Het onderzoek naar cistanchesoorten

Najibeh Ataeia,b, Gerald M. Schneeweissc,⁎, Miguel Angel Garcíad,e,1, Michael Kruger, Marcus Lehnerta, Jafar Valizadehf, Dietmar Quandta,⁎

a Nees Instituut voor Biodiversiteit van Planten, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meckenheimer Allee 170, 53115 Bonn, Duitsland

b General Directorate for Agricultural Research Institute of Afghanistan (ARIA), Ministerie van Landbouw, Irrigatie en Veeteelt, Badam Bagh, Kabul, Afghanistan

c Afdeling Plantkunde en Biodiversiteitsonderzoek, Universiteit van Wenen, Rennweg 14, A-1030 Wenen, Oostenrijk

d Afdeling Biologie, de Universiteit van Toronto in Mississauga, 3359 Mississauga, Canada

e Real Jardín Botánico, CSIC, Plaza de Murillo 2, 28014 Madrid, Spanje f Afdeling Biologie, Universiteit van Sistan en Baluchistan, Zahedan, Iran

Contact:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstract

Fylogenetische relaties van en binnen niet-fotosynthetische parasitaire geslachten zijn notoir slecht bekend, wat een negatief effect heeft op ons begrip van parasitaire planten. Dit is ook het geval voorCistanche(Orobanchaceae), een geslacht uit de Oude Wereld met ongeveer twee dozijn soorten, waarvan de relaties nog niet zijn aangepakt met behulp van moleculaire fylogenetische benaderingen. Hier leiden we fylogenetische relaties binnen het geslacht af, gebruikmakend van een taxonomisch en geografisch brede steekproef die alle eerder onderscheiden infrageneric groepen en de meeste van de momenteel erkende soorten omvat. Een gecombineerde matrix van drie plastidemarkers (trnL-trnF, inclusief het trnL-intron en de intergene spacer (IGS), trnS-trnfM IGS en psbA-trnH IGS) en één nucleaire marker (ITS) werd geanalyseerd met maximale spaarzaamheid, maximale waarschijnlijkheid en Bayesiaanse gevolgtrekking.Cistanchevalt in vier goed ondersteunde en geografisch gedifferentieerde clades: Oost-Aziatische clade, Noordwest-Afrikaanse clade, Zuidwest-Aziatische clade en wijdverbreide clade. Hiervan komt alleen de Oost-Aziatische clade overeen met een eerder erkende taxonomische sectie, terwijl de andere leden van twee of drie secties bevatten (respectievelijk wijdverspreide clade en Zuidwest-Aziatische clade) of tot nu toe niet taxonomisch zijn erkend (Noordwest-Afrikaanse clade) . Terwijl de Zuidwest-Aziatische clade een sterke fylogenetische structuur vertoont tussen en gedeeltelijk binnen soorten (de Oost-Aziatische clade en de noordwest-Afrikaanse clade zijn monospecifiek), is de fylogenetische resolutie binnen de wijdverspreide clade vaak laag en wordt deze gehinderd door discrepanties tussen nucleaire en plastidemarkers. Zowel moleculaire als morfologische gegevens wijzen erop dat de soortendiversiteit in Cistanche momenteel wordt onderschat.

trefwoorden:CistancheGastheer, Orobanchaceae, Parasiet, Fylogenie, Systematiek, Taxonomie

Cistanche herba-extractpoeder uit Chengdu Wecistanche

1. Inleiding

De Orobanchaceae zijn een uitstekend modelsysteem voor het bestuderen van de evolutie van parasitisme in planten en de onderliggende fenotypische en genetische modificaties (Westwood et al., 2010, Wickett et al., 2011). Ze zijn ook een voorbeeld van hoe moleculaire gegevens ons begrip van fylogenetische relaties met succes hebben verbeterd. Op basis van moleculaire studies is de gezinsomschrijving aanzienlijk veranderd en zijn intergenerieke relaties gewijzigd (Wolfe et al., 2005; Bennett en Mathews, 2006; Park et al., 2008; McNeal et al., 2013; Fu et al., 2017; Li et al., 2019). De breedste en meest uitgebreide fylogenetische analyses van de Orobanchaceae tot nu toe zijn door McNeal et al. (2013), die een gecombineerde dataset van vijf markers gebruikten (nucleair: ITS, PHYA, PHYB; plastide: matK en rps2) die meer dan 50 geslachten van de familie omvat. Ondanks deze vooruitgang zijn veel geslachten niet opgenomen in moleculaire studies en blijven ze ongeplaatst (Schneeweiss, 2013). Bovendien blijven fylogenetische relaties binnen geslachten, vooral in taxonomisch moeilijke niet-fotosynthetische parasitaire groepen, slecht onderzocht.

Een groep die grondiger fylogenetisch onderzoek nodig heeft, is het niet-fotosynthetische wortelparasitaire geslachtCistanche. Het is een potentieel lonend object voor het bestuderen van de evolutie van grote genomen (veel grotere chromosomen en dienovereenkomstig veel grotere genoomgrootte dan in nauw verwante geslachten: Schneeweiss et al., 2004b; Weiss-Schneeweiss et al., 2006; Wicke, 2013), reductieve evolutie van plastidegenomen (Li et al., 2013; Wicke et al., 2013, 2016; Liu et al., 2020), of soortendiversiteit en biogeografie in droge gebieden, maar elk van deze onderzoeksroutes wordt momenteel belemmerd door slechte begrip van soortrelaties vanwege het ontbreken van grondige fylogenetische gegevens. De weinige studies waarin Cistanche is opgenomen, richten zich op de evolutie van het plastidegenoom (Li et al., 2013; Wicke et al., 2013, 2016) of de relaties tussen soorten die worden gebruikt in de traditionele Chinese geneeskunde (Tomari et al., 2002, 2003 ; Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014), en zijn taxonomisch zeer beperkt. Evenzo omvatten fylogenetische studies gericht op familieniveau of gericht op verwante geslachten, zoals Orobanche, slechts één of enkele vertegenwoordigers vanCistanche(Young et al., 1999; Schneeweiss et al., 2004a; Wolfe et al., 2005; Park et al., 2008; McNeal et al., 2013; Schneeweiss, 2013; Li et al., 2017, 2019). Hun resultaten laten zien datCistancheis nauw verwant aan andere niet-fotosynthetische parasitaire geslachten, zoals Orobanche, Phelipanche, Conopholis of Epifagus (clade III van McNeal et al., 2013; Orobanche-Phelipanche clade van Schneeweiss, 2013), maar de precieze fylogenetische plaatsing ervan is niet volledig afgewikkeld (Schneeweiss, 2013).

De laatste monografie van het hele geslacht is van Beck-Mannagetta (1930). Op basis van de vorm van de kelk en het nummer van de bracteole onderscheidde hij vier secties: (i) C. sect.Cistanchellamet de enkele soort C. ridgewayana; (ii) C. sekte. Een stof met de enkele soortCistancheSinensis; (iii) C. sekte. Heterocalyx, met drie soorten (C. fissa, C. ambigua en C. rosea); (iv) C. sekte.Cistanche(nomenclatuur onjuist genoemd sect. Eucistanche door Beck Mannagetta, 1930) bevat de overige 12 soorten. Latere taxonomische behandelingen, meestal in de context van nationale flora's, voegen een paar nieuwe soorten toe en wijzigen gedeeltelijk de omschrijvingen van vaak morfologisch variabele en dus taxonomisch complexe soorten die al door BeckMannagetta (1930) zijn erkend, zodat momenteel ongeveer 26 soorten worden geaccepteerd (The Plant List, http://www.theplantlist.org, beoordeeld op 6 december 2017). Het geslacht is wijdverbreid in droge gebieden van de Oude Wereld, van de Macaronesische eilanden en West-Afrika tot Centraal- en Oost-Azië, met het centrum van de grootste soortendiversiteit in Zuidwest-Azië en het Midden-Oosten (Beck-Mannagetta, 1930). Net als andere niet-fotosynthetische geslachten van Orobanchaceae, wordt Cistanche gekenmerkt door morfologische reductie, vooral van vegetatieve kenmerken (Rodrigues et al., 2011; Schneeweiss, 2013), zodat de meeste diagnostische kenmerken afkomstig zijn van de bloeiwijze en bloemen (vorm en indumentum van bloemen schutbladen en bracteolen, structuur en indumentum van de kelk, bloemkleur, vorm en indumentum van de helmknop), waarvan sommige slecht bewaard zijn gebleven op herbariumspecimens. Het ontbreken van een uitgebreide taxonomische behandeling die alle momenteel erkende soorten omvat, een slechte vertegenwoordiging in collecties, vooral uit minder onderzochte gebieden, en een gebrek aan taxonomisch bruikbare morfologische kenmerken dragen bij aan de onvoldoende bekende en niet-geconsolideerde taxonomie vanCistanchesoorten.

