Molecular systematics of Thorea (Rhodophyta, Thoreales) species in Brazil

Abstract

Este estudo objetivou avaliar a taxonomia no nível específico e as relações filogenéticas entre as espécies de Thorea do Brasil e de outras regiões do mundo usando dois marcadores moleculares - genes plastidial da subunidade grande da RUBISCO (rbcL) e nuclear da subunidade pequena do DNA ribossômico (SSU rDNA). Três amostras de Thorea do Brasil (Estados de Mato Grosso do Sul e São Paulo) e uma amostra da República Dominicana (RD) foram sequenciadas. Análises baseadas nas sequências parciais de rbcL (1.282 pb) e completas de SSU (1.752 pb) foram essencialmente congruentes e revelaram que Thoreales formou um clado monofilético distinto, que teve dois ramos principais com alto suporte, representando os gêneros Thorea e Nemalionopsis. O clado de Thorea teve quarto ramos principais com alto suporte em todas análises, cada um representando as espécies: 1) T. gaudichaudii C. Agardh da Ásia (Japão e Filipinas); este clado ocorreu apenas nas análises de rbcL; 2) T. violacea Bory da Ásia (Japão) e América do Norte (E.U.A. e RD); 3) T. hispida (Thore) Desvaux da Europa (Inglaterra) e Ásia (Japão); 4) um grupo distinto com as três amostras do Brasil (identidade das sequências: rbcL 97,2%, 1.246 pb; SSU 96,0-98,1%, 1.699-1.720 pb). As amostras brasileiras formaram claramente um clado monofilético baseado nos dois marcadores moleculares e foi interpretado como uma espécie distinta, para a qual restabelecemos o nome T. bachmannii Pujals. Evidências morfológicas e moleculares indicam que Thoreales é bem resolvida nos níveis ordem e gênero. em contrapartida, as espécies de Thorea reconhecidas por dados moleculares requerem caracteres adicionais (p.ex. reprodutivos e números de cromossomos) para permitir circunscrição taxonômica consistente e confiável visando revisão mundial baseada em evidências moleculares e morfológicas.

This study aimed to evaluate species level taxonomy and phylogenetic relationship among Thorea species in Brazil and other regions of the world using two molecular markers - RUBISCO large subunit plastid gene (rbcL) and nuclear small-subunit ribosomal DNA (SSU rDNA). Three samples of Thorea from Brazil (states of Mato Grosso do Sul and São Paulo) and one sample from Dominican Republic (DR) were sequenced. Analyses based on partial sequences of rbcL (1,282 bp) and complete sequences of SSU (1,752 bp) were essentially congruent and revealed that Thoreales formed a distinct monophyletic clade, which had two major branches with high support, representing the genera Thorea and Nemalionopsis. Thorea clade had four main branches with high support for all analyses, each one representing the species: 1) T. gaudichaudii C. Agardh from Asia (Japan and Philippines) - this clade occurred only in the rbcL analyses; 2) T. violacea Bory from Asia (Japan) and North America (U.S.A. and DR); 3) T. hispida (Thore) Desvaux from Europe (England) and Asia (Japan); 4) a distinct group with the three Brazilian samples (sequence identity: rbcL 97.2%, 1,246 bp; SSU 96.0-98.1%, 1,699-1,720 bp). The Brazilian samples clearly formed a monophyletic clade based on both molecular markers and was interpreted as a separate species, for which we resurrected the name T. bachmannii Pujals. Morphological and molecular evidences indicate that the Thoreales is well-resolved at ordinal and generic levels. In contrast, Thorea species recognized by molecular data require additional characters (e.g. reproductive and chromosome numbers) to allow consistent and reliable taxonomic circumscription aiming at a world revision based on molecular and morphological evidences.