Gracilarioid algae (Gracilariaceae, Rhodophyta) along the brazilian coast: a morphological and molecular approach

Devido à sua importância ecológica e econômica as algas gracilarióides são alvo de diversos estudos desenvolvidos por pesquisadores de todo o mundo. No entanto, ainda persistem dificuldades em relação à taxonomia do grupo, que se tornam ainda mais problemáticas no que diz respeito às espécies achatadas, ainda pouco estudadas quando comparadas às espécies cilíndricas. Essa dificuldade taxonômica é devida principalmente a um elevado número de espécies, algumas com ampla distribuição geográfica e a morfologia simples e plástica. Devido à grande dificuldade em se identificar as espécies de Gracilariaceae utilizando-se caracteres morfológicos, o uso de dados moleculares tem se mostrado taxonomicamente útil, e em alguns casos essencial, na discriminação das espécies. Neste trabalho foram geradas sequências inéditas de dois marcadores moleculares do tipo DNA \"barcodes\" (UPA e cox1) para diversas espécies, incluindo espécies de ocorrência na costa brasileira e algumas espécies de outras localidades mantidas em cultura no Banco de Germoplasma da USP. A morfologia para os táxons encontrados foi analisada e o gene rbcL foi sequenciado para permitir a comparação com outras sequências nos bancos de dados e para a construção de uma filogenia para o grupo. Foram geradas 289 sequências para 135 amostras. DNA \"barcodes\" foram gerados para todas as 50 amostras do banco de germoplasma. Em adição, o rbcL foi sequenciado para os agrupamentos de cox1/UPA totalizando 14 amostras. Treze espécies diferentes foram identificadas no banco de germoplasma combinando análises morfológicas anteriores e análises moleculares. Nossas análises indicaram que cox1 e UPA foram marcadores eficientes para a delineação das espécies de Gracilariaceae e tornaram o banco ainda mais útil para pesquisas futuras. Em relação às espécies de Gracilariaceae de ocorrência na costa brasileira, a utilização dos marcadores moleculares permitiu a identificação de alguns táxons, dos quais três são novas ocorrências para o Brasil: Gracilaria damaecornis, Gracilaria hayi e Gracilariopsis Silvana. Baseado em dados morfológicos e moleculares concluímos que Gracilaria tepocensis citada para a região Sul e Sudeste, não ocorre no Brasil tratando-se de Gracilaria isabellana, anteriormente citada para o Brasil como Gracilaria lacinulata. Concluímos também que os marcadores moleculares do tipo DNA \"barcode\" são eficientes na identificação das Gracilariaceae de talo cilíndrico cujos caracteres morfológicos diagnósticos pouco contribuem no reconhecimento: Gracilaria birdiae, Gracilaria caudata e Gracilaria córnea, ao contrário de estudos pretéritos que utilizaram outros marcadores moleculares mais conservados (SSU rDNA). A utilização de ferramentas moleculares na identificação e separação das Gracilariaceae de talo achatado mostrou-se bastante eficiente e necessária, uma vez que os caracteres morfológicos de valor taxonômico pouco contribuem na correta identificação. Dessa forma foi possível identificar 19 táxons de Gracilariaceae utilizando-se marcadores moleculares, dos quais 15 correspondem as Gracilariaceae de talo achatadoDue to its ecological and economic importance gracilarioid algae are targets of several studies developed by researchers around the world. However, there are still difficulties for the taxonomy of this group, which become even more problematic with regard to the flattened species, which are poorly studied species when compared to cylindrical. This taxonomic difficulty is primarily due to a high number of species, some with broad geographic distribution and a simple and plastic morphology. Due to great difficulty in identifying the species of Gracilariaceae using morphological characteristics, molecular data has shown to be taxonomically useful, and in some cases essential to discriminate species. In this study we generated novel sequences of two DNA \"barcodes\" (UPA and cox1) molecular markers for several species, including species occurring on the Brazilian coast and some species from other localities maintained in culture in the Germplasm Bank of USP. The morphology of the taxa was analyzed and the rbcL gene was sequenced to enable comparison with other sequences in the databases and to construct a phylogeny for the group. A total of 289 sequences were generated for 135 samples. DNA \"barcodes\" were generated for all 50 samples of the germplasm bank. In addition, the rbcL was sequenced for 14 representatives of the cox1/UPA groups. Thirteen different species were identified in the germplasm bank combining previous morphological and molecular analyses. Our analysis indicated that cox1 and UPA markers were efficient for the delineation of Gracilariaceae species and made the bank even more useful for future research. Regarding Gracilariaceae species occurring on the Brazilian coast, the use of molecular markers allowed the identification of some taxa, of which three are new records for Brazil: Gracilaria damaecornis, Gracilaria hayi and Gracilariopsis silvana. Based on morphological and molecular data Gracilaria tepocensis cited for the South and Southeast of Brazil does not occur, and is in fact Gracilaria isabellana previously cited for Brazil as Gracilaria lacinulata. We also conclude that the DNA \"barcode\" molecular markers are effective in identifying Gracilariaceae presenting cylindrical thallus whose diagnostic morphological characters little contribute for its recognition: Gracilaria birdiae, Gracilaria caudate and Gracilaria cornea, unlike other studies that used more conserved molecular markers (SSU rDNA). The use of molecular tools in the identification and separation of flattened Gracilariaceae proved to be very efficient and necessary, since the morphological characters contribute little for the correct identication. Thus, in this work it was possible to identify 19 taxa of Gracilariaceae using molecular markers, of which 15 corresponds flattened specie