In deze studie stellen we fylogenetische relaties vast binnenCistancheals basis voor een fylogenetisch voorspellend taxonomisch systeem. Hiertoe verzamelen we sequentiegegevens van snel evoluerende en gevestigde plastidemarkers, evenals nucleaire ITS-sequenties van een taxonomisch en geografisch uitgebreide bemonstering en analyseren we die met behulp van maximale spaarzaamheid, maximale waarschijnlijkheid en Bayesiaanse methoden. Concreet willen we (i) hypothesen testen van relaties die geïmpliceerd worden door de classificatie van Beck-Mannagetta (1930), dwz of zijn secties monofyletische groepen vormen, en (ii) testen of morfologisch en taxonomisch complexe soorten zoals C. phelypaea en C. tubulosa vormen natuurlijke groepen.

2. materialen en methoden

2.1. Plantaardig materiaal

Honderdnegenentachtig monsters (nieuw verzameld, herbariummateriaal of sequenties van GenBank) werden opgenomen, overeenkomend met 17 eerder geïdentificeerdeCistanchesoorten plus zeven outgroup taxa (een toetreding van Conopholis Americana, Phelipanche cf. Iberica, twee toetredingen van Orobanche cernua, één elk van O. anatolica, O. densiflora en O. Transcaucasia). Een greep uitCistanchegericht op een brede geografische dekking voor elke soort in het geslacht. Soortidentificatie was gebaseerd op de taxonomie die werd gebruikt in monografische behandelingen en in flora's (Beck Mannagetta, 1930; Zhang en Tzvelev, 1998), waarbij morfologisch afwijkende typen werden aangeduid als soortaffinis ("aff. soortnaam") of, waarbij de beschrijving van een nieuwe ondersoort wordt verwacht (een taxonomische behandeling van het hele geslacht is in voorbereiding), als "subsp. nov."; voor monsters van GenBank, waarvoor we de herbariumvouchers niet konden controleren, bleef de taxonomische aanduiding die door de oorspronkelijke auteurs werd gebruikt, behouden. De outgroup-taxa werden geselecteerd in overeenstemming met onze huidige kennis over relaties binnen Orobanchaceae (Schneeweiss et al., 2004a; McNeal et al., 2013; Schneeweiss, 2013). Locatie- en voucherinformatie inclusief GenBank-toetredingsnummers worden gegeven in aanvullende tabel S1.

2.2. DNA-isolatie en sequencing

Extractie van genomisch DNA uit nieuw verzameld silicagel gedroogd corollaweefsel volgde het CTAB-protocol (Doyle en Doyle, 1987). Het merendeel van het herbariummateriaal werd geïsoleerd met behulp van de DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Hilden, Duitsland) of de NucleoSpin Plant II (Macherey-Nagel, Düren, Duitsland). Ongeveer 50 mg gedroogd materiaal werd gehomogeniseerd met behulp van een mengmolen (Retsch MM200, Haan, Duitsland) bij 30 Hz gedurende 3 minuten gevolgd door incubatie in 700 ul extractiebuffer gedurende ten minste één uur bij 65°C. Daarna is gebruik gemaakt van het CTAB-protocol of de door de kitfabrikanten aangeleverde protocollen.

Genomisch DNA werd bewaard bij -80 graden en verdunningen werden gebruikt voor latere amplificatie. Drie plastidemarkers (trnL-F, inclusief het trnL-intron en de intergene spacer (IGS), trnS-FM IGS en psbA-trnH IGS), gelokaliseerd in het grote single-copy regio (LSC) van het plastidegenoom, en het nucleaire interne getranscribeerde spacers (ITS1 en ITS2 plus het tussenliggende 5.8S rDNA-gen) werden geselecteerd voor fylogenetische gevolgtrekkingen. Van de plastidemarkers is herhaaldelijk aangetoond dat ze zeer geschikt zijn voor fylogenetische studies op soortniveau (Borsch en Quandt, 2009). Bovendien is psbA-trnH al gebruikt voor DNA-barcodering van ChineesCistanchetaxa (Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014). Het nucleaire ITS-gebied werd gekozen als een technisch gemakkelijk aanvaardbare nucleaire marker die ondanks verschillende potentiële problemen (Álvarez en Wendel, 2003) met succes is toegepast in tal van fylogenetische studies met een focus op soortrelaties (Baldwin et al., 1995; Álvarez en Wendel , 2003; Bailey et al., 2003) inclusief Orobanche en verwante geslachten (bijv. Schneeweiss et al., 2004a; McNeal et al., 2013). Verder is ITS2 ook gebruikt voor DNA-barcodering inCistanche(Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014; Wang et al., 2018). Het trnL-F-gebied werd geamplificeerd met behulp van de primers C en F (Taberlet et al. 1991). In sommige gevallen, zoals voor oud en zogenaamd afgebroken materiaal, werd het gebied geamplificeerd in twee afzonderlijke fragmenten, dwz met behulp van primerpaar C en D (Taberlet et al., 1991) en primerpaar trnL460F (Worberg et al., 2007) en F (Taberlet et al., 1991), respectievelijk. De trnS-trnfM IGS werd geamplificeerd met behulp van trnS(UAG)-pF1 (5′-ACTATACCGGTTTTCAAGGCCG-3}′) en trnfM(CAU)-pR1 (5′-TAG AGC AGTTTGGTAGCTCGCA-3}′; S. Wicke , Münster, pers. comm.), de psbAtrnH IGS met gebruikmaking van de primers van Kress et al. (2005). Het PCR-profiel voor de plastidemarkers omvatte een initiële denaturatiestap van 5 minuten bij 94 graden, gevolgd door 30 cycli van elk 1 minuut bij 94 graden, 1 minuut bij 55 graden, 90 s bij 72 graden en een laatste verlengingsstap van 7 min op 72 graden. Het ITS-gebied werd geamplificeerd met behulp van de primers ITS4 en ITS5 (White et al., 1990) met een amplificatieprofiel van 5 minuten bij 94 graden gevolgd door 40 cycli elk met 1 minuut bij 94 graden, 1 minuut bij 48 graden met een tijd- toename van plus 4 s per cyclus, 45 s bij 68 graden en een laatste verlengingsstap van 7 min bij 68 graden. Niet-succesvolle PCR's werden herhaald met gebruikmaking van interne primers 5.8S106-R (5'-AGGCGCA ACTTGCGTTCAAA -3′) en 5.8S32-F (5'-GCATCGATGAAGAACGT AGC-3}; D. l. Nickrent, Southern Illinois University, VS, pers. comm.) in combinatie met de respectieve externe primers ITS5 en ITS4. PCR-reacties werden uitgevoerd in een volume van 25 µl en omvatten 1,5 UGoTaq Flexi DNA-polymerase (Promega, Madison, VS), 0-0,2 M betaïnemonohydraat, 0,4 µM van elke forward en reverse primer, 0,15 mM dNTP's (Carl Roth, Karlsruhe, Duitsland), 1 mM MgCl2 in 1xGoTaq Flexi-buffer, 1 ul genomisch DNA met onbekende concentratie en water. Voor sommige sterk aangetaste herbariummateriaal werden Ready-To-Go PCRBeads (Amersham-Pharmacia Biotech, Amersham, UK) gebruikt volgens de instructies van de fabrikant. Zoals gewoonlijk vereist voor DNA-isolaten van herbariummateriaal, werden PCR-additieven zoals 1 ul PVP-40 (10-40 procent) en/of 5 ul versterkeroplossing P (5×; PeqLab, Erlangen, Duitsland) toegevoegd aan de reacties ten koste van water. Amplificatieproducten werden op gel gezuiverd op een 1 procent agarosegel met behulp van de thePeqLab PCR-zuiveringskit (Peqlab) of de snelle PCR-zuiveringskit (Qiagen). Voor geneste ITS-PCR-producten van < 300="" bp="" (amplificatie="" uit="" herbariummateriaal,="" dat="" vaak="" met="" schimmels="" besmet="" is),="" werd="" gekozen="" voor="" een="" hogere="" gelconcentratie="" (1,4="" procent)="" en="" langere="" looptijden.="" van="" gereinigde="" pcr-producten="" werd="" de="" sequentie="" bepaald="" door="" macrogen="" (seoul,="" korea)="" met="" de="" amplificatieprimers="" en="" de="" aanvullende="" interne="" primers="" die="" hierboven="" zijn="" vermeld,="" waar="">

