económico associado.