Use of PCR-RFLP on chloroplast DNA to investigate phylogenetic relationships in the genus Phaseolus
Received 9 December 1997, accepted 23 January 1998
Résumé
Utilisation de la PCR-RFLPsur de l’ADN chloroplastique pourl’étude des relations phylogénétiques au sein du genre Phaseolus
Les relations phylogénétiques entre 74 introductions appartenant à six espèces du genre Phaseolus ont été étudiées à partir de la variation d’ADN chloroplastique déterminée par un protocole de PCR-RFLP. Trois fragments d’ADN chloroplastique ont été amplifiés à l’aide d’amorces universelles, et ensuite digérés avec dix enzymes de restriction. Trente- six haplotypes sont identifiés sur la base du polymorphisme du nombre et de la taille des fragments. Trois groupes phylogénétiques, fortement corroborés par l’analyse de “bootstrap”, sont identifiés : (1) les introductions de P. lunatus et P. xolocotzii ; (2) les introductions de P. glabellus ; (3) les introductions de P. vulgaris, P. polyanthus et P. coccineus. Au sein du troisième groupe, les introductions de P. coccineus sont largement distribuées à travers l’arbre phylogénétique ce qui suggère que P. coccineus est paraphylétique par rapport à P. vulgaris et P. polyanthus. Une analyse de la variance moléculaire, appliquée à quatre espèces, montre qu’elles sont significativement différenciées avec 79 % de la variance moléculaire entre espèces contre 21 % à l’intérieur des espèces. Les résultats sont en accord avec les études précédentes sur la variation chloroplastique au sein du genre Phaseolus, et suggèrent que la méthode de PCR-RFLP, qui est techniquement plus aisée que les méthodes précédentes, possède un intérêt considérable pour les études phylogénétiques au niveau générique.
Abstract
Phylogenetic relationships among 74 accessions belonging to six species of Phaseolus are investigated using variation in chloroplast DNA assessed according to a PCR-RFLP protocol. Three fragments of chloroplast DNA are amplified using universal primers, and then digested with 10 restriction enzymes. Thirty-six haplotypes are identified on the basis of the polymorphism in fragment number and size. Three main phylogenetic groups, strongly supported through bootstrap analysis, are identified: (1) accessions from Phaseolus lunatus and Phaseolus xolocotzii; (2) accessions from Phaseolus glabellus; (3) accessions from Phaseolus vulgaris, Phaseolus polyanthus and Phaseolus coccineus. Within the third group, accessions of Phaseolus coccineus are scattered along the phylogenetic tree, which provides some evidence that coccineus accessions are paraphyletic with respect to Phaseolus vulgaris and Phaseolus polyanthus. An analysis of molecular variance applied on four species show that they are significantly differentiated with 79% of molecular variance among species and 21% within species. The results agree with previous investigations on chloroplast DNA variation in the genus Phaseolus, and suggest that PCR- RFLP methods, which are technically less labour-intensive than previous methods, are of great value for phylogenetic investigations at the generic level.