cistanche wirkung

2.3. Sequentie-uitlijning, indel-codering en fylogenetische analyses

DNA-sequenties werden geassembleerd en uitgelijnd met behulp van PhyDE 0.97 (Müller et al., 2006). In navolging van Olsson et al. (2009) werden regio's met onzekere homologie (mutationele hotspots) geannoteerd in PhyDE en verwijderd uit de analyses. Inversies werden positioneel geïsoleerd in de uitlijning en opgenomen als omgekeerde aanvulling zoals eerder gesuggereerd (Quandt et al., 2003; Borsch en Quandt; 2009). Indels werden gecodeerd met behulp van eenvoudige indel-codering (SIC; Simmons en Ochoterena, 2000) zoals geïmplementeerd in SeqState 1.25 (Müller, 2005) en toegevoegd als een extra gegevenspartitie. In alle datamatrixen werden sequentiehiaten behandeld als ontbrekende gegevens en werden uitgelijnde posities behandeld als gelijk gewogen.

Analyses werden uitgevoerd op drie reeksen sequentiegegevens die overeenkomen met aaneengeschakelde plastidemarkers, ITS en gecombineerde gegevens (plastide- en nucleaire markers gecombineerd), elk met of zonder indels, wat resulteerde in een totaal van zes gegevenssets die werden geanalyseerd. Voorafgaand aan de gecombineerde analyses werden datasets met enkele marker gescreend op incongruenties tussen markers via afzonderlijke analyse van elke afzonderlijke locus in MrBayes met behulp van de standaardinstellingen (gegevens niet getoond). Maximale spaarzaamheidsanalyses (MP) van de aaneengeschakelde nucleotidematrix met en zonder de toegevoegde indelmatrix werden uitgevoerd in PAUP* 4.0b10 (Swofford, 1999) met behulp van de spaarzame ratel (Nixon, 1999) via de gegenereerde opdrachtbestanden door PRAP2 (Müller, 2004). De volgende ratelinstellingen werden gebruikt: 200 iteraties met 25 procent van de posities willekeurig opgewaardeerd (gewicht=2) in elke replica en 10 willekeurige optellingscycli. Maximale waarschijnlijkheidsanalyse (ML) van de aaneengeschakelde nucleotidematrix

met en zonder de bijgevoegde indel-matrix, werden uitgevoerd met behulp van RAxML 8 (Stamatakis, 2014) met behulp van het GTRCAT-model. Voor zowel MP- als ML-analyses werd de ondersteuning geschat via bootstrapping (Felsenstein, 1985) met 10,000 replica's. Bayesiaanse gevolgtrekkingen (BI), uitgevoerd op alle zes datasets (enkele en aaneengeschakelde markers, met en zonder indels gecodeerd) werden uitgevoerd met MrBayes 3.2.2 (Huelsenbeck en Ronquist, 2001; Ronquist en Huelsenbeck, 2003) met gebruikmaking van de GTR plus Γ plus Ik modelleer voor de nucleotidepartitie (twee niet-gekoppelde modellen in het geval van de gecombineerde dataset) en het restrictieplaatsmodel (F81-like; Felsenstein, 1981) voor de indelpartitie met standaardprioriteiten. Zes runs met elk 10 miljoen generaties en elk vier kettingen (één koude en drie verwarmde kettingen met de standaardverwarming) werden parallel uitgevoerd, waarbij elke 1000e generatie monsters werden genomen. De eerste 25 procent werd weggegooid als inbranding, wat lang was nadat de kettingen stationair waren geworden, zoals geïdentificeerd in Tracer v.1.7.1 (Rambaut et al., 2018). Bomen werden bewerkt met TreeGraph2 (Stöver en Müller, 2010).

3. Resultaten

Kenmerken van de volledige dataset, waar geen posities zijn verwijderd, en van de dataset, waar hotspots (voor details hierover zie aanvullende tabel S2) zijn verwijderd (mononucleotide-herhalingen) of teruggedraaid (haarspeld-geassocieerde inversies), worden gegeven in Tabel 1. De meeste indels in de dataset waren herhalingen van aangrenzende fragmenten (dwz eenvoudige sequentieherhalingen [SSR]), variërend in lengte van 2 tot 20 nucleotiden (gegevens niet getoond). Bovendien werd in de psbA-trnH-spacer een deletie van 1148 bp in de uitgelijnde matrix waargenomen in C. aff. fissa 2, wat overeenkomt met een vermindering van de sequentielengte tot 20 procent van de gemiddelde lengte.

We hebben geen significante incongruenties waargenomen tussen fylogenetische relaties afgeleid van enkele plastidemarkers (gegevens niet getoond), maar tussen aaneengeschakelde plastidemarkers en de nucleaire marker (aanvullende figuren S1-S2). Deze werden vooral gevonden in de clade waaronder onder andere C. phelypaea enCistanchetubulosa (dwz de wijdverspreide clade: zie de volgende paragraaf), die werd gekenmerkt door een algemeen ondiep niveau van divergentie (zie phylogram in Fig. 1). Er waren geen significante verschillen tussen bomen afgeleid uit datasets met of zonder coderingsindels; het gebruik van indel-informatie verhoogde echter de algehele topologische resolutie, terwijl de impact ervan op ondersteuningswaarden dubbelzinnig was (figuur 1, aanvullende figuren S1-S3).

De fylogenetische bomen verkregen uit ML en BI op basis van gecombineerde plastide- en nucleaire markers, beide met indels (ML log-waarschijnlijkheidsscore van −21272.719; harmonisch gemiddelde van log-waarschijnlijkheidsscores van BI van −21432.751) en zonder indels (ML log-waarschijnlijkheidsscore score van −17135.239; harmonisch gemiddelde van log-waarschijnlijkheidsscores van BI van −17654.075), waren sterk congruent en leverden een goed opgeloste boom op (Fig. 1). In het volgende zullen we ons concentreren op de resultaten van de gecombineerde analyses, waarbij we alleen verwijzen naar single-marker-analyses (aaneengeschakelde plastide versus nucleair) in het geval van significante discrepanties. De gecombineerde analyses geïdentificeerdCistancheals een monofyletische groep, hoewel slechts zwak ondersteund (ML 61/ < 50;="" bi="" 0.77/0.91;="" ondersteuningswaarden="" van="" analyses="" met="" gecodeerde="" indels/zonder="" gecodeerde="" indels).="" in="" mp-analyse="" is="" de="" positie="" van="" c.="" sinensis="" ten="" opzichte="" van="">Cistanchesoort en de outgroup-taxa was onopgelost (aanvullende figuur S3).Cistancheviel in vier grote goed ondersteunde clades (Fig. 1, Aanvullende Fig. S3), hierna respectievelijk Oost-Aziatische Clade, Zuidwest-Aziatische Clade, Noordwest-Afrikaanse Clade en Widespread Clade genoemd. De Oost-Aziatische Clade, met alleen C. Sinensis (MP 100/100; ML 100/100; BI1.00/1.00) uit China en Mongolië, werd afgeleid als zuster van de rest vanCistanche(MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00). De Southwest Asian Clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00), bestaande uit verschillende soorten van zuidwest tot centraal Azië, werd zus van de clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) inclusief de Noordwest-Afrikaanse Clade en de Widespread Clade. Overwegende dat de Noordwest-Afrikaanse Clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) slechts één soort bevatte die beperkt was tot Noordwest-Afrika, de wijdverbreide Clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) omvatte ongeveer tien soorten die gezamenlijk een brede verspreiding hebben van de Atlantische kusten van Europa en Afrika tot Centraal-Azië.

