Penyelidikan Mengenai Spesies Cistanche

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

a Nees Institute for Biodiversity of Plants, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meckenheimer Allee 170, 53115 Bonn, Jerman

b Direktorat Am Institut Penyelidikan Pertanian Afghanistan (ARIA), Kementerian Pertanian, Pengairan dan Ternakan, Badam Bagh, Kabul, Afghanistan

c Jabatan Botani dan Penyelidikan Biodiversiti, Universiti Vienna, Rennweg 14, A-1030 Vienna, Austria

d Jabatan Biologi, Universiti Toronto di Mississauga, 3359 Mississauga, Kanada

e Real Jardín Botánico, CSIC, Plaza de Murillo 2, 28014 Madrid, Sepanyol f Jabatan Biologi, Universiti Sistan dan Baluchistan, Zahedan, Iran

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

Abstrak

Hubungan filogenetik dan dalam keturunan parasit bukan fotosintetik amat kurang diketahui, yang memberi kesan negatif kepada pemahaman kita tentang tumbuhan parasit. Ini juga berlaku untukCistanche(Orobanchaceae), genus Dunia Lama dengan kira-kira dua dozen spesies, yang hubungannya masih belum ditangani menggunakan pendekatan filogenetik molekul. Di sini kita menyimpulkan hubungan filogenetik dalam genus, menggunakan pensampelan luas taksonomi dan geografi yang meliputi semua kumpulan infragenerik yang dibezakan sebelum ini dan kebanyakan spesies yang diiktiraf pada masa ini. Matriks gabungan tiga penanda plastid (trnL-trnF, termasuk intron trnL dan spacer intergenik (IGS), trnS-trnfM IGS, dan psbA-trnH IGS) dan satu penanda nuklear (ITS) dianalisis menggunakan parsimoni maksimum, kemungkinan maksimum , dan inferens Bayesian.Cistancheterbahagi kepada empat klad yang disokong dengan baik dan dibezakan secara geografi: Clade Asia Timur, Clade Afrika Barat Laut, Clade Asia Barat Daya dan Clade meluas. Daripada jumlah tersebut, hanya Klade Asia Timur sepadan dengan bahagian taksonomi yang diiktiraf sebelum ini, manakala bahagian lain sama ada mengandungi ahli dua atau tiga bahagian (masing-masing Clade Luas dan Klade Asia Barat Daya) atau belum diiktiraf secara taksonomi setakat ini (Clade Afrika Barat Laut) . Manakala Clade Asia Barat Daya mempamerkan struktur filogenetik yang kuat di kalangan dan sebahagiannya dalam spesies (Clade Asia Timur dan Clade Afrika barat laut adalah monospesifik), resolusi filogenetik dalam Clade Tersebar selalunya rendah dan terhalang oleh percanggahan antara penanda nuklear dan plastid. Kedua-dua data molekul dan morfologi menunjukkan bahawa kepelbagaian spesies di Cistanche kini dipandang remeh.

Kata kunci:CistanchePerumah, Orobanchaceae, Parasit, Filogeni, Sistematik, Taksonomi

Serbuk Ekstrak herba Cistanche dari Chengdu Wecistanche

1. Pengenalan

Orobanchaceae adalah sistem model yang sangat baik untuk mengkaji evolusi parasitisme dalam tumbuhan dan pengubahsuaian fenotip dan genetik yang mendasari (Westwood et al., 2010, Wickett et al., 2011). Mereka juga merupakan contoh bagaimana data molekul telah berjaya meningkatkan pemahaman kita tentang hubungan filogenetik. Berdasarkan kajian molekul, lilitan keluarga telah banyak berubah dan hubungan intergenerik telah diubah suai (Wolfe et al., 2005; Bennett dan Mathews, 2006; Park et al., 2008; McNeal et al., 2013; Fu et al., 2017; Li et al., 2019). Analisis filogenetik yang paling luas dan paling komprehensif bagi Orobanchaceae sehingga kini adalah oleh McNeal et al. (2013), yang menggunakan set data gabungan lima penanda (nuklear: ITS, PHYA, PHYB; plastid: matK dan rps2) yang terdiri daripada lebih daripada 50 genera keluarga. Walaupun kemajuan ini, banyak genera tidak dimasukkan dalam kajian molekul dan kekal tidak ditempatkan (Schneeweiss, 2013). Selain itu, hubungan filogenetik dalam genera, terutamanya dalam kumpulan parasit bukan fotosintetik yang sukar secara taksonomi, masih kurang diterokai.

Kumpulan yang memerlukan penyiasatan filogenetik yang lebih teliti ialah genus akar-parasit bukan fotosintetikCistanche. Ia adalah objek yang berpotensi memberi ganjaran untuk mengkaji evolusi genom besar (kromosom yang jauh lebih besar dan saiz genom yang lebih besar berbanding dengan keturunan yang berkait rapat: Schneeweiss et al., 2004b; Weiss-Schneeweiss et al., 2006; Wicke, 2013), evolusi reduktif genom plastid (Li et al., 2013; Wicke et al., 2013, 2016; Liu et al., 2020), atau kepelbagaian spesies dan biogeografi di kawasan gersang, tetapi mana-mana jalan penyelidikan ini kini dihalang oleh golongan miskin. pemahaman tentang hubungan spesies kerana kekurangan data filogenetik yang menyeluruh. Beberapa kajian yang merangkumi Cistanche memberi tumpuan kepada evolusi genom plastid (Li et al., 2013; Wicke et al., 2013, 2016) atau hubungan spesies yang digunakan dalam perubatan tradisional Cina (Tomari et al., 2002, 2003 ; Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014), dan secara taksonomi sangat terhad. Begitu juga, kajian filogenetik yang diarahkan pada peringkat keluarga atau memberi tumpuan kepada genera yang berkaitan, seperti Orobanche, termasuk hanya satu atau beberapa wakilCistanche(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., 2019,). Keputusan mereka menunjukkan bahawaCistancheberkait rapat dengan genera parasit bukan fotosintetik lain, seperti Orobanche, Phelipanche, Conopholis, atau Epifagus (klade III McNeal et al., 2013; klad Orobanche-Phelipanche Schneeweiss, 2013), tetapi penempatan filogenetiknya yang tepat belum diselesaikan sepenuhnya (Schneeweiss, 2013).

Monograf terkini dari keseluruhan genus adalah oleh Beck-Mannagetta (1930). Berdasarkan bentuk kelopak dan nombor bracteole, beliau membezakan empat bahagian: (i) C. sect.Cistanchelladengan spesies tunggal C. ridgewayana; (ii) C. mazhab. Bahan dengan spesies tunggalCistancheSinensis; (iii) C. mazhab. Heterocalyx, dengan tiga spesies (C. fissa, C. ambigua, dan C. rosea); (iv) C. mazhab.Cistanche(nomenklatur salah dinamakan mazhab. Eucistanche oleh Beck Mannagetta, 1930) mengandungi baki 12 spesies. Rawatan taksonomi kemudian, biasanya dalam konteks flora negara, menambah beberapa spesies baru dan sebahagiannya mengubah suai circumscriptions yang sering berubah-ubah secara morfologi dan dengan itu spesies kompleks taksonomi telah diiktiraf oleh BeckMannagetta (1930) sehingga kini kira-kira 26 spesies diterima (The Plant List, http://www.theplantlist.org, dinilai pada 6. Dis. 2017). Genus ini diedarkan secara meluas di kawasan gersang di Dunia Lama dari pulau-pulau Macaronesia dan Afrika barat ke Asia tengah dan timur, dengan pusat kepelbagaian spesies tertinggi di Asia barat daya dan Timur Tengah (Beck-Mannagetta, 1930). Seperti genera Orobanchaceae yang tidak berfotosintesis yang lain, Cistanche dicirikan oleh pengurangan morfologi, terutamanya watak vegetatif (Rodrigues et al., 2011; Schneeweiss, 2013), supaya kebanyakan watak diagnostik adalah daripada perbungaan dan bunga (bentuk dan indumentum bunga. bracts dan bracteoles, struktur dan indumentum kelopak, warna bunga, bentuk dan indumentum antera), sebahagian daripadanya tidak dipelihara dengan baik pada spesimen herbarium. Kekurangan rawatan taksonomi komprehensif yang meliputi semua spesies yang diiktiraf pada masa ini, perwakilan yang lemah dalam koleksi terutamanya dari kawasan yang kurang diterokai, dan kekurangan watak morfologi yang berguna dari segi taksonomi menyumbang kepada taksonomi yang tidak diketahui dan tidak disatukanCistanchespesis.

