Evaluating the phylogenetic position of the monotypic family Halophytaceae (Portulacinae, Caryophyllales) based on plastid and nuclear molecular data sets

Abstract

In spite of numerous phylogenetic studies to determine relationships in Order Caryophyllales and particularly in the suborder Portulacinae, the position of Halophytaceae remains controversial. Halophytum ameghinoi belongs to this monotypic succulent herbaceous family, which is endemic to the Argentine Monte eco-region, in arid and semi-arid scrubland. Some have suggested a relationship with Chenopodiaceae and others a close relationship with Basellaceae and/or Portulacaceae. We performed detailed phylogenetic analyses using the nuclear (18S, ITS, and 26S) and plastid regions (atpB, trnK/matK, ndhF, rbcL, and rpl16) of previous and newly obtained DNA sequences in the suborder Portulacinae to clarify Halophytum’s relationships and to identify the DNA markers with the strongest phylogenetic signal. Phylogenetic analyses performed with the total evidence data matrix confi rmed a close relationship between Halophytum and Basellaceae and a close relationship of both with Didiereaceae. The DNA marker with the most parsimony informative sites was the plastid trnK/matK, followed by ndhF. When the proportion of variable to informative sites is considered, the nuclear ITS region retrieved the most informative sites. However, phylogenetic trees retrieved by total evidence analyses improve branch support if this nuclear region is not used.: A pesar de numerosos estudios fi logenéticos para determinar las relaciones de las familias del orden Caryophyllales y particularmente del suborden Portulacinae, no se ha establecido aún la posición de Halophytaceae. Halophytum ameghinoi es el único representante de esta familia de hierbas suculentas, endémico de la ecoregión Monte Argentino, creciendo en vegetación arbustiva árida o semi-árida. Algunos autores han sugerido una relación con Chenopodiaceae y otros con Basellaceae y/o Portulacaceae y Montiaceae. Para determinar la posición de Halophytum en el suborden Portulacinae se llevaron a cabo análisis fi logenéticos utilizando regiones nucleares (18S, ITS, 26S) y regiones de cloroplasto (atpB, trnK/matK, ndhF, rbcL y rpl16), de secuencias de ADN previas y secuenciadas en este proyecto. El análisis fi logenético basado en la matriz de evidencia total confi rmó una cercana relación entre Halophytum y Basellaceae. Estos dos grupos resultaron cercanamente emparentados con Didiereaceae. La región de ADN con mayor número de sitios variables fue la región de cloroplasto trnk/matK seguida por ndhF, aunque la región nuclear de ITS resultó con más sitios variables si se toma en cuenta el porcentaje de sitios variables/sitios informativos. Sin embargo, si esta región nuclear es eliminada, los árboles fi logenéticos muestran valores de soporte de ramas más altos.