Сотни ядерных и пластидных локусов дают новые сведения о родственных связях орхидных

Предпосылки: До настоящего времени реконструкция эволюционных связей в богатом видами семействе орхидных в значительной степени основывалась на последовательностях пластидной ДНК и ограниченном таксономическом охвате. Предыдущие исследования сформировали надёжную пластидную филогенетическую основу, использованную для классификации орхидных и изучения факторов их диверсификации. Однако степень соответствия филогенетических реконструкций на основе пластидного генома данным ядерного генома оценена недостаточно.

Методы: Мы реконструировали филогенетические связи орхидных на более высоких таксономических уровнях с помощью анализов методом максимального правдоподобия и ASTRAL для 294 ядерных генов с низкой копийностью, секвенированных с использованием универсального набора зондов Angiosperms353, у 75 видов, представляющих 69 родов, 16 триб и 24 подтрибы. Кроме того, провели конкатенированный анализ 78 пластидных генов для 264 видов, представляющих 117 родов, 18 триб и 28 подтриб. Мы сравнили филогенетическую информативность и степень поддержки ядерной и пластидной филогенетических гипотез.

Результаты: Филогенетические реконструкции на основе ядерных наборов данных выявили хорошо поддержанные родственные связи орхидных, в значительной степени согласующиеся между анализами. Сравнение деревьев отдельных ядерных генов с суперматричным деревом, построенным по пластидным данным, показало в целом высокое сходство, однако выявило случаи сильно поддержанного филогенетического несоответствия как на недавних, так и на древних этапах эволюции. Филогенетическая информативность отдельных генов Angiosperms353 в целом выше, чем у большинства пластидных генов.

Выводы: Это первое надёжное ядерное филогеномное обоснование филогении семейства орхидных, включающее оценку внутригеномной ядерной несогласованности, расхождений между ядерными и пластидными деревьями, а также филогенетической информативности генов во всём семействе. Полученные результаты также убедительно демонстрируют давно известный, но редко подробно документировавшийся факт: ядерные и пластидные филогенетические деревья могут содержать сильно поддержанные расхождения, которые необходимо согласовать до интерпретации результатов в таких эволюционных исследованиях, как таксономические, биогеографические и исследования эволюции признаков.