Dalam kajian ini, kami mewujudkan hubungan filogenetik dalamCistanchesebagai asas untuk sistem taksonomi ramalan filogenetik. Untuk tujuan ini, kami mengumpul data jujukan daripada penanda plastid yang berkembang pesat dan mantap serta jujukan ITS nuklear daripada pensampelan komprehensif dari segi taksonomi dan geografi dan menganalisis yang menggunakan parsimoni maksimum, kemungkinan maksimum dan kaedah Bayesian. Secara khusus, kami mahu (i) menguji hipotesis hubungan yang tersirat oleh klasifikasi Beck-Mannagetta (1930), iaitu sama ada bahagiannya membentuk kumpulan monofiletik, dan (ii) untuk menguji sama ada spesies kompleks dari segi morfologi dan taksonomi seperti C. phelypaea dan C. tubulosa membentuk kumpulan semula jadi.

2. Bahan-bahan dan cara-cara

2.1. Bahan tumbuhan

Seratus lapan puluh sembilan sampel (yang baru dikumpul, bahan herbarium atau jujukan daripada GenBank) telah dimasukkan, bersamaan dengan 17 yang dikenal pasti sebelum iniCistanchespesies ditambah tujuh takson kumpulan luar (satu kesertaan Conopholis Americana, Pelipanche rujuk Iberica, dua kesertaan Orobanche cernua, setiap satu daripada O. anatolica, O. densiflora dan O. Transcaucasia). Satu persampelan daripadaCistanchebertujuan untuk liputan geografi yang luas untuk setiap spesies dalam genus. Pengenalpastian spesies adalah berdasarkan taksonomi yang digunakan dalam rawatan monografi dan dalam flora (Beck Mannagetta, 1930; Zhang dan Tzvelev, 1998), menetapkan jenis menyimpang secara morfologi sebagai affinis spesies ("aff. nama spesies") atau, di mana perihalan sesuatu yang baru. subspesies dijangka (rawatan taksonomi keseluruhan genus sedang dalam persediaan), sebagai "subsp. nov."; untuk sampel daripada GenBank, yang kami tidak dapat menyemak baucar herbarium, sebutan taksonomi yang digunakan oleh pengarang asal dikekalkan. Taksa kumpulan luar telah dipilih mengikut pengetahuan semasa kami tentang hubungan dalam Orobanchaceae (Schneeweiss et al., 2004a; McNeal et al., 2013; Schneeweiss, 2013). Maklumat tempat dan baucar termasuk nombor penyertaan GenBank diberikan dalam Jadual Tambahan S1.

2.2. Pengasingan dan penjujukan DNA

Pengekstrakan DNA genomik daripada tisu corolla kering silika-gel yang baru dikumpulkan mengikut protokol CTAB (Doyle dan Doyle, 1987). Majoriti bahan herbarium telah diasingkan sama ada menggunakan Kit Mini Tumbuhan DNeasy (Qiagen, Hilden, Jerman) atau Loji NucleoSpin II (Macherey-Nagel, Düren, Jerman). Kira-kira 50 mg bahan kering dihomogenkan menggunakan kilang pembancuh (Retsch MM200, Haan, Jerman) pada 30 Hz selama 3 minit diikuti dengan pengeraman dalam penimbal pengekstrakan 700 ul selama sekurang-kurangnya satu jam pada 65 darjah . Selepas itu, CTABprotocol atau protokol yang dibekalkan oleh pengeluar kit telah digunakan.

DNA genomik disimpan pada −80 darjah dan pencairan digunakan untuk penguatan kemudian. Tiga penanda plastid (trnL-F, termasuk intron trnL dan spacer intergenik (IGS), trnS-FM IGS dan psbA-trnH IGS), terletak di rantau salinan tunggal besar (LSC) genom plastid, dan nuklear spacer transkripsi dalaman (ITS1 dan ITS2 ditambah gen 5.8S rDNA campur tangan) telah dipilih untuk inferens filogenetik. Penanda plastid telah berulang kali ditunjukkan sangat sesuai untuk kajian filogenetik pada peringkat spesies (Borsch dan Quandt, 2009). Selain itu, psbA-trnH telah pun digunakan untuk pengekodan bar DNA bahasa CinaCistanchetaksonomi (Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014). Rantau ITS nuklear telah dipilih sebagai penanda nuklear yang boleh diterima secara teknikal yang walaupun terdapat beberapa masalah yang berpotensi (Álvarez dan Wendel, 2003) telah berjaya digunakan dalam banyak kajian filogenetik dengan tumpuan kepada hubungan spesies (Baldwin et al., 1995; Álvarez dan Wendel , 2003; Bailey et al., 2003) termasuk Orobanche dan genera yang berkaitan (cth, Schneeweiss et al., 2004a; McNeal et al., 2013). Tambahan pula, ITS2 juga telah digunakan untuk pengekodan bar DNA dalamCistanche(Han et al., 2010; Sun et al., 2012; Zheng et al., 2014; Wang et al., 2018). Rantau trnL-F telah dikuatkan menggunakan primer C dan F (Taberlet et al. 1991). Dalam sesetengah kes, seperti untuk bahan lama dan kononnya terdegradasi, rantau ini dikuatkan dalam dua serpihan berasingan, iaitu menggunakan pasangan primer C dan D (Taberlet et al., 1991) dan pasangan primer trnL460F (Worberg et al., 2007) dan F (Taberlet et al., 1991), masing-masing. IGS trnS-trnfM telah dikuatkan menggunakan trnS(UAG)-pF1 (5′- ACTATACCGGTTTTCAAGGCCG-3′) dan trnfM(CAU)-pR1 (5′-TAG AGC AGTTTGGTAGCTCGCA-3′; S. Wicke , Münster, pers. comm.), psbAtrnH IGS menggunakan primer Kress et al. (2005). Profil PCR untuk penanda plastid termasuk langkah denaturasi awal 5 minit pada 94 darjah, diikuti oleh 30 kitaran setiap satu dengan 1 minit pada 94 darjah, 1 minit pada 55 darjah, 90 saat pada 72 darjah, dan langkah pemanjangan akhir 7 min pada 72 darjah. Rantau ITS telah dikuatkan menggunakan primer ITS4 dan ITS5 (White et al., 1990) dengan profil penguatan 5 minit pada 94 darjah diikuti oleh 40 kitaran setiap satu dengan 1 minit pada 94 darjah, 1 minit pada 48 darjah dengan masa- kenaikan tambah 4 s setiap kitaran, 45 s pada 68 darjah, dan langkah lanjutan akhir selama 7 minit pada 68 darjah. PCR yang tidak berjaya diulang menggunakan primer dalaman 5.8S106-R (5′- AGGCGCA ACTTGCGTTCAAA -3′) dan 5.8S32-F (5′-GCATCGATGAAGAACGT AGC-3′; D. l. Nickrent, Southern Illinois University, USA, pers. comm.) dalam kombinasi dengan primer luaran masing-masing ITS5 dan ITS4. Reaksi PCR dilakukan dalam jumlah 25 ul dan termasuk 1.5 UGoTaq Flexi DNA polimerase (Promega, Madison, Amerika Syarikat), 0-0.2 M betaine monohydrate, 0.4 μM setiap primer ke hadapan dan belakang, 0.15 mM dNTPs (Carl Roth, Karlsruhe, Jerman), 1 mM MgCl2 dalam penimbal Flexi 1xGoTaq, 1 ul DNA genomik yang tidak diketahui kepekatannya, dan air. Untuk sesetengah bahan herbarium yang sangat terdegradasi, PCRBeads Sedia Untuk Pergi (Amersham-Pharmacia Biotech, Amersham, UK) telah digunakan mengikut arahan pengilang. Seperti yang biasa diperlukan untuk pengasingan DNA bahan herbarium, bahan tambahan PCR seperti 1 ul PVP-40(10–40 peratus ) dan/atau 5 ul larutan penambah P (5×; PeqLab, Erlangen, Jerman) telah ditambahkan pada tindak balas dengan mengorbankan air. Produk penguatan ditulenkan gel pada gel agarose 1 peratus menggunakan kit penulenan PCR PeqLab (Peqlab) atau kit penulenan PCR cepat (Qiagen). Untuk produk ITS-PCR bersarang < 300="" bp="" (penguatan="" daripada="" bahan="" herbarium,="" yang="" selalunya="" tercemar="" dengan="" kulat),="" kepekatan="" gel="" yang="" lebih="" tinggi="" (1.4="" peratus="" )="" dan="" masa="" penggunaan="" yang="" lebih="" lama="" telah="" dipilih.="" produk="" pcr="" yang="" telah="" dibersihkan="" disusun="" oleh="" macrogen="" (seoul,="" korea)="" dengan="" primer="" amplifikasi="" dan="" primer="" dalaman="" tambahan="" yang="" disebutkan="" di="" atas,="" jika="">

