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No presente estudo foram usados marcadores microssatélites para estimar a variabilidade genética em três fragmentos naturais de Luehea divaricata Mart. & Zucc. localizados em municípios do estado do Rio Grande do Sul no bioma Mata Atlântica, visando identificar seu potencial para coletas de germoplasma para uso em programas de reabilitação de áreas degradadas. Com auxílio do software GenAlEx v. 6.5, foram estimados parâmetros da variabilidade genética e sua partição entre e dentro dos fragmentos analisados. Foi observada uma maior variabilidade genética dentro dos fragmentos (77%), o que é esperado para espécies cuja reprodução é predominantemente por cruzamentos e estimado um fluxo gênico superior a 1 (Nm= 3,853), o que é suficiente para homogeneizar as frequências alélicas e tornar os fragmentos similares geneticamente. Em decorrência do elevado fluxo gênico entre os fragmentos, o índice de estruturação genética foi baixo (FST = 0,072), o que os torna menos suscetíveis aos efeitos adversos da fragmentação. Dessa forma, constatamos que há variabilidade genética nos fragmentos de L. divaricata estudados, informação relevante para o planejamento de programas de recuperação de áreas degradadas, em cujas coletas de germoplasma deverá ser priorizado o número de indivíduos por fragmento.