In de Zuidwest-Aziatische clade werd de fylogenetische structuur uitgesproken (Fig. 1, Aanvullende Fig. S3). Clade A (MP 98/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) omvatte alleen C. ambigua, die in twee geografisch gescheiden subclades viel, één (MP 79/1{{30}}; ML 75/ <50; bi="" 1.00="">< 50)="" met="" uitsluitend="" toetredingen="" uit="" het="" noordoosten="" van="" iran,="" de="" tweede="" (mp="" 75/51;="" ml="" 82/="">< 50;="" bi="" 1.00/0.="" 51)="" met="" enkele="" toetredingen="" uit="" het="" noorden="" van="" iran="" en="" twee="" toetredingen="" uit="" het="" zuidwesten="" van="" afghanistan.="" clade="" a="" was="" de="" zus="" (mp="" 70/52;="" ml="" 69/="">< 50;="" bi="" 1.00/0.93)="" van="" c.="" ridgewayana="" uit="" afghanistan.="" daaropvolgende="" zustergroep="" (mp="" 98/99;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/1.00)="" was="" clade="" b="" (mp="" 62/68="" ;ml="" 75/79;bi="" 0.97/1.00)="" bestaande="" uit="" de="" toetredingen="" van="" c.="" aff.="" ridgewayana.="" binnen="" clade="" b="" kwam="" de="" fylogenetische="" structuur="" overeen="" met="" de="" geografie,="" omdat="" toetredingen="" uit="" het="" noordwesten="" en="" midden="" van="" iran="" (aff.="" ridgewayana="" 2)="" een="" subclade="" vormden="" genesteld="" binnen="" een="" graad="" van="" toetredingen="" uit="" voornamelijk="" centraal="" en="" zuidelijk="" iran="" (aff.="" ridgewayana="" 1).="" relaties="" tussen="" de="" aanwinsten="" van="" c.="" ridgewayana="" sl="" (c.="" ridgewayana="" en="" c.="" aff.="" ridgewayana)="" verschilden="" echter="" tussen="" markers:="" terwijl="" c.="" ridgewayana="" sl="" werd="" afgeleid="" als="" monofyletisch="" zonder="" enige="" ondersteunde="" interne="" structuur="" door="" its-gegevens="" (aanvullende="" figuur="" s2)="" ,="" het="" werd="" afgeleid="" als="" parafyletisch="" door="" plastidegegevens="" met,="" in="" vergelijking="" met="" de="" gecombineerde="" analyse,="" gewisselde="" posities="" van="" c.="" aff.="" ridgewayana="" 1="" en="" c.="" aff.="" ridgewayana="" 2.="" de="" volgende="" zustergroep="" van="" de="" clade="" omvat="" c.="" ambigua="" en="" c.="" ridgewayana="" sl="" (mp="" 74/60;="" ml="" 96/93;="" bi="" 1.00/1.00)="" was="" clade="" c="" (mp="" 100/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/1,00)="" met="" c.="" aff.="" fissa="" 1="" uit="" afghanistan.="" de="" volgende="" zustergroepen="" waren="" (i)="" de="" enkele="" toetreding="" van="" c.="" aff.="" fissa="" 2="" uit="" azerbeidzjan="" (mp="" 57/100;="" ml="" 84/85;="" bi="" 0,88/0,57),="" (ii)="" clade="" d="" (mp="" 100/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1,00/1,00)="" bestaande="" uit="" c.="" salsa="" uit="" zuidwest-azië="" en="" uit="" china="" (mp="" 100/100;="" ml="" 80/90;="" bi="" 0.99/0.99),="" en="" (iii)="" clade="" e="" (mp="" 100/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/="" 1.00)="">Cistanchedeserticola uit China en Mongolië (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00).

Fig. 2. Kenmerkende bloem- en kelkvormen voor geselecteerde leden van de Oost-Aziatische clade (J), de Zuidwest-Aziatische clade (F–I), de Noordwest-Afrikaanse clade (K) en de wijdverspreide clade (A–E, L– M) van Cistanche. (A) C. senegalensis, (B) C. flava, (C) C. tubulosa subsp. tubulosa, (D) C. violacea, (E) C. phelypaea subsp. nov., (F) C. fissa, (G) C. salsa, (H) C. ridgewayana, (I) C. ambigua, (J) C. Sinensis, (K) C. spec. nov., (L) C. rosea, (M) C. laxiflora.

In de Widespread Clade waren relaties af en toe dubbelzinnig vanwege de lage resolutie van de nucleaire gegevens en discrepanties tussen plastide- en nucleaire markers (aanvullende figuren S1-S2). Deze hadden niet alleen betrekking op de positie van enkele toetredingen (bijv. C. Senegalese ED1096,Cistanchetubulosa subsp. tubulosa ED891) maar ook de omschrijving van grotere subclades. Terwijl plastidegegevens bijvoorbeeld C. Rosea afleidden als een goed ondersteunde zuster van de resterende soorten (BI 1.00; aanvullende figuur S1), suggereerden nucleaire gegevens dat het een lid van een clade was (BI 1. 00) inclusief alle soorten behalve C. phelypaea, C. violacea en de meeste toevoegingen van C. lutea (aanvullende figuur S2). Dientengevolge werden relaties tussen belangrijke clades (clades F-J) afgeleid uit de gecombineerde analyses vaak slecht opgelost en slecht ondersteund (figuur 1). De enige uitzondering was clade F (MP 100/100; ML 100/1{00; BI 1.00/1.00), met daarin C. rosea uit de Arabisch schiereiland (in de ITS-analyse omvatte de overeenkomstige en slechts zwak ondersteunde clade bovendien toetreding ED1096 van C. senegalensis: aanvullende figuur S2), wiens zustergroeprelatie met de clade (MP 99/94; ML 98/99; PP 1,00/0,99) bestaande uit de overige soorten (clades G-J; Fig. 1) werd goed ondersteund.

herba cistanches

Clade G (MP 63/99; ML 84/54; BI 1.00/ <50) bevatte="" c.="" laxiflora="" uit="" iran="" en="" afghanistan="" samen="" met="" twee="" toevoegingen="" van="" c.="" tubules="" uit="" china="" (gb1="" en="" gb2).="" binnen="" clade="" g="" was="" c.="" laxiflora="" parafyletisch,="" omdat="" de="" subclade="" van="" de="" twee="" c.="" tubulosa-toetredingen="" (mp="" 98/65;="" ml="" 99/73;="" bi="" 1.00/0.77)="" gegroepeerd="" in="" een="" clade="" (mp="" 54/="">< 50;="" ml="" 60/91;="" bi="" 1.00/1.00)="" met="" toevoegingen="" van="" c.="" laxiflora="" uit="" noord-="" en="" zuid-iran="" en="" uit="" afghanistan="" (mp="" 85/="">< 50;="" ml="">< 50/50;="" bi="">< 0,50/0,74)="" met="" uitsluiting="" van="" toetredingen="" van="" c.="" laxiflora="" uit="" centraal="" iran="" die="" een="" aparte="" groep="" vormen="" (mp="" 99/95;="" ml="" 99/95;="" bi="" 1.="">

Clade H (MP niet ondersteund; ML 97/50; PP 1.00/ <50) bevatte="" c.="" senegalensis="" (oostelijk="" afrika)="" en,="" daarin="" genesteld,="" een="" monofyletische,="" maar="" niet="" ondersteund,="" c.="" flava="" (zuidwest-azië)="" en="" een="" subclade="" (mp="" 90/73;="" ml="" 86/69;="" bi="" 0.79/0.86)="" bestaande="" uit="" toetredingen="" van="" c.="" aff.="" tubulosa="" van="" het="" zuidelijke="" arabische="" schiereiland="" (oman,="" jemen).="" bewijs="" voor="" clade="" h="" kwam="" hoofdzakelijk="" uit="" plastidegegevens="" alleen="" omdat="" in="" its="" c.="" flava="" werd="" afgeleid="" als="" nauw="" verwant="" aan="" c.="" laxiflora="" en="" relaties="" tussen="" c.="" senegalensis="" en="" c.="" tubulosa="" onopgelost="" bleven="" (aanvullende="" figuur="" s2).="" in="" clade="" h="" waren="" niet="" alleen="" relaties="" van="" c.="" tubulosa="" en="" c.="" flava="" tot="" c.="" senegalensis="" slecht="" opgelost="" en="" slecht="" ondersteund,="" maar="" ook="" die="" tussen="" geslachten="" binnen="" c.="" senegalensis="" en="" binnen="" c.="" flava,="" met="" als="" enige="" uitzondering="" een="" subclade="" van="" vier="" c.="" toetredingen="" van="" flava="" (flava="" subsp.="" nov.)="" uit="" het="" noorden="" van="" iran="" (mp="" 100/97;="" ml="" 100/99;="" bi="">