cistanche wirkung

2.3. Penjajaran jujukan, pengekodan indel, dan analisis filogenetik

Jujukan DNA telah dipasang dan diselaraskan menggunakan PhyDE 0.97 (Müller et al., 2006). Mengikuti Olsson et al. (2009), kawasan homologi yang tidak menentu (titik panas mutasi) telah dijelaskan dalam PhyDE dan dialih keluar daripada analisis. Penyongsangan diasingkan secara kedudukan dalam penjajaran dan dimasukkan sebagai pelengkap terbalik seperti yang dicadangkan sebelum ini (Quandt et al., 2003; Borsch dan Quandt; 2009). Indels telah dikodkan menggunakan pengekodan indel mudah (SIC; Simmons dan Ochoterena, 2000) seperti yang dilaksanakan dalam SeqState 1.25 (Müller, 2005) dan ditambah sebagai partition data tambahan. Dalam semua matriks data, jurang jujukan dianggap sebagai data yang tiada dan kedudukan sejajar dianggap sebagai wajaran yang sama.

Analisis telah dijalankan pada tiga set data jujukan yang sepadan dengan penanda plastid bercantum, ITS, dan data gabungan (gabungan plastid dan penanda nuklear), setiap satu dengan atau tanpa indel, menghasilkan sejumlah enam set data dianalisis. Sebelum analisis gabungan, set data penanda tunggal telah disaring untuk ketidakselarasan antara penanda melalui analisis berasingan bagi setiap lokus tunggal dalam MrBayes menggunakan tetapan lalai (data tidak ditunjukkan). Analisis parsimoni maksimum (MP) bagi matriks nukleotida bercantum dengan dan tanpa matriks indel yang disertakan telah dilakukan dalam PAUP* 4.0b10 (Swofford, 1999) menggunakan ratchet parsimoni (Nixon, 1999) melalui fail arahan yang dihasilkan oleh PRAP2 (Müller, 2004). Tetapan ratchet berikut telah digunakan: 200 lelaran dengan 25 peratus daripada kedudukan berwajaran secara rawak (berat=2) dalam setiap ulangan dan 10 kitaran penambahan rawak. Analisis kemungkinan maksimum (ML) bagi matriks nukleotida bercantum

dengan dan tanpa matriks indel yang dilampirkan, telah dijalankan menggunakan RAxML 8 (Stamatakis, 2014) menggunakan model GTRCAT. Untuk kedua-dua analisis MP dan ML, sokongan dianggarkan melalui bootstrapping (Felsenstein, 1985) menggunakan 10,000 replika. Inferens Bayesian (BI), yang dijalankan pada kesemua enam set data (penanda tunggal dan bercantum, dengan dan tanpa kod indel) telah dilakukan dengan MrBayes 3.2.2 (Huelsenbeck dan Ronquist, 2001; Ronquist dan Huelsenbeck, 2003) menggunakan GTR tambah Γ tambah Saya membuat model untuk partition nukleotida (dua model yang dinyahpaut dalam kes set data gabungan) dan model tapak sekatan (F81-like; Felsenstein, 1981) untuk partition indel dengan priors lalai. Enam larian dengan 10 juta generasi setiap satu dan empat rantai setiap satu (satu rantai sejuk dan tiga rantai dipanaskan menggunakan pemanasan lalai) dijalankan secara selari, persampelan setiap generasi ke-1000. 25 peratus pertama dibuang sebagai burn-in, iaitu selepas rantai mencapai pegun, seperti yang dikenal pasti dalam Tracer v.1.7.1 (Rambaut et al., 2018). Pokok telah disunting menggunakan TreeGraph2 (Stöver dan Müller, 2010).

3. Keputusan

Ciri-ciri set data penuh, di mana tiada kedudukan dialih keluar dan set data, di mana titik panas (untuk butiran mengenai yang lihat Jadual Tambahan S2) telah dialih keluar (ulang mononukleotida) atau dibalikkan (penyongsangan berkaitan jepit rambut), diberikan dalam Jadual 1. Kebanyakan indel dalam set data adalah ulangan serpihan bersebelahan (iaitu, ulangan jujukan mudah [SSR]), dengan panjang antara 2 hingga 20 nukleotida (data tidak ditunjukkan). Selain itu, dalam spacer psbA-trnH, pemadaman 1148 bp dalam matriks sejajar telah diperhatikan dalam C. aff. fissa 2, sepadan dengan pengurangan panjang jujukan kepada 20 peratus daripada panjang purata.

Kami mendapati tiada percanggahan yang ketara di kalangan perhubungan filogenetik yang disimpulkan daripada penanda plastid tunggal (data tidak ditunjukkan), tetapi antara penanda plastid bercantum dan penanda nuklear (Supplementary Fig. S1-S2). Ini kebanyakannya ditemui dalam klad termasuk, antara lain, C. phelypaea danCistanchetubulosa (iaitu, Klade Tersebar: lihat perenggan seterusnya), yang dicirikan oleh tahap perbezaan cetek keseluruhan (lihat phylogram dalam Rajah 1). Tiada percanggahan ketara antara pokok yang disimpulkan daripada set data dengan atau tanpa indel pengekodan; walau bagaimanapun, menggunakan maklumat indel meningkatkan resolusi topologi keseluruhan, manakala kesannya terhadap nilai sokongan adalah samar-samar (Rajah 1, Rajah Tambahan S1–S3).

Pokok filogenetik yang diperoleh daripada ML dan BI berdasarkan gabungan plastid dan penanda nuklear, kedua-duanya dengan indel (skor kemungkinan log ML -21272.719; min harmonik skor kemungkinan log daripada BI sebanyak -21432.751) dan tanpa indel (kemungkinan log ML skor −17135.239; min harmonik skor kemungkinan log daripada BI −17654.075), adalah sangat kongruen dan menghasilkan pokok yang diselesaikan dengan baik (Rajah 1). Dalam perkara berikut, kami akan menumpukan pada hasil daripada analisis gabungan, merujuk kepada analisis penanda tunggal (plastid bercantum berbanding nuklear) hanya sekiranya terdapat percanggahan yang ketara. Analisis gabungan yang dikenal pastiCistanchesebagai kumpulan monofiletik, walaupun hanya disokong lemah (ML 61/ < 50;="" bi="" 0.77/0.91;="" nilai="" sokongan="" daripada="" analisis="" dengan="" indel="" berkod/tanpa="" indel="" berkod).="" dalam="" analisis="" mp,="" kedudukan="" c.="" sinensis="" berkenaan="" dengan="" yang="">Cistanchespesies dan taksa kumpulan luar tidak dapat diselesaikan (Tambahan Rajah S3).Cistanchejatuh ke dalam empat klad utama yang disokong dengan baik (Rajah 1, Rajah Tambahan S3), dan seterusnya masing-masing dirujuk sebagai Clade Asia Timur, Clade Asia Barat Daya, Clade Afrika Barat Laut dan Clade Luas. Clade Asia timur, yang mengandungi hanya C. Sinensis (MP 100/100; ML 100/100; BI1.00/1.00) dari China dan Mongolia, telah disimpulkan sebagai saudara kepada yang selebihnya daripadaCistanche(MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00). TheSouthwest Asian Clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00), yang terdiri daripada beberapa spesies dari barat daya ke Asia tengah, ialah kakak kepada clade (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) termasuk barat laut African Clade dan Widespread Clade. Manakala Clade Afrika barat laut (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) mengandungi hanya satu spesies terhad kepada barat laut Afrika, Clade yang meluas (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00) termasuk kira-kira sepuluh spesies bersama-sama mempunyai pengedaran yang luas dari pantai Atlantik di Eropah dan Afrika ke Asia tengah.

