بررسي روند تكامل صفات ريخت شناسي در گونه هاي ايراني سرده Stachys از نعنائيان بر اساس توالي هسته اي nrITS

Investigation of the evolutionary trend of morphological characters of Stachys (Lamiaceae) in Iran based on nrITS sequences data

تكامل صفات ريخت شناختي در چارچوب مطالعات تبارزايشي و بر اساس داده هاي توالي nrITS صورت گرفت. در اين تحليل 28 آرايه شامل دو برون گروه (Betonica officinalis, Melittis mellisophyllum) و 26 آرايه از گونه هاي سرده Stachys كه در ايران رويش دارند به منزله درون گروه انتخاب شدند. به منظور بررسي روند تكامل صفات، ده صفت رويشي و زايشي انتخاب شد. اين صفات شامل زيستگاه، شكل رويشي، ريخت شناسي برگ، گل آذين، كاسه، و جام كرك پوش بودند. بازسازي روابط تبارزايشي داده هاي توالي nrITS بر اساس روش استنباط بيزي انجام شد. سپس، بررسي روند تكامل صفات ريخت شناختي با استفاده از نرم افزار Mesquite و ماتريس داده هاي ريخت شناسي انجام گرفت. نوع صفت، حالت هاي صفت، تعداد گام هاي و ضريب لازم و ضريب سازگاري براي هريك از صفات محاسبه شد. از ميان صفات ريخت شناختي بررسي شده، صفات مربوط به شكل رويشي و وجود كرك پوش ساده از جمله صفاتي بودند كه داراي بالاترين ضريب سازگاري بود و كمترين جورگرايي را نشان مي دادند. كمترين ميزان ضريب سازگاري به صفاتي همچون كاسه متقارن، برگ هاي قاعده اي پايا و وجود كرك غده اي اختصاص داشت و به عبارت ديگر بيشترين ميزان جورگرايي را نشان مي دادند. بررسي روند تكامل صفات ريخت شناختي نشان داده است كه بخشه Eriostomum و بخشه Fragilicaulis به ترتيب از جمله ابتدايي ترين و پيشرفته ترين بخشه هاي سرده Stachys به شمار مي رود.

Abstract. The evolutionary trend of the morphological characters of the genus Stachys in Iran, on the basis of nrITS sequence data, was investigated. A total of 28 nrITS sequences, representing 26 species of Stachys as well as Betonica officinalis and Melittis mellisophyllum, were obtained from GenBank. Patterns of character evolution were assessed for 10 vegetative and reproductive characters with emphasis on taxonomic treatments of Stachys performed earlier to infer its history and interpret processes of change. The most important characters included habitat, growth form, leaf morphology, inflorescence, calyx and corolla as well as trichome morphology. Phylogenetic tree, based on the nrITS dataset, were constructed by Bayesian analysis. Parsimony mapping was performed in Mesquite v. 1.12. The present analysis revealed that the state of symmetrical calyx, the presence of basal leaves as well as the presence of glandular trichomes were not in agreement with the results of molecular data, which indicated the artificial nature of these characters in previous classification. The presence of simple trichomes as well as the growth forms were consistent with phylogeny based on nrITS sequences. Evolutionary trend of morphological characters demonstrated that the sect. Eriostomum and sect. Fragilicaulis were the most primitive and the most advanced sections in Iran, respectively.