Clade I (MP niet ondersteund; ML 62/54; PP 1.00/ < 0.50)="" bevatte="" uitsluitend="" toevoegingen="" van="" c.="" tubulosa,="" die="" een="" groot="" geografisch="" bereik="" bestrijken="" van="" de="" kaapverdische="" eilanden="" en="" mali="" via="" het="" arabisch="" schiereiland="" en="" iran="" tot="" pakistan="" en="" india.="" bewijs="" voor="" clade="" h="" kwam="" ook="" hoofdzakelijk="" uit="" plastidegegevens="" alleen,="" omdat="" in="" its="" deze="" groep="" werd="" afgeleid="" als="" parafyletisch="" en="" vaak="" onopgelost="" met="" betrekking="" tot="" c.="" rosea="" (clade="" f),="" c.lassiflora="" (clade="" g)="" evenals="" c.="" senegalensis="" en="" c="" flava="" (clade="" h).="" de="" fylogenetische="" structuur="" in="" clade="" i="" was="" over="" het="" algemeen="" zwak="" en="" vertoonde="" geen="" duidelijk="" geografisch="">

Clade J (MP 92/53; ML 97/87; PP 1.00/0,99) bevatte C. lutea sl (dwz inclusief C. lutea, C. aff. lutea 1 en C. aff. lutea 2; Macaronesische eilanden en de Middellandse Zee) en, daarin genest, C. Brunner (westelijk Afrika), C. phelypaea (Macaronesische eilanden, Atlantische en mediterrane kustgebieden van Afrika en Zuidwest-Europa), en C. violacea ( Noord-Afrika).Cistanchephelypaea (MP 100/98; ML 100/ 100; BI 1.00/1.{{ 31}}0) gevormd, samen met een graad van C. lutea sl (aanwinsten uit het hele verspreidingsgebied van deze soort) plus twee aanwinsten van C. violaceus (ED807 en ED1{{ 41}}12 uit respectievelijk Saoedi-Arabië en Jordanië) en de hybride van C. aff. lutea 1 en C. violacea, een zwak ondersteunde clade (MP 55/-; ML 76/67; BI 0.64/ < 0.50)="" die="" een="" zuster="" was="" (mp="" 90/53;="" ml="" 97/92;="" bi="" 0,96/0,89="" naar="" een="" clade="" (mp="" 68/58;="" ml="" 93/82;="" bi="" 0,90/0,63)="" inclusief="" alle="" behalve="" de="" twee="" eerder="" genoemde="" toetredingen="" van="" c.="" violacea.="" in="" tegenstelling="" tot="" c.="" violacea,="" waar="" een="" geografische="" scheiding="" in="" een="" wijdverspreide="" clade="" (mp="" 53/70;="" ml="" 84/85;="" bi="" 0,92/0,59)="" en="" een="" uitsluitend="" marokkaanse="" clade="" (mp="" 92/93;="" ml="" 99/99;="" bi="" 1="" .00/0.95)="" werd="" gevonden,="" waren="" de="" fylogenetische="" en="" geografische="" structuur="" in="" c.="" lutea="" sl="" en="" c.="" phelypaea="" beperkt.="" de="" resterende="" toetredingen="" van="" c.="" lutea="" (allemaal="" uit="" west-afrika)="" plus="" c.="" brunneri="" (slechts="" één="" enkele="" toetreding="" inbegrepen)="" vormden="" een="" rang="" aan="" de="" basis="" van="" clade="" j="" vanwege="" de="" positie="" van="" de="" c.="" lutea-toetreding="" uit="" niger="" (ed726)="" buiten="" de="" clade="" (mp="" 94/60,="" ml="" 95/69;="" bi="" 1.00/0.99)="" gevormd="" door="" de="" andere="" toetredingen.="" de="" conclusie="" van="" deze="" c.="" lutea-kwaliteit="" was="" waarschijnlijk="" te="" wijten="" aan="" discrepanties="" tussen="" plastide-="" en="" its-gegevens.="" specifiek,="" uit="" plastidegegevens,="" werden="" deze="" c.="" lutea-toetredingen="" plus="" c.="" brunneri="" afgeleid="" als="" nauw="" verwant="" aan="" c.="" violacea="" en="" andere="" c.="" lutea-toegangen="" (aanvullende="" figuur="" s1),="" dat="" wil="" zeggen,="" zoals="" in="" de="" gecombineerde="" gegevens,="" terwijl="" its-gegevens="" die="" plaatsten="" ,="" in="" een="" onopgeloste="" positie,="" in="" een="" clade="" met="" c.="" senegalensis="" en="" c.="" tubulosa="" met="" uitsluiting="" van="" andere="" leden="" van="" clade="" j="" (aanvullende="" figuur="">

4. Discussie

In de laatste monografie van het geslachtCistancheBeck-Mannagetta (1930) onderscheidde vier groepen (als taxonomische secties) die verschillen in kelkkenmerken en het aantal bracteolen. Met uitzondering van de monospecifieke C. sekte. Substance (Oost-Aziatische clade), geen van de secties van Beck Mannagetta wordt ondersteund als monofyletisch. In plaats daarvan, soorten C. sekte.Cistancheen C. sekte. Heterocalyx is vermengd (in de zuidwest Aziatische clade en de wijdverspreide clade) en de enkele soort van C. sekte. Cistanchella is parafyletisch en nestelt in de Zuidwest-Aziatische Clade. Een vierde belangrijke afstamming (Noordwest-Afrikaanse clade), hier vertegenwoordigd door een nog te beschrijven soort die morfologisch dicht bij C. mauritanica ligt, traditioneel geplaatst in de C.-sekte.Cistancheis niet geïdentificeerd in een van de vorige classificaties

De vier belangrijkste geslachten die hier worden geïdentificeerd, kunnen ook morfologisch worden gekarakteriseerd. In het bijzonder is de enige soort van de Oost-Aziatische Clade, C. Sinensis, de enigeCistanchesoorten met een diep ingesneden vierdelige kelk, terwijl alle andere (minstens) vijf meestal vergroeide kelklobben hebben (Fig. 2). Soorten van de wijdverspreide clade hebben kale stengels, schutbladen en kelken, terwijl die van de Zuidwest-Aziatische en de Noordwest-Afrikaanse clade ten minste gedeeltelijk harig zijn (respectievelijk wollig of lanuginose versus arachnoid-lanuginose) (Fig. 2). Ten slotte hebben leden van de Noordwest-Afrikaanse Clade een dicht arachnoid-lanuginose indumentum en breed ruitvormige schutbladen die niet worden gevonden in de Zuidwest-Aziatische Clade (figuur 2). Eerder benadrukte karakters, dwz het aantal bracteolen (één of geen in C. sect.Cistanchellaversus twee in alle andere secties) en de vorm van de kelklobben (min of meer diep gescheiden en ongelijke lobben in C. sect. Heterocalyx versus ondiep gescheiden en gelijke lobben in C. sect.Cistanche), weerspiegelen geen diepere spleten en lijken, althans in het geval van de vorm van de kelklobben, ten minste tweemaal onafhankelijk te zijn geëvolueerd.

Verschillende van de momenteel erkende soorten worden niet ondersteund als monofyletisch (Fig. 1), wat niet beperkt is tot taxa waarvan bekend is dat ze taxonomisch moeilijk zijn, zoals C. lutea of ​​C. tubulosa, maar ook tot taxa die taxonomisch niet problematisch worden geacht, zoals C. ridgewayana sl orCistanchefissa sl (hier vertegenwoordigd door C. aff. fissa 1 en 2). De discrepantie tussen taxonomische en fylogenetische eenheden kan te wijten zijn aan verschillende, elkaar niet uitsluitende factoren, waaronder verkeerde identificatie van soorten, gebrek aan taxonomische erkenning van morfologisch en/of geografisch gedifferentieerde entiteiten, hybridisatie en geringe divergentie (snelle straling). Verkeerde identificatie van soorten is waarschijnlijk de oorzaak van de positie van twee toevoegingen van C. tubulosa (GB1 en GB2) genesteld in C. laxiflora (Fig. 1). De vouchers van deze toevoegingen waren voor ons niet beschikbaar voor herziening, maar, zoals beoordeeld op webafbeeldingen, komen planten uit aangrenzende gebieden in de centrale woestijnen van China morfologisch overeen met C. laxiflora subsp. laxiflora (witte bloemkroonbuizen met lichtpaarse lobben in plaats van bleek tot diepgeel in C. tubulosa). Deze soort wordt niet gerapporteerd uit China, waar planten die tot dit taxon behoren, ofwel onder C. tubulosa (Zhang, 1990) of, meer recentelijk, onder C. mongolica (Zhang en Tzvelev, 1998) staan. Gebrek aan taxonomische erkenning van morfologisch en/of geografisch gedifferentieerde afstammingslijnen lijkt zowel van toepassing te zijn op parafyletische soorten, zoals C. ridgewayana sl en C. aff. fissa, evenals voor monofyletische soorten met een sterke fylogenetische structuur, zoals C. Flava. In elk van deze gevallen verschillen fylogenetisch omschreven groepen morfologisch en geografisch en verdienen daarom taxonomische erkenning (een gedetailleerde taxonomische behandeling zal in een volgende publicatie worden gegeven). Zowel verkeerde identificatie van soorten als onvoldoende taxonomische resolutie zijn veelvoorkomende problemen bij holoparasitaire Orobanchaceae, met name in Orobanche en verwante geslachten (Manen et al., 2004; Schneeweiss et al., 2004a; Schneeweiss et al., 2009; Schneeweiss, 2013).