Dalam Clade Asia Barat Daya, struktur filogenetik telah disebut (Rajah 1, Rajah Tambahan S3). Klade A (MP 98/100; ML 100/ 100; BI 1.00/1.00) hanya termasuk C. ambigua, yang terbahagi kepada dua subklas yang berasingan secara geografi, satu (MP 79/1{{30}}; ML 75/ < 50;="" bi="" 1.00="">< 50)="" mengandungi="" penyertaan="" eksklusif="" dari="" timur="" laut="" iran,="" yang="" kedua="" (mp="" 75/51;="" ml="" 82/="">< 50;="" bi="" 1.00/0.="" 51)="" dengan="" beberapa="" aksesi="" dari="" utara="" iran="" serta="" dua="" aksesi="" dari="" barat="" daya="" afghanistan.="" clade="" a="" ialah="" saudara="" perempuan="" (mp="" 70/52;="" ml="" 69/="">< 50;="" bi="" 1.00/0.93)="" kepada="" c.="" ridgewayana="" dari="" afghanistan.="" kumpulan="" saudara="" perempuan="" berikutnya="" (mp="" 98/="" 99;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/1.00)="" ialah="" klad="" b="" (mp="" 62/68="" ;="" ml="" 75/79;="" bi="" 0.97/1.00)="" yang="" terdiri="" daripada="" penyertaan="" c.="" aff.="" ridgewayana.="" dalam="" klad="" b="" struktur="" filogenetik="" sepadan="" dengan="" geografi,="" kerana="" aksesi="" dari="" barat="" laut="" dan="" tengah="" iran="" (aff.="" ridgewayana="" 2)="" membentuk="" subklade="" yang="" bersarang="" dalam="" gred="" aksesi="" dari="" iran="" tengah="" dan="" selatan="" terutamanya="" (aff.="" ridgewayana="" 1).="" hubungan="" antara="" aksesi="" c.="" ridgewayana="" sl="" (c.="" ridgewayana="" dan="" c.="" aff.="" ridgewayana)="" berbeza,="" bagaimanapun,="" antara="" penanda:="" manakala="" c.="" ridgewayana="" sl="" disimpulkan="" sebagai="" monofiletik="" tanpa="" sebarang="" struktur="" dalaman="" yang="" disokong="" oleh="" data="" its="" (tambahan="" rajah="" s2)="" ,="" ia="" telah="" disimpulkan="" sebagai="" paraphyletic="" oleh="" data="" plastid="" dengan,="" berbanding="" analisis="" gabungan,="" menukar="" kedudukan="" c.="" aff.="" ridgewayana="" 1="" dan="" c.="" aff.="" ridgewayana="" 2.="" kumpulan="" saudara="" seterusnya="" kepada="" klad="" termasuk="" c.="" ambigua="" dan="" c.="" ridgewayana="" sl="" (mp="" 74/60;="" ml="" 96/93;="" bi="" 1.00/1.00)="" ialah="" klad="" c="" (mp="" 1{104}}/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/1.00)="" mengandungi="" c.="" aff.="" fissa="" 1="" dari="" afghanistan.="" kumpulan="" kakak="" yang="" berikutnya="" ialah="" (i)="" penyertaan="" tunggal="" c.="" aff.="" fissa="" 2="" dari="" azerbaijan="" (mp="" 57/100;="" ml="" 84/85;="" bi="" 0.88/0.57),="" (ii)="" klad="" d="" (mp="" 100/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/1.00)="" terdiri="" daripada="" c.="" salsa="" dari="" asia="" barat="" daya="" dan="" dari="" china="" (mp="" 100/100;="" ml="" 80/90;="" bi="" 0.99/0.99),="" dan="" (iii)="" klad="" e="" (mp="" 100/100;="" ml="" 100/100;="" bi="" 1.00/="" 1.00)="">Cistanchedeserticola dari China dan Mongolia (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00).

Rajah 2. Ciri-ciri bentuk bunga dan kelopak untuk ahli terpilih dari Clade Asia Timur (J), Clade Asia Barat Daya (F–I), Clade Afrika Barat Laut (K), dan Clade Tersebar (A–E, L– M) daripada 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.

Dalam hubungan Clade Luas kadangkala samar-samar disebabkan oleh resolusi rendah data nuklear serta percanggahan antara plastid dan penanda nuklear (Tambahan Rajah S1–S2). Ini melibatkan bukan sahaja kedudukan aksesi tunggal (cth, C. Senegal ED1096,Cistanchetubulosa subsp. tubulosa ED891) tetapi juga lilitan subklada yang lebih besar. Sebagai contoh, manakala data plastid menyimpulkan C. Rosea sebagai kakak yang disokong dengan baik kepada spesies yang tinggal (BI 1.00; Rajah Tambahan S1), data nuklear mencadangkannya sebagai ahli klad (BI 1. 00) termasuk semua spesies kecuali C. phelypaea, C. violacea, dan kebanyakan aksesi C. lutea (Tambahan Rajah S2). Akibatnya, hubungan antara klad utama (klade F-J) yang disimpulkan daripada analisis gabungan selalunya tidak diselesaikan dengan baik dan kurang disokong (Rajah 1). Satu-satunya pengecualian ialah klad F (MP 100/100; ML 100/100; BI 1.00/1.00), mengandungi C. rosea daripada Semenanjung Arab (dalam analisis ITS, klad yang sepadan dan hanya disokong lemah tambahan termasuk penyertaan ED1096 C. senegalensis: Gambar Tambahan S2), yang hubungan kumpulan saudara perempuannya dengan klad (MP 99/94; ML 98/99; PP 1.00/ 0.99) yang terdiri daripada spesies yang tinggal (klade G–J; Rajah 1) disokong dengan baik.

herba cistanches

Clade G (MP 63/99; ML 84/54; BI 1.00/ < 50)="" mengandungi="" c.="" laxiflora="" dari="" iran="" dan="" afghanistan="" bersama-sama="" dengan="" dua="" aksesi="" tubul="" c.="" dari="" china="" (gb1="" dan="" gb2).="" dalam="" klad="" g,="" c.="" laxiflora="" adalah="" paraphyletic,="" kerana="" subklade="" dua="" aksesi="" c.="" tubulosa="" (mp="" 98/65;="" ml="" 99/73;="" bi="" 1.00/0.77)="" dikumpulkan="" dalam="" klad="" (mp="" 54/="">< 50;="" ml="" 60/91;="" bi="" 1.00/1.00)="" dengan="" kesertaan="" c.="" laxiflora="" dari="" utara="" dan="" selatan="" iran="" serta="" afghanistan="" (mp="" 85/="">< 50;="" ml="">< 50/50;="" bi="">< 0.50/0.74)="" dengan="" mengecualikan="" aksesi="" c.="" laxiflora="" dari="" iran="" tengah="" membentuk="" klad="" berasingan="" (mp="" 99/95;="" ml="" 99/95;="" bi="" 1.="">

Clade H (MP tidak disokong; ML 97/50; PP 1.00/ < 50)="" mengandungi="" c.="" senegalensis="" (afrika="" timur)="" dan,="" bersarang="" di="" dalamnya,="" monofiletik,="" namun="" tidak="" disokong,="" c.="" flava="" (asia="" barat="" daya)="" dan="" subklade="" (mp="" 90/73;="" ml="" 86/69;="" bi="" 0.79/0.86)="" yang="" terdiri="" daripada="" penyertaan="" c.="" aff.="" tubulosa="" dari="" selatan="" semenanjung="" arab="" (oman,="" yaman).="" bukti="" untuk="" klad="" h="" pada="" asasnya="" datang="" daripada="" data="" plastid="" sahaja="" kerana="" dalam="" its="" c.="" flava="" disimpulkan="" sebagai="" berkait="" rapat="" dengan="" c.="" laxiflora="" dan="" hubungan="" antara="" c.="" senegalensis="" dan="" c.="" tubulosa="" kekal="" tidak="" dapat="" diselesaikan="" (tambahan="" rajah="" s2).="" dalam="" klad="" h,="" bukan="" sahaja="" hubungan="" c.="" tubulosa="" dan="" c.="" flava="" dengan="" c.="" senegalensis="" tidak="" diselesaikan="" dengan="" baik="" dan="" kurang="" disokong,="" tetapi="" juga="" hubungan="" antara="" keturunan="" dalam="" c.="" senegalensis="" dan="" dalam="" c.="" flava,="" satu-satunya="" pengecualian="" ialah="" subklade="" empat="" c.="" .="" penyertaan="" flava="" (flava="" subsp.="" nov.)="" dari="" utara="" iran="" (mp="" 100/97;="" ml="" 100/99;="" bi="">

