Chromosome studies in southern species of Mimosa (Fabaceae, Mimosoideae) and their taxonomic and evolutionary inferences

Abstract

In this work, chromosome numbers and karyotype parameters of 36 taxa of the genus Mimosa were studied, especially from the southern South America center of diversification. Results support that x = 13 is the basic chromosome number in the genus. Polyploidy is very frequent, ca. 56 % of the total of the studied species here are polyploid, confirming that polyploids are more frequent at higher latitudes. The most common ploidy levels found are 2x and 4x, but some species studied exhibit 6x and 8x. In different groups, several ploidy levels were found. Parameters of chromosome size show statistically significant differences between close species, and asymmetry index A 2 exhibited low variation between them. It is possible to infer variations of chromosome size between diploids and tetraploids and between basal and derived taxa. The present studies confirm or reveal polyploidy in several groups of South America which are highly diversified in the southernmost area of distribution of the genus, such as sect. Batocaulon ser. Stipellares and sect. Calothamnos. Our data are discussed in a taxonomic context, making inferences about the origin of some polyploid taxa. Polyploidy could be an important phenomenon that increases the morphologic diversity and specific richness in southern South America. On basis of our data, it is possible to hypothesize hybridization between same-ploidy level or different ploidy level taxa. As already shown in the literature, our results confirm the importance of the polyploidy in the speciation of the genus.

Primeros estudios cariotípicos en Mimosa farinosa y M. velloziana (Leguminosae, Mimosoideae)

“…Los valores del índice A 1 en estas tres especies oscilan en el rango 0,34-0,39, mientras que en casi todas las demás especies estudiadas del género son menores a 0,3 (Morales et al, 2011). En cambio, el índice de asimetría A 2 en la serie Farinosae oscila en el rango habitual de las especies de Mimosa estudiadas hasta el momento: 0,14-0,27 (Morales et al, 2011(Morales et al, , 2014a. Como otra característica importante que se repite en las restantes especies del género estudiadas, no se han encontrado hasta el momento cariotipos bimodales, lo cual explica que los valores de A 2 son muy pequeños.…”

“…El número cromosómico básico postulado para este género es x = 13 (Isely, 1971;Goldblatt, 1981), y se han propuesto diferentes niveles de ploidía: 2n = 2x = 26, 2n = 3x = 39, 2n = 4x = 52, 2n = 6x = 78 y 2n = 8x = 104 (Seijo, 1993(Seijo, , 1999(Seijo, , 2000Seijo & Fernández, 2001;Dahmer et al, 2011;Olkoski & Schifino-Wittmann, 2011;Morales et al, , 2011Morales et al, , 2012Morales et al, , 2014a. La mayoría de las especies son diploides y tetraploides; en menor medida, se han hallado triploides, hexaploides y octoploides, especialmente en el S de Sudamérica (Seijo, 1993(Seijo, , 1999(Seijo, , 2000Seijo & Fernández, 2001;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a, b).…”

“…La mayoría de las especies son diploides y tetraploides; en menor medida, se han hallado triploides, hexaploides y octoploides, especialmente en el S de Sudamérica (Seijo, 1993(Seijo, , 1999(Seijo, , 2000Seijo & Fernández, 2001;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a, b). La poliploidía tiene una alta incidencia en este género, y aparece aproximadamente en un 30-35% de las especies estudiadas (Seijo, 2000;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a). Asimismo, parece darse con mayor frecuencia en los grupos diversificados en el área meridional de distribución y en las más elevadas latitudes (Seijo, 1999(Seijo, , 2000Seijo & Fernández, 2001;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a).…”

“…La poliploidía tiene una alta incidencia en este género, y aparece aproximadamente en un 30-35% de las especies estudiadas (Seijo, 2000;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a). Asimismo, parece darse con mayor frecuencia en los grupos diversificados en el área meridional de distribución y en las más elevadas latitudes (Seijo, 1999(Seijo, , 2000Seijo & Fernández, 2001;Dahmer et al, 2011;Morales et al, 2014a).…”

A proposal for a multivariate quantitative approach to infer karyological relationships among taxa

“…Concerning karyotype asymmetry, we think that the revisions of Paszko (2006), Zuo and Yuan (2011) and Peruzzi and Eroğlu (2013) were decisive, in definitely showing how and what to measure (see beyond, in Materials and methods, for more details). Despite this, many researchers – even in the very last year – continued to use outdated and often not statistically correct parameters to quantify karyotype asymmetry (Gao et al 2012, Eroğlu et al 2013, Wang et al 2013, Altınordu et al 2014, Morales et al 2014, De Oliveira et al 2014, Jafari et al 2014, Chen et al 2014). In addition, a number of basic karyological parameters (besides karyotype asymmetry) are of general applicability and can be compared among taxa: chromosome number, basic chromosome number ( x , as defined by Peruzzi 2013), and total length of chromosomes (which is a rough proxy of genome size; Peruzzi et al 2009).…”