Hybridisatie is een veelvoorkomend fenomeen bij bloeiende planten (Rieseberg en Carney, 1998; Payseur en Rieseberg, 2016) en is ook gerapporteerd voorCistanche. In het bijzonder beschreef Beck-Mannagetta (1930) hybriden tussen C. lutea (als C. tinctoria f. lutea) en C. violacea als nothospecies, C. hybrid. Deze hybriden kunnen morfologisch intermediair zijn, zoals het geval is voor toetreding ED686, of kunnen lijken op een van de ouders, zoals het geval is voor toetreding ED1012; deze laatste toetreding is oorspronkelijk vastgesteld als C. violacea, maar bij heronderzoek, uitgelokt door zijn fylogenetische positie binnen C. lutea sl, bleek het ook een hybride te zijn. Uitgaande van maternale overerving van het plastidegenoom (zoals getoond voor de Orobanchaceae Rhinanthus angustifolius: Vrancken en Wesselingh, 2010) inCistanche, zou de aanwezigheid van het maternale ITS-ribotype in de hybride toetreding ED686 (het is niet beschikbaar voor toetreding ED1012) consistent zijn met de vorming van latere generatie hybriden en/of terugkruisingen, resulterend in het vangen van plastiden. Plastidenvangst zou ook discrepanties tussen nucleaire en plastidemarkers kunnen verklaren. Bijvoorbeeld C. af. tubulosa van het Arabisch Schiereiland, morfologisch verschillend in verschillende kenmerken van wijdverbreide C. tubulosa, vormde een clade dicht bij C. senegalensis in de ITS-dataset, maar werd gescheiden in twee verschillende clades in de plastide en de gecombineerde dataset-groepering met C. senegalensis (clade H) of toevoegingen van C. tubulosa subsp. tubulosa (clade I; zowel C. senegalensis als C. tubulosa subsp. tubulosa komen ook voor op het Arabisch Schiereiland).

Een alternatief voor introgressie voor het verklaren van discrepanties tussen fylogenetische posities afgeleid van nucleaire versus plastidegegevens is onvolledige afstammingssortering, die nucleaire en plastidegenomen verschillend zal beïnvloeden vanwege verschillen in hun effectieve populatiegrootte (in plastidegenomen slechts half zo groot als in nucleaire genomen in een eenhuizige groep zoalsCistanche). Onvolledige afstammingssortering zal naar verwachting met name relevant zijn in het geval van ondiepe divergentie en snelle straling (Maddison en Knowles, 2006), wat blijkbaar het geval is in de Widespread Clade, waar de clade die Clades G tot J omvat, wordt gekenmerkt door korte taklengtes (Figuur 1). Onvolledige afstammingssortering kan verantwoordelijk zijn voor het gebrek aan moleculaire differentiatie en/of coherentie van morfologisch gedifferentieerde afstammingslijnen binnen C. lutea sl (dwz C. aff. lutea 1 en C. aff. lutea 2). Het ontwarren van onvolledige afstammingssortering van introgressie vereist op coalescentie gebaseerde methoden (Blanco-Pastor et al., 2012), idealiter met nucleaire fylogenomische gegevens (Bravo et al., 2019), die bij afwezigheid van een solide taxonomisch kader en voldoende uitgebreide gegevens niet nog mogelijk.

Gastheerspecialisatie is een belangrijke evolutionaire kracht in holoparasitaire Orobanchaceae (Schneider et al., 2016).Cistanche, lijkt echter een uitzondering te zijn, aangezien veel soorten zijn gevonden in leden van verschillende plantenfamilies, meestal Amaranthaceae (inclusief Chenopodiaceae) en Polygonaceae, maar ook Fabaceae, Zygophyllaceae, Tamaricaceae, Rosaceae, Nitrariaceae en Salvadoraceae. Net als in Orobanche (Manen et al., 2004), kan dezelfde host worden gedeeld door verschillende niet-verwanteCistanchesoorten (haloxylon ammodendron is bijvoorbeeld de gastheer voor C. deserticola uit de Zuidwest-Aziatische clade en voor C. phelypaea uit de wijdverspreide clade). Gevallen van vermeende waardspecialisatie (bijv. C. senegalensis meestal op Acacia/Fabaceae; voornamelijk Fabaceae als gastheer voor C. Flava subsp. nov. versus voornamelijk Calligonum bungei/Polygonaceae voor C. Flava subsp. Flava) kunnen wijzen op de overvloed aan geschikte waardplanten soorten in plaats van echte gastheerspecialisatie. Het testen van enige rol van gastheerspecialisatie voor de diversificatie van Cistanche vereist een goed opgeloste soortfylogenie en voldoende gedetailleerde gastheergegevens.5. conclusies

Dit is de eerste uitgebreide moleculaire fylogenetische analyse van het holoparasitaire plantengeslachtCistanche, wijdverspreid in droge gebieden van de Oude Wereld. Vier grote clades binnenCistanchezijn geïdentificeerd die slechts gedeeltelijk overeenkomen met traditioneel erkende secties (Beck Mannagetta, 1930) en vertonen over het algemeen een sterke geografische component. Terwijl de Zuidwest-Aziatische clade een sterke fylogenetische structuur vertoont tussen en gedeeltelijk binnen soorten (de Oost-Aziatische en de Noordwest-Afrikaanse clade zijn monospecifiek), is de fylogenetische resolutie binnen de wijdverspreide clade vaak laag en wordt deze gehinderd door discrepanties tussen nucleaire en plastidemarkers, die op zijn minst gedeeltelijk is te wijten aan hybridisatie/introgressie en/of onvolledige afstammingssortering. Moleculair fylogenetisch bewijs en resultaten van een morfologische herevaluatie vanCistanchesoorten geven aan dat soortendiversiteit inCistanchewordt momenteel onderschat (zie taxa aangeduid als sp. nov. of subsp. nov. in de tekst). Hoewel sommige soorten nog moeten worden opgenomen in moleculair fylogenetisch onderzoek (bijv. C. mauritanica) en aanvullende markers nodig zullen zijn om alle soortenrelaties op te lossen, bieden de hier gepresenteerde degelijke fylogenetische hypothesen een waardevolle basis voor lopende cytogenetische, taxonomische en biogeografische onderzoek in dit geslacht.

cistanche bienfaits

Financiering

Dit werk is gedeeltelijk ondersteund door SYNTHESYS, gefinancierd door de onderzoeksinfrastructuuractie van de Europese Gemeenschap in het kader van het KP7-programma "Capaciteiten" van de Real Jardín Botánico (ES-TAF-1663). We willen de Universiteit van Bonn, de OeAD (Österreichische Austauschdienst) en DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst) bedanken voor hun financiële steun.

CrediT auteursbijdrage verklaring

Najibeh Ataei: Conceptualisering, Datacuratie, Formele analyse, Financieringsacquisitie, Onderzoek, Projectadministratie, Visualisatie, Schrijven - origineel concept, Schrijven - review & redactie.Gerald M. Schneeweiss: Conceptualisering, Supervisie, Schrijven -review & redactie. Miguel Angel García: bronnen. Michael Krug: Formele analyse. Marcus Lehnert: Schrijven - origineel ontwerp. JafarValizadeh: bronnen. Dietmar Quandt: Conceptualisering, Formele analyse, Projectadministratie, Middelen, Supervisie, Schrijven - review & redactie

Dankbetuigingen

Dank gaat uit naar Edit Korpinos, die hulp heeft geboden in het Jodrell-lab in Kew en aan de herbariumcuratoren (TARI, BM, IRAN, BONN, USB, P, TUH, E, W, KAS, MSB, K, B, G, PEY , M, UG, BR, GUH, MA, WU) voor het versturen van bruiklenen en foto's. We danken Susann Wicke voor het ontwerp van de primer en de ondersteuning van het laboratorium. We waarderen Dr. Hossein Akhani van de universiteit van Teheran en mevrouw Robabeh Shahi Shavvon van de Gilan University voor het verstrekken van wat DNA-materiaal uit Iran. We zijn Dr. FedericoLuebert en Juliana Chacon van het Nees Institute dankbaar voor hun nuttige opmerkingen.