Clade I (MP tidak disokong; ML 62/54; PP 1.00/ < 0.50)="" mengandungi="" akses="" eksklusif="" c.="" tubulosa,="" meliputi="" julat="" geografi="" yang="" luas="" dari="" kepulauan="" cape="" verde="" dan="" mali="" melalui="" semenanjung="" arab="" dan="" iran="" ke="" pakistan="" dan="" india.="" bukti="" untuk="" clade="" h="" juga="" datang="" pada="" asasnya="" daripada="" data="" plastid="" sahaja,="" kerana="" dalam="" its="" kumpulan="" ini="" disimpulkan="" sebagai="" paraphyletic="" dan="" selalunya="" tidak="" dapat="" diselesaikan="" berkenaan="" dengan="" c.="" rosea="" (clade="" f),="" c.laxiflora="" (clade="" g)="" serta="" c.="" senegalensis="" dan="" c="" flava="" (klade="" h).="" struktur="" filogenetik="" dalam="" klad="" i="" secara="" amnya="" lemah="" dan="" tidak="" menunjukkan="" corak="" geografi="" yang="">

Clade J (MP 92/53; ML 97/87; PP 1.00/0.99) mengandungi C. lutea sl (iaitu, termasuk C. lutea, C. aff. lutea 1 dan C. aff. lutea 2; Kepulauan Macaronesian dan Mediterranean) dan, bersarang di dalamnya, C. Brunner (Afrika barat), C. phelypaea (Kepulauan Macaronesian, kawasan pantai Atlantik dan Mediterranean di Afrika dan barat daya Eropah), dan C. violacea ( Afrika utara).Cistanchephelypaea (MP 100/98; ML 100/ 100; BI 1.00/1.{{ 31}}0) terbentuk, bersama-sama dengan gred C. lutea sl (aksesi dari seluruh julat pengedaran spesies ini) ditambah dua aksesi C. violaceus (ED807 dan ED1{{ 41}} 12 dari Arab Saudi dan Jordan, masing-masing) dan kacukan C. aff. lutea 1 dan C. violacea, klad yang disokong lemah (MP 55/-; ML 76/67; BI 0.64/ < 0.50)="" iaitu="" saudara="" perempuan="" (mp="" 90/53;="" ml="" 97/92;="" bi="" 0.96/0.89)="" kepada="" klad="" (mp="" 68/58;="" ml="" 93/82;="" bi="" 0.90/0.63)="" termasuk="" semua="" kecuali="" dua="" kesertaan="" c.="" violacea="" yang="" dinyatakan="" sebelum="" ini.="" berbeza="" dengan="" c.="" violacea,="" di="" mana="" pemisahan="" geografi="" menjadi="" klad="" yang="" diedarkan="" secara="" meluas="" (mp="" 53/70;="" ml="" 84/85;="" bi="" 0.92/="" 0.59)="" dan="" klad="" maghribi="" secara="" eksklusif="" (mp="" 92/93;="" ml="" 99/99;="" bi="" 1="" .00/0.95)="" ditemui,="" struktur="" filogenetik="" dan="" geografi="" dalam="" c.="" lutea="" sl="" dan="" c.="" phelypaea="" adalah="" terhad.="" baki="" aksesi="" c.="" lutea="" (semua="" dari="" afrika="" barat)="" ditambah="" c.="" brunneri="" (hanya="" termasuk="" satu="" penyertaan)="" membentuk="" gred="" di="" dasar="" klad="" j="" disebabkan="" kedudukan="" penyertaan="" c.="" lutea="" dari="" niger="" (ed726)="" di="" luar="" klad="" (mp="" 94/60,="" ml="" 95/69;="" bi="" 1.00/0.99)="" dibentuk="" oleh="" aksesi="" lain.="" inferens="" gred="" c.="" lutea="" ini="" berkemungkinan="" disebabkan="" oleh="" percanggahan="" antara="" data="" plastid="" dan="" its.="" secara="" khusus,="" daripada="" data="" plastid,="" aksesi="" c.="" lutea="" ditambah="" c.="" brunneri="" ini="" disimpulkan="" sebagai="" berkait="" rapat="" dengan="" c.="" violacea="" dan="" aksesi="" c.="" lutea="" lain="" (tambahan="" rajah="" s1),="" iaitu,="" seperti="" dalam="" data="" gabungan,="" manakala="" data="" its="" meletakkannya.="" ,="" dalam="" kedudukan="" yang="" tidak="" dapat="" diselesaikan,="" dalam="" klad="" dengan="" c.="" senegalensis="" dan="" c.="" tubulosa="" dengan="" mengecualikan="" ahli="" lain="" klad="" j="" (tambahan="" rajah="">

4. Perbincangan

Dalam monograf terbaru genusCistanche, Beck-Mannagetta (1930) membezakan empat kumpulan (sebagai bahagian taksonomi) yang berbeza dalam ciri kelopak dan bilangan bracteoles. Kecuali mazhab C. monospesifik. Bahan (Clade Asia Timur), tiada satu pun bahagian Beck Mannagetta disokong sebagai monofiletik. Sebaliknya, spesies C. mazhab.Cistanchedan C. mazhab. Heterocalyx bercampur (di barat daya Asia Clade dan Widespread Clade) dan spesies tunggal mazhab C. Cistanchella adalah paraphyletic dan bersarang di SouthwestAsian Clade. Keturunan utama keempat (Northwest African Clade), diwakili di sini oleh spesies yang masih belum diterangkan yang secara morfologi hampir dengan C. mauritanica, secara tradisinya diletakkan dalam mazhab C..Cistanchebelum dikenal pasti dalam mana-mana klasifikasi sebelumnya

Empat keturunan utama yang dikenal pasti di sini juga boleh dicirikan secara morfologi. Khususnya, spesies tunggal Clade Asia Timur, C. Sinensis, adalah satu-satunyaCistanchespesies dengan kelopak kuadripartit yang terhiris dalam, manakala semua yang lain mempunyai (sekurang-kurangnya) lima lobus kelopak yang kebanyakannya bersambung (Rajah 2). Spesies Klade Tersebar luas mempunyai batang berbulu, bract dan kelopak, manakala Klade Asia Barat Daya dan Afrika Barat Laut sekurang-kurangnya sebahagiannya berbulu (masing-masing berbulu atau lanuginose berbanding arachnoid-lanuginose) (Gamb. 2). Akhirnya, ahli-ahli Northwest African Clade mempunyai indumentum arachnoid-lanuginose yang padat dan bract rhomboid secara meluas tidak terdapat dalam Clade Asia Barat Daya (Rajah 2). Watak yang ditekankan sebelum ini, iaitu, bilangan bracteoles (satu atau tiada dalam C. sect.Cistanchellaberbanding dua dalam semua bahagian lain) dan bentuk cuping kelopak (lebih kurang cuping terpisah dan tidak sama dalam C. sect. Heterocalyx versus cetek terpisah dan cuping sama dalam C. sect.Cistanche), tidak mencerminkan belahan yang lebih dalam dan, sekurang-kurangnya dalam kes bentuk cuping kelopak, nampaknya telah berkembang sekurang-kurangnya dua kali secara bebas.

