Beilschmiediaグループ(Lauraceae)のプラストームの系統学、系統学、発散時間の推定

Plastome phylogenomics, systematics, and divergence time estimation of the Beilschmiedia group (Lauraceae).

• Haiwen Li
• Bing Liu
• Charles C Davis
• Yong Yang

抄録

Beilschmiediaグループ（Lauraceae）の属間関係は未だ解明されておらず、その分類と進化の多様性の理解を妨げている。この問題を解決するために、我々はBeilschmiediaの主要なクラッドと近縁種を含む5つの属を代表する25種のプラスチッドゲノムを配列決定し、完全なプラスチッドゲノム（プラスチッドゲノム）を構築した。推定された系統は堅牢であり、2つの主要なクラッドが含まれている。1つ目の系統は、単系統のEndiandraを含み、オーストラリアでは準系統のBeilschmiediaグループに属していた。第二は、i. アフリカのBeilschmiediaの亜種とマラガシのPotameiaの亜種、ii. アジアのSyndiclisとSinoporaを含む亜種、iii. 唯一の新熱帯種B. immersinervis、iv. アジアの中心的なBeilschmiediaの亜種、新熱帯種B. brenesiiの姉妹種、v. アジアの2種、B. turbinataとB. glaucaを含む。私たちが確認したBeilschmiediaの非単為性は、BrassiodendronとSinoporaをそれぞれEndiandra属とSyndiclis属に合併することを含むが、これに限定されない、属の大規模な分類学的再編成を必要としている。これらのことから，我々が明らかにしたように，大陸的でクラッド全体の固有性が高いことは，地理的分布がこのグループ内の分類群を定義するのに適していることを示唆している。分子発散時間の推定から、茎部のBeilschmiediaグループのメンバーの年代は始新世(約50 Ma)であり、冠部の年代は始新世-オリゴ新世境界(約34 Ma)であることが明らかになった。これらの知見は、このグループの古い推定値と矛盾しており、多くの汎熱帯アンギオスペルマム類の起源と多様化は、厳密な西ゴンドワナのバイカリゼーションに簡単に帰することができないことを示す証拠を裏付けるものである。最後に、我々の研究は、Lauraceaceにおけるプラストームの系統学的有用性を明らかにし、将来の系統学的および生物地理学的調査のための強固な基礎を築くものである。

Intergeneric relationships of the Beilschmiedia group (Lauraceae) remain unresolved, hindering our understanding of their classification and evolutionary diversification. To remedy this, we sequenced and assembled complete plastid genomes (plastomes) from 25 species representing five genera spanning most major clades of Beilschmiedia and close relatives. Our inferred phylogeny is robust and includes two major clades. The first includes a monophyletic Endiandra nested within a paraphyletic Australasian Beilschmiedia group. The second includes i.) a subclade of African Beilschmiedia plus Malagasy Potameia, ii.) a subclade of Asian species including Syndiclis and Sinopora, iii.) the lone Neotropical species B. immersinervis, iv.) a subclade of core Asian Beilschmiedia, sister to the Neotropical species B. brenesii, and v) two Asian species including B. turbinata and B. glauca. The rampant non-monophyly of Beilschmiedia we identify necessitates a major taxonomic realignment of the genus, including but not limited to the mergers of Brassiodendron and Sinopora into the genera Endiandra and Syndiclis, respectively. Along these lines, the high degree of continental, clade-wide endemism we identify suggests that geographical distribution may be a good proxy for delineating taxa within this group. Our molecular divergence time estimates indicate that stem Beilschmiedia group members date to the Early Eocene (∼50 Ma); their crown age dates to the Eocene-Oligocene boundary (∼34 Ma). These findings contradict older estimates of the group and support mounting evidence that the origin and diversification of many pantropical angiosperm clades are not easily attributed to strict western Gondwanan vicariance. Finally, our study highlights the phylogenetic utility of plastomes in Lauraceace, and lays a solid foundation for future phylogenomic and biogeographic investigations within the family.

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