Phylogenetic analysis of Carthamus species based on the nucleotide sequence of the nuclear SACPD gene and chloroplast trnL-trnF IGS region

摘要

To clarify the phylogenetic relationships of Carthamus species, we performed sequence analysis of the nuclear stearoyl acyl carrier protein desaturase (SACPD) gene and the chloroplast intergenic spacer region between leucine and phenylalanine tRNA genes (trnL-trnF IGS) in 13 taxa of Carthamus. The previous division of the genus into 4 taxonomic sections and allocation of particular genomes to various taxa on the basis of morphological, cytogenetic, and biosystematic analyses is not supported by the present study. Our results provide evidence of the occurrence of 5 nuclear genomes (A, B, C, X, and Y) and 3 cytoplasm types (A, B, and C) in the genus Carthamus. The cultivated safflower, C. tinctorius (2n = 24), has the B genome and type B cytoplasm. Both of these are not present in the polyploid taxa. This contradicts the earlier view that one of the genomes involved in the origin of the polyploid taxa of Carthamus is the B genome. Comparison with an outgroup species (Cirsium japonicum) indicated that C. arborescens is the most primitive species in the genus. Carthamus palaestinus is genetically closest to the cultivated safflower.nnAfin d'éclaircir les relations phylogénétiques entre les espèces du carthame, les auteurs ont analysé la séquence du gène nucléaire codant pour la SACPD (« stearoyl acyl carrier protein desaturase ») ainsi que celle de l'espaceur intergénique séparant les gènes chloroplastiques codant pour les ARNt leucine et phénylalanine (trnL-trnF IGS) chez 13 taxons du genre Carthamus. La division du genre en quatre sections taxonomiques et l'attribution de certains génomes dans les divers taxons sur la base de la morphologie, ou d'analyses cytogénétiques et biosystématiques n'est pas supportée par le présent travail. Les résultats suggèrent l'existence de cinq génomes nucléaires (A, B, C, X et Y) et de trois types cytoplasmiques (A, B et C) chez le genre Carthamus. Le carthame des teinturiers, C. tinctorius (2n = 24), possède le génome B et le cytoplasme B. Ces deux types ne sont pas présents chez les espèces polyploïdes. Ceci va à l'encontre d'une hypothèse antérieure voulant que le génome B était l'un de ceux à l'origine des taxons polyploïdes du genre Carthamus. Une comparaison avec une espèce (Cirsium japonicum) employée comme groupe extérieur suggère que le C. arborescens est l'espèce la plus primitive au sein du genre. Le C. palaestinus est l'espèce affichant la proximité génétique la plus grande avec le carthame cultivé.