Beberapa spesies yang diiktiraf pada masa ini tidak disokong sebagai monofiletik (Rajah 1), yang tidak terhad kepada taksonomi yang diketahui sukar dari segi taksonomi, seperti C. lutea atau C. tubulosa, tetapi juga kepada takson yang dianggap tidak bermasalah dari segi taksonomi, seperti C ridgewayana sl atauCistanchefissa sl (di sini diwakili oleh C. aff. fissa 1 dan 2). Percanggahan antara unit taksonomi dan filogenetik mungkin disebabkan oleh beberapa faktor yang tidak saling eksklusif, termasuk kesilapan pengecaman spesies, kekurangan pengiktirafan taksonomi entiti yang dibezakan secara morfologi dan/atau geografi, hibridisasi dan perbezaan cetek (radiasi pantas). Kesalahan pengecaman spesies berkemungkinan menjadi punca bagi kedudukan dua aksesi C. tubulosa (GB1 dan GB2) yang bersarang dalam C. laxiflora (Rajah 1). Baucar aksesi ini tidak tersedia kepada kami untuk semakan, tetapi, seperti yang dinilai daripada imej web, tumbuhan dari kawasan bersebelahan di tengah padang pasir China secara morfologi bersetuju dengan C. laxiflora subsp. laxiflora (tiub corolla putih dengan cuping ungu muda dan bukannya pucat hingga kuning tua dalam C. tubulosa). Spesies ini tidak dilaporkan dari China, di mana tumbuhan yang berkaitan dengan takson ini sama ada disenaraikan di bawah C. tubulosa (Zhang, 1990) atau, lebih baru, di bawah C. mongolica (Zhang dan Tzvelev, 1998). Kekurangan pengecaman taksonomi bagi keturunan yang dibezakan secara morfologi dan/atau geografi nampaknya digunakan untuk kedua-dua spesies paraphyletic, seperti C. ridgewayana sl dan C. aff. fissa, serta spesies monofiletik dengan struktur filogenetik yang kuat, seperti C. Flava. Dalam setiap kes ini, kumpulan yang dihadkan secara filogenetik berbeza dari segi morfologi dan geografi dan, oleh itu, layak mendapat pengiktirafan taksonomi (layanan taksonomi terperinci akan diberikan dalam penerbitan seterusnya). Kedua-duanya, kesilapan pengecaman spesies dan resolusi taksonomi yang tidak mencukupi adalah masalah biasa dalam Orobanchaceae holoparasit, khususnya dalam Orobanche dan genera yang berkaitan (Manen et al., 2004; Schneeweiss et al., 2004a; Schneeweiss et al., 2009; Schneeweiss, 2013).

Hibridisasi adalah fenomena biasa dalam tumbuhan berbunga (Rieseberg dan Carney, 1998; Payseur dan Rieseberg, 2016) dan juga telah dilaporkan untukCistanche. Secara khusus, Beck-Mannagetta (1930) menggambarkan kacukan antara C. lutea (sebagai C. tinctoria f. lutea) dan C. violacea sebagai bukan spesies, C. hibrid. Kacukan ini mungkin perantaraan morfologi, seperti kes untuk kesertaan ED686, atau mungkin menyerupai salah satu daripada ibu bapa, seperti kes untuk kesertaan ED1012; kesertaan terakhir ini pada asalnya ditentukan sebagai C. violacea, tetapi pada pemeriksaan semula, yang diprovokasi oleh kedudukan filogenetiknya dalam C. lutea sl, ternyata menjadi hibrid juga. Dengan mengandaikan warisan ibu genom plastid (seperti yang ditunjukkan untuk Orobanchaceae Rhinanthus angustifolius: Vrancken dan Wesselingh, 2010) dalamCistanche, kehadiran ribotaip ITS ibu dalam kesertaan hibrid ED686 (ia tidak tersedia untuk kesertaan ED1012) akan selaras dengan pembentukan hibrid generasi terkemudian dan/atau silang belakang, menghasilkan tangkapan plastid. Penangkapan plastid juga boleh menjelaskan percanggahan antara penanda nuklear dan plastid. Sebagai contoh, C. aff. tubulosa dari Semenanjung Arab, secara morfologi berbeza dalam beberapa ciri daripada C. tubulosa yang meluas, membentuk klad hampir dengan C. senegalensis dalam set data ITS tetapi dipisahkan kepada dua klad berbeza dalam plastid dan gabungan set data berkumpulan dengan C. senegalensis (klade H) atau kesertaan C. tubulosa subsp. tubulosa (klade I; kedua-dua C. senegalensis dan C. tubulosa subsp. tubulosa juga berlaku di Semenanjung Arab).

Alternatif kepada introgression untuk menjelaskan percanggahan antara kedudukan filogenetik yang disimpulkan daripada data nuklear lawan plastid ialah pengisihan keturunan yang tidak lengkap, yang akan mempengaruhi genom nuklear dan plastid secara berbeza disebabkan oleh perbezaan dalam saiz populasi berkesannya (dalam genom plastid hanya separuh besar daripada genom nuklear dalam kumpulan monoecious sepertiCistanche). Pengisihan keturunan yang tidak lengkap dijangka sangat relevan dalam kes perbezaan cetek dan sinaran cepat (Maddison dan Knowles, 2006), yang nampaknya berlaku dalam Clade Widespread, di mana klad yang terdiri daripada Clades G hingga J dicirikan oleh panjang cawangan pendek (Rajah 1). Pengisihan keturunan yang tidak lengkap mungkin bertanggungjawab terhadap kekurangan pembezaan molekul dan/atau keselarasan garis keturunan yang dibezakan secara morfologi dalam C. lutea sl (iaitu, C. aff. lutea 1 dan C. aff. lutea 2). Merungkai pemisihan keturunan yang tidak lengkap daripada introgressi akan memerlukan kaedah berasaskan koalesen (Blanco-Pastor et al., 2012) yang idealnya melibatkan data filogenomik nuklear (Bravo et al., 2019), yang jika tiada rangka kerja taksonomi pepejal dan data yang cukup luas tidak mungkin lagi.

Pengkhususan hos ialah daya evolusi yang penting dalam holoparasit Orobanchaceae (Schneider et al., 2016).Cistanche, bagaimanapun, nampaknya merupakan pengecualian, kerana banyak spesies telah ditemui dalam ahli beberapa keluarga tumbuhan, paling kerap Amaranthaceae (termasuk Chenopodiaceae) dan Polygonaceae, tetapi juga Fabaceae, Zygophyllaceae, Tamaricaceae, Rosaceae, Nitrariaceae, dan Salvadoraceae. Seperti dalam Orobanche (Manen et al., 2004), hos yang sama mungkin dikongsi oleh beberapa orang yang tidak berkaitan.Cistanchespesies (cth, Haloxylon ammodendron ialah hos untuk C. deserticola dari Southwest Asian Clade dan untuk C. phelypaea dari Widespread Clade). Kes pengkhususan perumah (cth, C. senegalensis kebanyakannya pada Acacia/Fabaceae; terutamanya Fabaceae sebagai perumah untuk C. Flava subsp. nov. berbanding terutamanya Calligonum bungei/Polygonaceae untuk C. Flava subsp. Flava) mungkin mencerminkan banyaknya perumah yang sesuai spesies dan bukannya pengkhususan perumah tulen. Menguji sebarang peranan pengkhususan perumah untuk kepelbagaian Cistanche akan memerlukan filogeni spesies yang diselesaikan dengan baik dan data perumah yang cukup terperinci.5. Kesimpulan

Ini adalah analisis filogenetik molekul komprehensif pertama bagi genus tumbuhan holoparasitCistanche, diedarkan secara meluas di kawasan gersang di Dunia Lama. Empat klad utama dalamCistanchetelah dikenal pasti yang hanya sebahagiannya sepadan dengan bahagian yang diiktiraf secara tradisional (Beck Mannagetta, 1930) dan secara amnya menunjukkan komponen geografi yang kuat. Manakala Klade Asia Barat Daya mempamerkan struktur filogenetik yang kuat di kalangan dan sebahagiannya dalam spesies (Asia Timur dan Klade Afrika Barat Laut adalah monospesifik), resolusi filogenetik dalam Klade Tersebar selalunya rendah dan terhalang oleh percanggahan antara penanda nuklear dan plastid, yang sekurang-kurangnya sebahagiannya adalah disebabkan oleh penghibridan/introgresi dan/atau pengisihan keturunan yang tidak lengkap. Bukti filogenetik molekul dan keputusan penilaian semula morfologiCistanchespesies menunjukkan bahawa kepelbagaian spesies dalamCistanchepada masa ini dipandang rendah (lihat taksa yang ditunjukkan sebagai sp. nov. atau subsp. nov. dalam teks). Walaupun sesetengah spesies masih perlu dimasukkan dalam mana-mana kajian filogenetik molekul (cth, C. mauritanica) dan penanda tambahan akan diperlukan untuk menyelesaikan semua hubungan spesies, hipotesis filogenetik yang baik yang dibentangkan di sini menyediakan asas yang berharga untuk sitogenetik, taksonomi dan biogeografi yang berterusan. penyelidikan dalam genus ini.