Referenties:

Álvarez, I., Wendel, JF, 2003. Ribosomale ITS-sequenties en fylogenetische inferentie van planten. Mol. fylogenet. Evol. 29, 417-434. https://doi.org/10.1016/S1055-7903(03)00208-2.
Bailey, CD, Carr, TG, Harris, SA, Hughes, CE, 2003. Karakterisering van angiosperm nrDNA-polymorfisme, paralogie en pseudogenen. Mol. fylogenet. Evol. 29, 435-455.
Baldwin, BG, Sanderson, MJ, Porter, JM, Wojciechowski, MF, Campbell, CS, Donoghue, MJ, 1995. Het ITS-gebied van nucleair ribosomaal DNA: een waardevolle bron van bewijs over angiosperm-fylogenie. Ann. Missouri Bot. Gard. 82, 247-277.
Beck-Mannagetta, G., 1930. Orobanchaceae, in: Engler, A. (red.), Das Pflanzenreich IV. 261. Wilhelm Engelmann, Leipzig, blz. 1-348.
Bennett, JR, Mathews, S., 2006. Fylogenie van de parasitaire plantenfamilie Orobanchaceae afgeleid van fytochroom A. Am. J. Bot. 93, 1039-1051.
Blanco-Pastor, JL, Vargas, P., Pfeil, BE, 2012. Coalescentiesimulaties onthullen hybridisatie en onvolledige afstammingssortering in mediterrane Linaria. PLoS ONE 7 (6), e39089.
Borsch, T., Quandt, D., 2009. Mutatiedynamiek en fylogenetische bruikbaarheid van niet-coderend chloroplast-DNA. Plant Syst. Evol. 282, 169-199.

Bravo, GA, Antonelli, A., Bacon, CD, Bartoszek, K., Blom, MPK, Huynh, S., Jones, G., Knowles, LL, Lamichhaney, S., Marcussen, T., Morlon, H. , Nakhleh, LK, Oxelman,

B., Pfeil, B., Schliep, A., Wahlberg, N., Werneck, FP, Wiedenhoeft, J., WillowsMunro, S., Edwards, SV, 2019. Het omarmen van heterogeniteit: de Tree of Life en de toekomst van fylogenomie. PeerJ 7, e6399.

Doyle, JJ, Doyle, J., 1987. Een snelle DNA-isolatieprocedure voor kleine hoeveelheden vers bladweefsel. fytochemisch. Stier. 19, 11–15.
N. Ataei, et al. Moleculaire fylogenetica en evolutie 151 (2020) 106898 8
Felsenstein, J., 1981. Evolutionaire bomen van DNA-sequenties: een benadering met maximale waarschijnlijkheid. J. Mol. Evol. 17, 368-376.
Felsenstein, J., 1985. Vertrouwenslimieten op fylogenieën: een benadering met behulp van de bootstrap. Evolutie 39, 783-791.
Fu, W., Liu, X., Zhang, N., Song, Z., Zhang, W., Yang, J., Wang, Y., 2017. Testen van de hypothese van meerdere oorsprongen van holoparasitair in Orobanchaceae: fylogenetisch bewijs van de laatste twee niet-geplaatste holoparasitaire geslachten, Gleadovia en
Facellanthus. Voorkant. Plant Sci. 8, 1380.
Han, J.-P., Song, J.-Y., Liu, C., Chen, J., Qian, J., Zhu, Y.-J., Shi, L.-C., Yao, H ., Chen, S.-L., 2010. Identificatie vanCistanchesoorten (Orobanchaceae) op basis van sequenties van het plastide psbA-trnH intergene gebied. Acta Pharmaceut. Zonde. 45, 126-130.
Huelsenbeck, JP, Ronquist, F., 2001. MRBAYES: Bayesiaanse gevolgtrekking van fylogenetische bomen. Bio-informatica 17, 754-755.
Kress, WJ, Wurdack, KJ, Zimmer, EA, Weigt, LA, Janzen, DH, 2005. Gebruik van DNA-barcodes om bloeiende planten te identificeren. Proc. nat. Acad. Wetenschap. VS 102, 8369-8374.

Li, X., Feng, T., Randle, C., Schneeweiss, GM, 2019. Fylogenetische relaties in Orobanchaceae afgeleid van low-copy nucleaire genen: consolidatie van belangrijke clades en identificatie van een nieuwe positie van de niet-fotosynthetische Orobanche-clade zus van alle andere parasitaire Orobanchaceae. Voorkant. Plant Sci. 10, 902.

Li, X., Jang, T.-S., Temsch, EM, Kato, H., Takayama, K., Schneeweiss, GM, 2017. Moleculaire en karyologische gegevens bevestigen dat het raadselachtige geslacht Platypholis van Bonin-Islands (ZO Japan ) is fylogenetisch genest binnen Orobanche
(Orobanchaceae). J. Plant. Onderzoek 130, 273-280.
Li, X., Zhang, T.-C., Qiao, Q., Ren, Z., Zhao, J., Yonezawa, T., Hasegawa, M., Crabbe, MJC, Li, J., Zhong, Y ., 2013. Volledige chloroplast-genoomsequentie van holoparasietCistanchedeserticola (Orobanchaceae) onthult genverlies en horizontaal gen
overdracht van zijn gastheer Haloxylon ammodendron (Chenopodiaceae). PLoS ONE 8, e58747.
Liu, X., Fu, W., Tang, Y., Zhang, W., Song, Z., Li, L., Yang, J., Ma, H., Yang, J., Zhou, C.,
Davis, CC, Wang, Y., 2020. Diverse trajecten van plastome-afbraak in holoparasitaireCistancheen genomische locatie van de verloren plastidegenen. J. Exp. Bot. 71, 877-892.
Maddison, W., Knowles, LL, 2006. Afleiden van fylogenie ondanks onvolledige afstammingssortering. Syst. Biol. 55, 21-30.
Manen, J.-F., Habashi, C., Jeanmonod, D., Park, J.-M., Schneeweiss, GM, 2004. Fylogenie en intraspecifieke variabiliteit van holoparasitaire Orobanche (Orobanchaceae) afgeleid van plastide rbcL-sequenties. Mol. fylogenet. Evol. 33, 482-500.
McNeal, JR, Bennett, JR, Wolfe, AD, Mathews, S., 2013. Fylogenie en oorsprong van holoparasitaire in Orobanchaceae. Ben. J. Bot. 100, 971-983.
Müller, J., Müller, KF, Neinhuis, C., Quandt, D., 2006. PhyDE – Phylogenetic Data Editor. http://www.phyde.de (geraadpleegd op 2 april 2019).
Müller, K., 2004. PRAP-berekening van Bremer-ondersteuning voor grote datasets. Mol. fylogenet. Evol. 31, 780-782.
Müller, K., 2005. SeqState: primerontwerp en sequentiestatistieken voor fylogenetische DNA-datasets. toepassing Bio-informeren. 4, 65-69.
Nixon, KC, 1999. De spaarratel is een nieuwe methode voor snelle analyse van spaarzaamheid. Cladistiek 15, 407-414.
Olsson, S., Buchbender, V., Enroth, J., Hedenäs, L., Huttunen, S., Quandt, D., 2009. Fylogenetische analyses onthullen hoge niveaus van polyfylie onder pleurocarpous lijnen evenals nieuwe clades. Bryoloog 112, 447-466.
Park, J.-M., Manen, J.-F., Colwell, AE, Schneeweiss, GM, 2008. Een fylogenie van het plastidegen van de niet-fotosynthetische parasitaire Orobanche (Orobanchaceae) en verwante geslachten. J. Plant Res. 121, 365-376.
Payseur, BA, Rieseberg, LH, 2016. Een genomisch perspectief op hybridisatie en soortvorming. Mol. Ecol. 25, 2337-2360.
Quandt, D., Müller, K., Huttunen, S., 2003. Karakterisering van het chloroplast-DNA-psbTH-gebied en de invloed van dyade-symmetrische elementen op fylogenetische reconstructies. Plant Biol. 5, 400-410. https://doi.org/10.1055/s-2003-42715.
Rambaut, A., Drummond, AJ, Xie, D., Baele, G., Suchard, MA, 2018. Posterior samenvatting in Bayesiaanse fylogenetica met behulp van Tracer 1.7. Syst. Biol. 67, 901-904.

