Diversity of the genus Hypnea (Gigartinales, Rhodophyta) from São Paulo State, based on molecular markers and morphology

O gênero Hypnea J.V. Lamouroux (1813) (Cystocloniaceae, Gigartinales), com cerca de 67 espécies descritas, apresenta ampla distribuição geográfica pelas costas marinhas de águas quentes ao redor do mundo. Algumas espécies de Hypnea são usadas para a produção de carragenanas, hidrocolóides de grande importância na indústria atual. A taxonomia do gênero é bastante problemática e a identificação das espécies é complicada devido a uma morfologia relativamente simples que muitas vezes é influenciada pelas condições do habitat onde se encontram. Apesar das revisões regionais já realizadas, o número certo de espécies e o status de algumas delas permanece em dúvida. Estudos moleculares já foram realizados com o gênero Hypnea principalmente para região da Ásia. A técnica do \"DNA barcoding\" tem sido testada em Rhodophyta com sucesso para identificação rápida de espécies, utilizando a região 5´ do gene mitocondrial da citocromo c oxidase subunidade I, o marcador cox1. Outro marcador recentemente testado como \"DNA barcode\" é o domínio V do gene plastidial 23S, o marcador UPA. Além destes, o marcador plastidial rbcL tem sido utilizado como ferramenta para estudos filogenéticos do gênero Hypnea. No presente trabalho, foram sequenciadas para o marcador cox1, 49 amostras provenientes do no litoral do estado de São Paulo, uma amostra proveniente do estado do Rio de Janeiro e cinco amostras mantidas em cultura provenientes dos litorais dos estados de São Paulo e Espírito Santo. Foram identificados seis grupos taxonômicos diferentes segundo o marcador cox1. Representantes de cada um desses grupos foram sequenciados para os marcadores UPA e rbcL. A divergência interespecífica encontrada entre as amostras sequenciadas neste estudo para o marcador cox1 foi 62 - 100 pb (10,1 - 16,3%); para o marcador UPA foi 9 - 16 pb (2,5-4,4%) e para o marcador rbcL foi 42 - 88 pb (3,2 - 6,7%). As divergências intraespecíficas das amostras obtidas neste estudo foram, 0 - 5 pb (0 - 0,9 %) para o marcador cox1, 0 - 1pb (0 - 0,3%) para o marcador UPA e 0 - 6 pb (0 - 0,5%) para o marcador rbcL. As divergências observadas corroboram a existência de seis entidades taxonômicas diferentes. Após análise da morfologia e comparação com sequências disponíveis no GenBank as espécies do gênero Hypnea foram nomeadas como: H. cervicornis, H.flexicaulis, H. musciformis, H. spinella, Hypnea sp.1 e Hypnea sp.2. Sendo a espécie Hypnea flexicaulis a primeira citação para o Oceano Atlântico. Baseado nos estudos moleculares e morfológicos, concluímos que a espécie H. nigrescens, anteriormente citada para o Estado de São Paulo, é na verdade uma variação morfológica de H. musciformis. Ainda, concluímos que as espécies de H. cervicornis e H. spinella não devem ser colocadas em sinonímia uma vez que suas características morfológicas e as diferenças nas sequências obtidas através dos três marcadores utilizados mostram que são duas espécies distintasThe genus J.V. Lamouroux (1813) (Cystocloniaceae, Gigartinales), comprises 67 described species, has a wide geographical distribution on the tropical shores around the world. Some species of Hypnea are used for the production of carrageenan, hydrocolloids of great importance in today´s industry. The taxonomy of the genus is very problematic and Hypnea species identification is complicated by a relatively simple morphology that is often influenced by the conditions of the habitat. Although some regional reviews have been carried out, the right number of species and the status of some species remain in doubt. Molecular studies have been carried out mainly dealing with species from Asia. The technique of \"DNA barcoding\" has been successfully tested in Rhodophyta for rapid identification of species using the 5 \'region of the mitochondrial gene cytochrome c oxidase subunit I, the marker cox1. Recently, another marker tested as \"DNA barcode\" is the domain V of the plastidial 23S gene, the marker UPA. In addition, the plastidial marker rbcL has been used as a tool for phylogenetic studies of the genus Hypnea. In this study, were sequenced for the marker cox1, 49 samples from the coast of São Paulo State, a sample from the State of Rio de Janeiro and five samples maintained in culture from the coastal states from the States of São Paulo and Espirito Santo. We identified six different taxonomic groups according to the marker cox1. Representatives of each of these groups were sequenced for the UPA and rbcL markers. The divergence found among the cox1 sequences in this study was from 62 to 100 bp (10.1 - 16.3%), for the UPA marker was from 9 to 16 bp (2.5 to 4.4%), and for the rbcL marker was 42 to 88 bp (3.2 - 6.7%). The intraspecific divergences for the samples sequenced in this study were 0-5 bp (0 -0.9%) for the cox1, 0-1 bp (0 - 0.3%) for the UPA and 0-6 bp (0 - 0.5%) for the rbcL. The observed divergences for the three molecular markers confirm the existence of six different taxonomic entities. After analysis of the morphology and comparison with sequences available in GenBank for the genus Hypnea these taxonomic entities were named as: H. cervicornis, H. flexicaulis, H. musciformis, H. spinella, Hypnea sp. 1 and sp2. As the species Hypnea flexicaulis this is the first citation to the Atlantic Ocean. Based on morphological and molecular studies, we conclude that the species H.nigrescens, quoted earlier for the State of São Paulo, is actually a morphological variation of H. musciformis. Still, we conclude that the species H. cervicornis and H.spinella should not be placed in synonymy since its morphological characteristics and differences in the sequences obtained from the three molecular markers show that they are two distinct specie