Filogenómica de Physalis subgénero Rydbergis (Solanaceae)

Abstract

Resumen Physalis L. es un género con cerca de 90 especies morfológica y ecológicamente diversas. En México se encuentran 61 especies, de las cuales 35 son endémicas. La clasificación más reciente del género reconoce cuatro subgéneros: Physalis subg. Physalis, Physalis subg. Physalodendron, Physalis subg. Quincula y Physalis subg. Rydbergis. Sin embargo, hipótesis filogenéticas recientes no apoyan esta clasificación, revelando que Physalis es parafilético, mientras que Physalis subg. Rydbergis es monofilético. Physalis pertenece a la tribu Physalideae, que incluye las subtribus Iochrominae, Physalidinae y Withaninae. Al igual que en Physalis, sus relaciones filogenéticas entre y dentro de las subtribus presentan inconsistencias. Las hipótesis previas, basadas en pequeñas regiones del núcleo y cloroplasto, no han sido suficientes para conocer relaciones genéricas y tribales. Se espera que secuencias más grandes, como las del plastoma, permitan una mayor resolución filogenética. Además, el análisis comparativo de plastomas puede aclarar la historia evolutiva, identificar marcadores moleculares y detectar tipos de selección en diversas regiones del genoma. En este contexto, nuestros objetivos fueron caracterizar, comparar e identificar regiones de alta variación y bajo selección positiva entre los plastomas de Physalis subg. Rydbergis y la tribu Physalideae, además de inferir hipótesis filogenéticas que clarifiquen las relaciones dentro del subgénero y dentro de la tribu. Para cumplir los objetivos, se obtuvieron secuencias de plastomas de novo y se descargaron las disponibles en GenBank para realizar comparaciones, identificar regiones variables y bajo selección, y realizar análisis filogenómicos. Las especies de Physalis mostraron una estructura y orden conservados de genes y pseudogenes, pero con variaciones en los límites de las regiones, porcentaje de identidad y número de regiones repetidas y microsatélites. Se identificaron cuatro genes y diez intergenes como marcadores moleculares, así como ocho genes bajo selección positiva. En Physalideae, los plastomas presentaron una estructura cuadripartita conservada, con tamaños mayores en Iochrominae, intermedios en Physalidinae y menores en Withaninae. Las regiones LSC y SSC mostraron mayor variación que las IR, y las regiones no codificantes más que las codificantes. Nueve genes fueron identificados bajo selección positiva. Las hipótesis filogenéticas mostraron clados bien soportados. En Physalis subg. Rydbergis se confirmó su monofilia y la parafilia de Physalis. Se identificaron clados bien soportados, con P. solanacea como especie hermana del resto. La clasificación infragenérica previa no se sostiene, ya que los caracteres morfológicos y ecológicos no reflejan la historia evolutiva. Las especies anuales tienden a agruparse como hermanas del resto de los clados, que incluyen más especies perennes. Se propone que Physalis subg. Rydbergis sea reconocido como Physalis sensu stricto y que Physalis subg. Physalodendron se eleve a género, alineando la evidencia molecular con la taxonomía. En Physalideae, los análisis confirman la monofilia de Iochrominae y Physalidinae, y sugieren que Withaninae también lo sería si se excluyen Cuatresia y Tubocapsicum. Este trabajo reafirma la utilidad del plastoma para entender la evolución de Physalis y Physalideae, y respalda la propuesta de cambios nomenclaturales en estos grupo.