Rieseberg, LH, Carney, SE, 1998. Planthybridisatie. Nieuwe fytol. 140, 599-624.

Rodrigues, AG, Colwell, AEL, Stefanovic, S., 2011. Moleculaire systematiek van het parasitaire geslacht Conopholis (Orobanchaceae) afgeleid van plastide- en nucleaire sequenties. Ben. J. Bot. 98, 896-908.
Ronquist, F., Huelsenbeck, JP, 2003. MrBayes 3: Bayesiaanse fylogenetische gevolgtrekking onder gemengde modellen. Bio-informatica 19, 1572-1574.
Schneeweiss, GM, 2013. Fylogenetische relaties en evolutionaire trends in Orobanchaceae, in Joel, DM, Gressel, J., Musselman, LJ (Eds.), Parasitaire Orobanchaceae. Springer, Berlijn Heidelberg, blz. 243-265.
Schneeweiss, GM, Colwell, A., Park, J.-M., Jang, C.-G., Stuessy, TF, 2004a. Fylogenie van holoparasitaire Orobanche (Orobanchaceae) afgeleid uit nucleaire ITS-sequenties. Mol. fylogenet. Evol. 30, 465-478.
Schneeweiss, GM, Frajman, B., Dakskobler, I., 2009. Orobanche lycoctoni Rhiner (Orobanchaceae), een slecht bekende soort van de Centraal-Europese flora. Candollea 64, 91-99.
Schneeweiss, GM, Palomeque, T., Colwell, AE, Weiss-Schneeweiss, H., 2004b. Chromosoomaantallen en karyotype-evolutie in holoparasitaire Orobanche (Orobanchaceae) en verwante geslachten. Ben. J. Bot. 91, 439-448.
Schneider, AC, Colwell, AEL, Schneeweiss, GM, Baldwin, BG, 2016. Cryptische gastheerspecifieke diversiteit onder bremrapen op het westelijk halfrond (Orobanche sl, Orobanchaceae). Ann. Bot. 118, 1101-1111.
Simmons, MP, Ochoterena, H., 2000. Hiaten als karakters in op sequentie gebaseerde fylogenetische analyses. Syst. Biol. 49, 369-381.
Stamatakis, A., 2014. RAxML versie 8: een hulpmiddel voor fylogenetische analyse en post-analyse van grote fylogenieën. Bio-informatica 30, 1312-1313.
Stöver, BC, Müller, KF, 2010. TreeGraph 2: combineren en visualiseren van bewijs uit verschillende fylogenetische analyses. BMC Bioinf. 11, 7.
Sun, ZY, Song, JY, Yao, H., Han, JP, 2012. Moleculaire identificatie vanCistanchesHerba en zijn vervalsers op basis van nrITS2-sequentie. J. Med. Plant res. 6, 1041-1045.

Swofford, DL, 1999. PAUP*4.0 Beta voor Macintosh: fylogenetische analyse met behulp van spaarzaamheid. Sinauer Associates, Sunderland, MA.

Taberlet, P., Gielly, L., Pautou, G., Bouvet, J., 1991. Universele primers voor amplificatie van drie niet-coderende gebieden van chloroplast-DNA. Plant Mol. Biol. 17, 1105-1109.Tomari, N., Ishizuka, Y., Moriya, A., Kojima, S., Deyama, T., Coskun, M., Tu, P.,

Mizukami, H., 2003. Farmacognostische studies van Cistanchis Herba (IV) fylogenetische relatie van deCistancheplanten op basis van plastide rps2-gen en rpl16-rpl14 intergene spacerregiosequentie. natuur. Med. 57, 233-237.
Tomari, N., Ishizuka, Y., Moriya, A., Kojima, S., Deyama, T., Mizukami, H., Tu, P., 2002. Farmacognostische studies van Cistanchis Herba (III) fylogenetische relatie van deCistancheplanten op basis van plastide rps2-gen en rpl16-rpl14 intergene spacersequenties. Biol. apotheek Stier. 25, 218-222.
Vrancken, J., Wesselingh, RA, 2010. Overerving van het chloroplast-genoom in Rhinanthus angustifolius (Orobanchaceae). Plant Ecol. Evol. 143, 239-242.
Wang, X.-Y., Xu, R., Chen, J., Song, J.-Y., Newmaster, SG, Han, J.-P., Zhang, Z., Chen, S.-L. , 2018. Detectie vanCistanchesGeneesmiddelen van Herba (Rou Cong Rong) die soortspecifieke nucleotidesignaturen gebruiken. Voorkant. Plant Sci. 9, 1643.

Weiss-Schneeweiss, H., Greilhuber, J., Schneeweiss, GM, 2006. Genoomgrootte-evolutie in holoparasitaire Orobanche (Orobanchaceae) en verwante geslachten. Ben. J. Bot. 93, 148-156.

Westwood, JH, Yoder, JI, Timko, MP, dePamphilis, CW, 2010. De evolutie van parasitisme in planten. Trends Plant Sci. 15, 227-235.

White, T., Bruns, T., Lee, S., Taylor, J., 1990. Amplificatie en directe sequentiebepaling van ribosomale RNA-genen van schimmels voor fylogenetica. In: Innis, M., Gelfand, D., Shinsky, J., White, T. (Eds.), PCR-protocollen: een gids voor methoden en toepassingen. academisch

Press, Londen, blz. 315-322.
Wicke, S., 2013. Genomische evolutie in Orobanchaceae. In: Joel, DM, Gressel, J., Musselman, LJ (Eds.), Parasitaire Orobanchaceae. Springer, Berlijn Heidelberg, blz. 267-286.
Wicke, S., Müller, KF, dePamphilis, CW, Quandt, D., Wickett, NJ, Zhang, Y., Renner,
SS, Schneeweiss, GM, 2013. Mechanismen van functionele en fysieke genoomreductie in fotosynthetische en niet-fotosynthetische parasitaire planten van de bremraapfamilie. Plantencel 25, 3711-3725.
Wicke, S., Müller, KF, dePamphilis, CW, Quandt, D., Bellot, S., Schneeweiss, GM, 2016. Mechanistisch model van evolutionaire snelheidsvariatie op weg naar een niet-fotosynthetische levensstijl in planten. Proc. nat. Acad. Wetenschap. VS 113, 9045-9050.

Wickett, NJ, Honaas, LA, Wafula, EK, Das, M., Huang, K., Wu, B., Landherr, L., Timko, MP, Yoder, J., Westwood, JH, dePamphilis, CW, 2011 Transcriptomen van de parasitaire plantenfamilie Orobanchaceae onthullen verrassende conservering van chlorofyl

synthese. Curr. Biol. 21, 2098-2104.
Wolfe, AD, Randle, CP, Liu, L., Steiner, KE, 2005. Fylogenie en biogeografie van Orobanchaceae. Folia Geobot. 40, 115-134.
Worberg, A., Quandt, D., Barniske, A.-M., Löhne, C., Hilu, KW, Borsch, T., 2007. Fylogenie van basale eudicots: inzichten uit niet-coderend en snel evoluerend DNA. Orgaan. duikers. Evol. 7, 55-77.
Young, ND, Steiner, KE, dePamphilis, CW, 1999. De evolutie van parasitisme in Scrophulariaceae/Orobanchaceae: plastide-gensequenties weerleggen een evolutionaire overgangsreeks. Ann. Missouri Bot. Gard. 86, 876–893.
Zhang, ZY, 1990. Orobanchaceae, in: Wang, W. (red.), Flora Reipublicae Popularis Sinica, vol. 69. Peking, Science Press, blz. 69-124.
Zhang, ZY, Tzvelev, NN, 1998. Orobanchaceae, in: Wu, ZY, Raven, PH (Eds.), Flora of China, vol. 18 (Scrophulariaceae tot Gesneriaceae). Science Press, Beijing en Missouri Botanical Garden Press, St. Louis, MI, pp. 229-243.
Zheng, S., Jiang, X., Wu, L., Wang, Z., Huang, L., 2014. Chemische en genetische discriminatie vanCistanchesHerba op basis van UPLC-QTOF/MS en DNA-barcodering. PLoS ONE 9 (5), e98061.