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Título: Genotyping-by-sequencing provides the discriminating power to investigate the subspecies of Daucus carota (Apiaceae)
Autores: Arbizu Berrocal, Carlos Irvin 
Ellison, Shelby 
Senalik, Douglas 
Simon, Philipp 
Spooner, David Michael 
Palabras clave: Carrot;Daucus carota;Genotyping-by-sequencing (GBS);Phylogeny;Single nucleotide polymorphisms (SNPs)
Fecha de emisión: 28-oct-2016
Editor: Springer Nature
Fuente: Arbizu, C. I., Ellison, S. L., Senalik, D., Simon, P. W., & Spooner, D. M. (2016). Genotyping-by-sequencing provides the discriminating power to investigate the subspecies of Daucus carota (Apiaceae). BMC Evolutionary Biology, 16, 1-16. https://doi.org/10.1186/s12862-016-0806-x
Revista: BMC Evolutionary Biology 
Resumen: 
Background: The majority of the subspecies of Daucus carota have not yet been discriminated clearly by various molecular or morphological methods and hence their phylogeny and classification remains unresolved. Recent studies using 94 nuclear orthologs and morphological characters, and studies employing other molecular approaches were unable to distinguish clearly many of the subspecies. Fertile intercrosses among traditionally recognized subspecies are well documented. We here explore the utility of single nucleotide polymorphisms (SNPs) generated by genotyping-by-sequencing (GBS) to serve as an effective molecular method to discriminate the subspecies of the D. carota complex. Results: We used GBS to obtain SNPs covering all nine Daucus carota chromosomes from 162 accessions of Daucus and two related genera. To study Daucus phylogeny, we scored a total of 10,814 or 38,920 SNPs with a maximum of 10 or 30% missing data, respectively. To investigate the subspecies of D. carota, we employed two data sets including 150 accessions: (i) rate of missing data 10% with a total of 18,565 SNPs, and (ii) rate of missing data 30%, totaling 43,713 SNPs. Consistent with prior results, the topology of both data sets separated species with 2n = 18 chromosome from all other species. Our results place all cultivated carrots (D. carota subsp. sativus) in a single clade. The wild members of D. carota from central Asia were on a clade with eastern members of subsp. sativus. The other subspecies of D. carota were in four clades associated with geographic groups: (1) the Balkan Peninsula and the Middle East, (2) North America and Europe, (3) North Africa exclusive of Morocco, and (4) the Iberian Peninsula and Morocco. Daucus carota subsp. maximus was discriminated, but neither it, nor subsp. gummifer (defined in a broad sense) are monophyletic. Conclusions: Our study suggests that (1) the morphotypes identified as D. carota subspecies gummifer (as currently broadly circumscribed), all confined to areas near the Atlantic Ocean and the western Mediterranean Sea, have separate origins from sympatric members of other subspecies of D. carota, (2) D. carota subsp. maximus, on two clades with some accessions of subsp. carota, can be distinguished from each other but only with poor morphological support, (3) D. carota subsp. capillifolius, well distinguished morphologically, is an apospecies relative to North African populations of D. carota subsp. carota, (4) the eastern cultivated carrots have origins closer to wild carrots from central Asia than to western cultivated carrots, and (5) large SNP data sets are suitable for species-level phylogenetic studies in Daucus.

Antecedentes: La mayoría de las subespecies de Daucus carota aún no se han diferenciado claramente mediante diversos métodos moleculares o morfológicos, por lo que su filogenia y clasificación siguen sin resolverse. Estudios recientes que utilizan 94 ortólogos nucleares y caracteres morfológicos, así como estudios que emplean otros enfoques moleculares, no han podido distinguir claramente muchas de las subespecies. Los cruces fértiles entre subespecies tradicionalmente reconocidas están bien documentados. Aquí exploramos la utilidad de los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) generados por genotipado por secuenciación (GBS) para servir como un método molecular eficaz para discriminar las subespecies del complejo D. carota. Resultados: Utilizamos GBS para obtener SNPs que cubren los nueve cromosomas de Daucus carota a partir de 162 accesiones de Daucus y dos géneros relacionados. Para estudiar la filogenia de Daucus, obtuvimos un total de 10.814 o 38.920 SNPs con un máximo de 10 o 30% de datos perdidos, respectivamente. Para investigar las subespecies de D. carota, empleamos dos conjuntos de datos que incluían 150 accesiones: (i) tasa de datos perdidos del 10%, con un total de 18.565 SNPs, y (ii) tasa de datos perdidos del 30%, con un total de 43.713 SNPs. En consonancia con resultados anteriores, la topología de ambos conjuntos de datos separó las especies con cromosoma 2n = 18 de todas las demás especies. Nuestros resultados sitúan a todas las zanahorias cultivadas (D. carota subsp. sativus) en un único clado. Los miembros silvestres de D. carota de Asia central estaban en un clado con los miembros orientales de subsp. sativus. Las demás subespecies de D. carota se encontraban en cuatro clados asociados a grupos geográficos: (1) la Península Balcánica y Oriente Medio, (2) América del Norte y Europa, (3) África del Norte excluido Marruecos, y (4) la Península Ibérica y Marruecos. Se discriminó Daucus carota subsp. maximus, pero ni ésta ni la subsp. gummifer (definida en sentido amplio) son monofiléticas. Conclusiones: Nuestro estudio sugiere que (1) los morfotipos identificados como D. carota subespecie gummifer (como se circunscribe actualmente en sentido amplio), todos confinados a zonas cercanas al Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo occidental, tienen orígenes separados de los miembros simpátricos de otras subespecies de D. carota, (2) D. carota subespecie maximus, en dos clados con algunas accesiones de subespecie carota, se pueden distinguir entre sí, pero sólo con poco apoyo morfológico, (3) D. carota subsp. capillifolius, bien distinguida morfológicamente, es una apoespecie relativa a las poblaciones norteafricanas de D. carota subsp. carota, (4) las zanahorias cultivadas orientales tienen orígenes más cercanos a las zanahorias silvestres de Asia central que a las zanahorias cultivadas occidentales, y (5) los grandes conjuntos de datos SNP son adecuados para estudios filogenéticos a nivel de especie en Daucus.
Descripción: 
16 Páginas
URI: http://hdl.handle.net/20.500.12955/1129
ISSN: 1471-2148
DOI:  10.1186/s12862-016-0806-x
Derechos: info:eu-repo/semantics/openAccess
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