cistanche bienfaits

Pembiayaan

Kerja ini telah disokong sebahagiannya oleh SYNTHESYS yang dibiayai oleh Tindakan Infrastruktur Penyelidikan Komuniti Eropah di bawah Program "Kapasiti" FP7 di Real Jardín Botánico (ES-TAF-1663). Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada Universiti Bonn, OeAD (Österreichische Austauschdienst) dan DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst) atas sokongan kewangan.

penyata sumbangan pengarang CRedit

Najibeh Ataei: Pengkonsepan, Kurasi data, Analisis formal, Pemerolehan pembiayaan, Penyiasatan, Pentadbiran projek, Visualisasi, Penulisan - draf asal, Penulisan - semakan & penyuntingan.Gerald M. Schneeweiss: Pengkonsepan, Penyeliaan, Penulisan -semakan & penyuntingan. Miguel Angel Garcia: Sumber. Michael Krug: Analisis formal. Marcus Lehnert: Penulisan - draf asal. JafarValizadeh: Sumber. Dietmar Quandt: Konseptualisasi, Analisis formal, Pentadbiran projek, Sumber, Penyeliaan, Penulisan - semakan & penyuntingan

Ucapan terima kasih

Terima kasih kepada Edit Korpinos, yang memberikan bantuan di makmal Jodrell di Kew dan kepada kurator herbarium (TARI, BM, IRAN, BONN, USB, P, TUH, E, W, KAS, MSB, K, B, G, PEY , M, UG, BR, GUH, MA, WU) untuk menghantar pinjaman dan gambar. Kami berterima kasih kepada Susann Wicke untuk reka bentuk primer dan sokongan makmal. Kami menghargai Dr. Hossein Akhani di TehranUniversity dan Puan Robabeh Shahi Shavvon di Universiti Gilan kerana menyediakan beberapa bahan DNA dari Iran. Kami berterima kasih kepada Dr. FedericoLuebert dan Juliana Chacon di Nees Institute atas komen mereka yang berguna.

Rujukan:

Álvarez, I., Wendel, JF, 2003. Ribosom ITS jujukan dan inferens filogenetik tumbuhan. Mol. Filogenet. Evol. 29, 417–434. https://doi.org/10.1016/S1055-7903(03)00208-2.
Bailey, CD, Carr, TG, Harris, SA, Hughes, CE, 2003. Pencirian polimorfisme nrDNA angiosperma, paralogi dan pseudogenes. Mol. Filogenet. Evol. 29, 435–455.
Baldwin, BG, Sanderson, MJ, Porter, JM, Wojciechowski, MF, Campbell, CS, Donoghue, MJ, 1995. Rantau DNA ribosom nuklear ITS: sumber bukti yang berharga mengenai filogeni angiosperma. Ann. Bot Missouri. Gard. 82, 247–277.
Beck-Mannagetta, G., 1930. Orobanchaceae, dalam: Engler, A. (Ed.), Das Pflanzenreich IV. 261. Wilhelm Engelmann, Leipzig, ms 1–348.
Bennett, JR, Mathews, S., 2006. Filogeni keluarga tumbuhan parasit Orobanchaceae disimpulkan daripada phytochrome A. Am. J. Bot. 93, 1039–1051.
Blanco-Pastor, JL, Vargas, P., Pfeil, BE, 2012. Simulasi koalesen mendedahkan penghibridan dan pengisihan keturunan yang tidak lengkap di Mediterranean Linaria. PLoS ONE 7 (6), e39089.
Borsch, T., Quandt, D., 2009. Dinamik mutasi dan utiliti filogenetik DNA kloroplas bukan pengekodan. Sistem Tumbuhan. 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. Merangkul heterogeniti: menggabungkan Pohon Kehidupan dan masa depan filogenomik. PeerJ 7, e6399.

Doyle, JJ, Doyle, J., 1987. Prosedur pengasingan DNA pantas untuk kuantiti kecil tisu daun segar. Phytochem. lembu jantan. 19, 11–15.
N. Ataei, et al. Filogenetik dan Evolusi Molekul 151 (2020) 106898 8
Felsenstein, J., 1981. Pokok evolusi dari urutan DNA: pendekatan kemungkinan maksimum. J. Mol. Evol. 17, 368–376.
Felsenstein, J., 1985. Had keyakinan pada filogeni: pendekatan menggunakan bootstrap. Evolusi 39, 783–791.
Fu, W., Liu, X., Zhang, N., Song, Z., Zhang, W., Yang, J., Wang, Y., 2017. Menguji hipotesis pelbagai asal usul holoparasit dalam Orobanchaceae: bukti filogenetik daripada dua genera holoparasit yang tidak diletakkan terakhir, Gleadovia dan
Phacellanthus. Depan. Sci tumbuhan. 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. PengenalpastianCistanchespesies (Orobanchaceae) berdasarkan jujukan rantau intergenik psbA-trnH plastid. Acta Pharmaceut. Dosa. 45, 126–130.
Huelsenbeck, JP, Ronquist, F., 2001. MRBAYES: Inferens Bayesian bagi pokok filogenetik. Bioinformatik 17, 754–755.
Kress, WJ, Wurdack, KJ, Zimmer, EA, Weigt, LA, Janzen, DH, 2005. Penggunaan kod bar DNA untuk mengenal pasti tumbuhan berbunga. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 8369–8374.

Li, X., Feng, T., Randle, C., Schneeweiss, GM, 2019. Hubungan filogenetik dalam Orobanchaceae disimpulkan daripada gen nuklear salinan rendah: penyatuan klad utama dan pengenalpastian kedudukan baru bagi klad Orobanche bukan fotosintetik saudara kepada semua parasit Orobanchaceae yang lain. Depan. Sci tumbuhan. 10, 902.

Li, X., Jang, T.-S., Temsch, EM, Kato, H., Takayama, K., Schneeweiss, GM, 2017. Data molekul dan karyologi mengesahkan bahawa genus misterius Platypholis dari Bonin-Islands (SE Jepun ) bersarang secara filogenetik dalam Orobanche
(Orobanchaceae). J. Tumbuhan. Res. 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. Urutan genom kloroplas lengkap holoparasitCistanchedeserticola (Orobanchaceae) mendedahkan kehilangan gen dan gen mendatar
pemindahan daripada perumahnya 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. Trajektori pelbagai degradasi plastom dalam holoparasitCistanchedan lokasi genomik gen plastid yang hilang. J. Exp. Bot. 71, 877–892.
Maddison, W., Knowles, LL, 2006. Membuat kesimpulan filogeni walaupun pengisihan keturunan tidak lengkap. Syst. biol. 55, 21–30.
Manen, J.-F., Habashi, C., Jeanmonod, D., Park, J.-M., Schneeweiss, GM, 2004. Kebolehubahan filogeni dan intraspesifik Orobanche holoparasit (Orobanchaceae) disimpulkan daripada jujukan rbcL plastid. Mol. Filogenet. Evol. 33, 482–500.
McNeal, JR, Bennett, JR, Wolfe, AD, Mathews, S., 2013. Filogeni dan asal-usul holoparasit dalam Orobanchaceae. Am. J. Bot. 100, 971–983.
Müller, J., Müller, KF, Neinhuis, C., Quandt, D., 2006. PhyDE - Editor Data Filogenetik. http://www.phyde.de (diakses 2. April 2019).
Müller, K., 2004. PRAP-pengiraan sokongan Bremer untuk set data yang besar. Mol. Filogenet. Evol. 31, 780–782.
Müller, K., 2005. SeqState: reka bentuk primer dan statistik jujukan untuk dataset DNA filogenetik. Appl. Biomaklumat. 4, 65–69.
Nixon, KC, 1999. Parsimony ratchet ialah kaedah baharu untuk analisis parsimony pantas. Kladistik 15, 407–414.
Olsson, S., Buchbender, V., Enroth, J., Hedenäs, L., Huttunen, S., Quandt, D., 2009. Analisis filogenetik mendedahkan tahap polyphyly yang tinggi di kalangan keturunan pleurocarpous serta klad novel. Bryologist 112, 447–466.
Park, J.-M., Manen, J.-F., Colwell, AE, Schneeweiss, GM, 2008. Sebuah filogeni gen plastid bagi Orobanche parasit bukan fotosintetik (Orobanchaceae) dan genera yang berkaitan. J. Tanaman Re. 121, 365–376.
Payseur, BA, Rieseberg, LH, 2016. Perspektif genomik tentang hibridisasi dan spesiasi. Mol. Ecol. 25, 2337–2360.
Quandt, D., Müller, K., Huttunen, S., 2003. Pencirian rantau psbTH DNA kloroplas dan pengaruh unsur simetri dyad pada pembinaan semula filogenetik. Biol Tumbuhan. 5, 400–410. https://doi.org/10.1055/s-2003-42715.
Rambaut, A., Drummond, AJ, Xie, D., Baele, G., Suchard, MA, 2018. Ringkasan posterior dalam filogenetik Bayesian menggunakan Tracer 1.7. Syst. biol. 67, 901–904.

