Morphometrics of Daucus (Apiaceae): A counterpart to a phylogenomic study

Abstract

Premise of study: Molecular phylogenetics of genome-scale data sets (phylogenomics) often produces phylogenetic trees with unprecedented resolution. A companion phylogenomics analysis of Daucus using 94 conserved nuclear orthologs supported many of the traditional species but showed unexpected results that require morphological analyses to help interpret them in a practical taxonomic context. Methods: We evaluated character state distributions, stepwise discriminant analyses, canonical variate analyses, and hierarchical cluster analyses from 40 morphological characters from 81 accessions of 14 taxa of Daucus and eight species in related genera in an experimental plot. Key results: Most characters showed tremendous variation with character state overlap across many taxa. Multivariate analyses separated the outgroup taxa easily from the Daucus ingroup. Concordant with molecular analyses, most species form phenetic groups, except the same taxa that are problematical in the molecular results: (1) the subspecies of D. carota, (2) D. sahariensis and D. syrticus, and (3) D. broteri and D. guttatus. Conclusions: Phenetic analyses, in combination with molecular data, support many Daucus species, but mostly by overlapping ranges of size and meristic variation. The subspecies of D. carota are poorly separated morphologically, are paraphyletic, and all could be recognized at the subspecies rank under D. carota. Daucus sahariensis and D. syrticus are so similar morphologically that they could be placed in synonymy. Combined molecular and morphological data support three species in accessions previously identifi ed as D. broteri and D. guttatus. Molecular and morphological results support the new combination Daucus carota subsp. Capillifolius.

Premisa del estudio: La filogenética molecular de conjuntos de datos a escala genómica (filogenómica) suele producir árboles filogenéticos con una resolución sin precedentes. Un análisis filogenómico complementario de Daucus utilizando 94 ortólogos nucleares conservados apoyó muchas de las especies tradicionales, pero mostró resultados inesperados que requieren análisis morfológicos para ayudar a interpretarlos en un contexto taxonómico práctico. Métodos: Evaluamos distribuciones de estados de caracteres, análisis discriminantes por pasos, análisis de variantes canónicas y análisis de conglomerados jerárquicos a partir de 40 caracteres morfológicos de 81 accesiones de 14 taxones de Daucus y ocho especies de géneros relacionados en una parcela experimental. Principales resultados: La mayoría de los caracteres mostraron una enorme variación con solapamiento del estado de los caracteres en muchos taxones. Los análisis multivariantes separaron fácilmente los taxones del grupo externo del grupo interno de Daucus. En concordancia con los análisis moleculares, la mayoría de las especies forman grupos fenéticos, excepto los mismos taxones que resultan problemáticos en los resultados moleculares: (1) las subespecies de D. carota, (2) D. sahariensis y D. syrticus, y (3) D. broteri y D. guttatus. Conclusiones: Los análisis fenéticos, en combinación con los datos moleculares, apoyan muchas especies de Daucus, pero sobre todo por la superposición de rangos de tamaño y variación merística. Las subespecies de D. carota están poco separadas morfológicamente, son parafiléticas, y todas podrían reconocerse en el rango de subespecie bajo D. carota. Daucus sahariensis y D. syrticus son tan similares morfológicamente que podrían colocarse en la sinonimia. Los datos moleculares y morfológicos combinados apoyan tres especies en accesiones previamente identificadas como D. broteri y D. guttatus. Los resultados moleculares y morfológicos apoyan la nueva combinación Daucus carota subsp. Capillifolius.