Rieseberg, LH, Carney, SE, 1998. Hibrid tumbuhan. Phytol baharu. 140, 599–624.

Rodrigues, AG, Colwell, AEL, Stefanovic, S., 2011. Sistematik molekul genus parasit Conopholis (Orobanchaceae) disimpulkan daripada jujukan plastid dan nuklear. Am. J. Bot. 98, 896–908.
Ronquist, F., Huelsenbeck, JP, 2003. MrBayes 3: Inferens filogenetik Bayesian di bawah model campuran. Bioinformatik 19, 1572–1574.
Schneeweiss, GM, 2013. Hubungan filogenetik dan trend evolusi dalam Orobanchaceae, dalam Joel, DM, Gressel, J., Musselman, LJ (Eds.), Parasitic Orobanchaceae. Springer, Berlin Heidelberg, hlm. 243–265.
Schneeweiss, GM, Colwell, A., Park, J.-M., Jang, C.-G., Stuessy, TF, 2004a. Filogeni Orobanche holoparasit (Orobanchaceae) disimpulkan daripada jujukan ITS nuklear. Mol. Filogenet. Evol. 30, 465–478.
Schneeweiss, GM, Frajman, B., Dakskobler, I., 2009. Orobanche lycoctoni Rhiner (Orobanchaceae), spesies flora Eropah Tengah yang kurang dikenali. Candollea 64, 91–99.
Schneeweiss, GM, Palomeque, T., Colwell, AE, Weiss-Schneeweiss, H., 2004b. Nombor kromosom dan evolusi karyotype dalam Orobanche holoparasit (Orobanchaceae) dan genera yang berkaitan. Am. J. Bot. 91, 439–448.
Schneider, AC, Colwell, AEL, Schneeweiss, GM, Baldwin, BG, 2016. Kepelbagaian khusus hos samar dalam kalangan penyapu hemisfera barat (Orobanche sl, Orobanchaceae). Ann. Bot. 118, 1101–1111.
Simmons, MP, Ochoterena, H., 2000. Jurang sebagai watak dalam analisis filogenetik berasaskan jujukan. Syst. biol. 49, 369–381.
Stamatakis, A., 2014. RAxML Versi 8: Alat untuk analisis filogenetik dan pasca analisis filogeni besar. Bioinformatik 30, 1312–1313.
Stöver, BC, Müller, KF, 2010. TreeGraph 2: menggabungkan dan menggambarkan bukti daripada analisis filogenetik yang berbeza. BMC Bioinf. 11, 7.
Sun, ZY, Song, JY, Yao, H., Han, JP, 2012. Pengenalpastian molekul bagiCistanchesHerba dan penzinanya berdasarkan urutan nrITS2. J. Med. Tumbuhan Re. 6, 1041–1045.

Swofford, DL, 1999. PAUP*4.0 Beta untuk Macintosh: Analisis Filogenetik Menggunakan Parsimony. Sinauer Associates, Sunderland, MA.

Taberlet, P., Gielly, L., Pautou, G., Bouvet, J., 1991. Primer universal untuk penguatan tiga kawasan bukan pengekodan DNA kloroplas. Tumbuhan Mol. biol. 17, 1105–1109.Tomari, N., Ishizuka, Y., Moriya, A., Kojima, S., Deyama, T., Coskun, M., Tu, P.,

Mizukami, H., 2003. Kajian farmakognostik hubungan filogenetik Cistanchis Herba (IV)Cistanchetumbuhan berdasarkan gen rps2 plastid dan jujukan rantau rpl{1}}rpl14 intergenik. alam semula jadi. Med. 57, 233–237.
Tomari, N., Ishizuka, Y., Moriya, A., Kojima, S., Deyama, T., Mizukami, H., Tu, P., 2002. Kajian farmakognostik mengenai hubungan filogenetik Cistanchis Herba (III)Cistanchetumbuhan berdasarkan gen rps2 plastid dan jujukan spacer intergenik rpl16-rpl14. biol. Pharm. lembu jantan. 25, 218–222.
Vrancken, J., Wesselingh, RA, 2010. Warisan genom kloroplas dalam Rhinanthus angustifolius (Orobanchaceae). Ekol Tumbuhan. 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. PengesananCistanchesProduk perubatan Herba (Rou Cong Rong) menggunakan tandatangan nukleotida khusus spesies. Depan. Sci tumbuhan. 9, 1643.

Weiss-Schneeweiss, H., Greilhuber, J., Schneeweiss, GM, 2006. Evolusi saiz genom dalam Orobanche holoparasit (Orobanchaceae) dan genera yang berkaitan. Am. J. Bot. 93, 148–156.

Westwood, JH, Yoder, JI, Timko, MP, dePamphilis, CW, 2010. Evolusi parasitisme dalam tumbuhan. Trends Plant Sci. 15, 227–235.

White, T., Bruns, T., Lee, S., Taylor, J., 1990. Penguatan dan penjujukan langsung gen RNA ribosom kulat untuk filogenetik. Dalam: Innis, M., Gelfand, D., Shinsky, J., White, T. (Eds.), Protokol PCR: Panduan kepada Kaedah dan Aplikasi. Akademik

Press, London, hlm. 315–322.
Wicke, S., 2013. Evolusi genomik dalam Orobanchaceae. Dalam: Joel, DM, Gressel, J., Musselman, LJ (Eds.), Parasitic Orobanchaceae. Springer, Berlin Heidelberg, hlm. 267–286.
Wicke, S., Müller, KF, dePamphilis, CW, Quandt, D., Wickett, NJ, Zhang, Y., Renner,
SS, Schneeweiss, GM, 2013. Mekanisme pengurangan genom berfungsi dan fizikal dalam tumbuhan parasit fotosintesis dan bukan fotosintetik daripada keluarga penyapu. Sel Tumbuhan 25, 3711–3725.
Wicke, S., Müller, KF, dePamphilis, CW, Quandt, D., Bellot, S., Schneeweiss, GM, 2016. Model mekanistik variasi kadar evolusi dalam perjalanan ke gaya hidup bukan fotosintetik dalam tumbuhan. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 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 Transkriptom keluarga tumbuhan parasit Orobanchaceae mendedahkan pemuliharaan klorofil yang mengejutkan

sintesis. Curr. biol. 21, 2098–2104.
Wolfe, AD, Randle, CP, Liu, L., Steiner, KE, 2005. Filogeni dan biogeografi Orobanchaceae. Folia Geobot. 40, 115–134.
Worberg, A., Quandt, D., Barniske, A.-M., Löhne, C., Hilu, KW, Borsch, T., 2007. Phylogeny of basal eudicots: Insights from non-coding and rapidly evolving DNA. organ. Penyelam. Evol. 7, 55–77.
Young, ND, Steiner, KE, dePamphilis, CW, 1999. Evolusi parasitisme dalam Scrophulariaceae/Orobanchaceae: jujukan gen plastid menyangkal siri peralihan evolusi. Ann. Bot Missouri. Gard. 86, 876–893.
Zhang, ZY, 1990. Orobanchaceae, dalam: Wang, W. (ed.), Flora Reipublicae Popularis Sinica, vol. 69. Bejing, Science Press, ms 69–124.
Zhang, ZY, Tzvelev, NN, 1998. Orobanchaceae, dalam: Wu, ZY, Raven, PH (Eds.), Flora of China, vol. 18 (Scrophulariaceae melalui Gesneriaceae). Science Press, Beijing, dan Missouri Botanical Garden Press, St. Louis, MI, hlm. 229–243.
Zheng, S., Jiang, X., Wu, L., Wang, Z., Huang, L., 2014. Diskriminasi kimia dan genetik bagiCistanchesHerba berasaskan UPLC-QTOF/MS dan pengekodan DNA. PLoS ONE 9 (5), e98061.