A ordem Gelidiales Kylin é composta atualmente por 193 espécies amplamente distribuídas em mares tropicais, subtropicais e temperados. Algumas espécies de Gelidiales são economicamente importantes, pois são fonte de ágar de alta qualidade. A ordem é monofilética, sustentada por características morfológicas e moleculares. No entanto, os critérios para o reconhecimento de gêneros e espécies têm se mostrado inconsistentes, tornando a delimitação até mesmo dos gêneros difícil. Muitos desses critérios são baseados em estruturas reprodutivas, mas existe uma dificuldade de encontrar plantas férteis, principalmente gametofíticas, na natureza. Por causa disso, estudos moleculares têm sido cada vez mais empregados para identificar e delimitar espécies e, também, inferir afinidades e relações filogenéticas. A técnica de “DNA barcoding”, que consiste em obter um fragmento relativamente curto de DNA, tem sido muito utilizada para identificar espécies. Os “DNA barcodes” utilizados neste trabalho foram: COI-5P (região 5\' do gene mitocondrial que codifica para a enzima citocromo oxidase I) e UPA (região do cloroplasto que transcreve o RNA da subunidade grande do ribossomo). Nas análises filogenéticas, o marcador utilizado foi rbcL (gene do cloroplasto que codifica a subunidade grande da enzima RUBISCO). Estudos morfológicos também foram realizados a fim de delimitar os caracteres morfoanatômicos das espécies estudadas e comparar com a literatura. Atualmente, verifica-se que 18 táxons de Gelidiales estão referidos para o Brasil. Este trabalho é primeiro que inclui análises moleculares para espécies da costa brasileira. No total, 154 amostras foram coletadas e foram obtidas 322 sequências: 151 para o marcador UPA, 134 para o COI-5P e 37 para o rbcL. As análises moleculares e morfológicas revelaram a existência de 23 espécies, sendo que dessas, seis já foram citadas para o Brasil, três são novas citações e 14 espécies não puderam ser identificadas, mesmo aliando dados moleculares e morfológicos. Gelidiellaceae é monofilética, porém a relação entre os dois gêneros pertencentes a essa família, Gelidiella e Parviphycus, é incerta. Gelidiella acerosa e Ge. Ligulata foram confimadas no litoral brasileiro e duas espécies, Gelidiella sp. e .Parviphycus sp., não foram identificadas e podem ser espécies novas para a ciência. Análises filogenéticas mostraram que Pterocladiaceae não é monofilética. As análises moleculares revelaram a presença de espécies crípticas, P. australafricanensis e P. beachiae. Os estudos morfológicos, junto com dados moleculares, confirmaram a presença de P. bartlettii e P. capillacea para o litoral do Sudeste e, por fim, uma espécie nova, Pterocladiella sp, foi descoberta. Gelidiaceae formou um clado unindo todos os gêneros dessa família, mas com baixo suporte. A diversidade do gênero Gelidium era subestimada, pois até esse trabalho eram citadas sete espécie para o Brasil. Este trabalho revelou a existência do dobro de espécies, a maioria não identificada. As análises filogenéticas indicam que Gelidium não é monofilético, pois forma dois agrupamentos distintos: “Gelidium I”, que comporta a maioria das espécies de Gelidium, e “Gelidium II”, que inclui espécies não identificadas e devem ser classificadas em um novo gênero. Análises morfológicas e moleculares confirmaram a presença de G. crinale e G. floridanum para o litoral brasileiro. Gelidium microdonticum é citado pela primeira vez para o Brasil. Essa espécie era identificada erroneamente como G. pusillum var. conchicola. Espécimes que eram identificados como G. coarctatum no Brasil pertencem a uma espécie nova e G. coarctatum deve ser colocado em sinonímia com G. capense, que não ocorre no Brasil / The order Gelidiales Kylin includes 193 species, which have a wide geographic distribution on tropical, subtropical and temperate waters. Some of these Gelidiales species are economically important, because they produce high quality agar. The order is monophyletic, supported by morphological and molecular characters. However, the criteria to recognize genera and species have been inconsistent. Most of these criteria have been based on reproductive structures, but it is hard to find fertile plants, specially gametophytes, in the nature. Therefore, molecular studies have been used to identify and delimit species and to infer phylogenetic relationships. The DNA barcoding technique that consists on sequencing a small fragment of DNA, have been used to identify species. The molecular markers chosen in this work were: COI-5P (the 5\'region of the mitochondrial gene coding for cytochrome oxidase I) and UPA (a region of the chloroplast gene coding for the large subunit of rDNA). For the phylogenetic analysis, the marker chosen was rbcL (chloroplast gene coding for the large subunit of RUBISCO). Morphological studies were also made to delimit morphological characters and compare with the literature. Presently, 18 Gelidiales taxa were reported to Brazil. This is the first work that includes molecular analysis for the group in Brazil. A total, 154 samples were collected and 322 sequences were obtained: 151 for UPA, 134 for COI-5P and 37 for rbcL. The molecular and morphological analysis reveal 23 species, of those only six of them have been cited to Brazil, three are new references to Brazil and 14 species could not be identified, even combining molecular and morphological data. Gelidiellaceae is monophyletic, but the relationship between its two genera, Gelidiella and Parviphycus, is uncertain. Gelidiella acerosa and Ge. Ligulata were confirmed to Brazilian coast. Two species, Gelidiella sp. and Parviphycus sp., could not be identified, and they are probably new species for science. Phylogenetic analysis showed Pterocladiaceae is not monophyletic. The molecular analysis revealed the presence of the cryptic species, P. australafricanensis e P. beachiae. Morphological and molecular data confirm P. bartlettii and P. capillacea on the Brazilian Southern coast and a new species, Pterocladiella sp., was discovered. Gelidiaceae formed a monophyletic clade, but with low support. The Gelidium diversity was subestimated, because until this work, only seven species were cited to Brazil. This work reveals two times more species, most of them were not identified. The phylogenetic analysis showed Gelidium is not monophyletic because two different groups were formed: \"Gelidium I\" that includes most of the Gelidium species and \"Gelidium II\" that includes the unidentified species, and that should be described as new genera. Morphological and molecular analysis confirmed G. crinale and G. floridanum to the Brazilian coast. Gelidium microdonticum is cited for the first time to Brazil. This species had been mistakenly identified as G. pusillum var. conchicola. Speciemens identified as G. coarctatum in Brazil are belong to a new species and G. coarctatum should be synonymized with G. capense, which does not occur in Brazil

A ordem Gelidiales Kylin é composta atualmente por 193 espécies amplamente distribuídas em mares tropicais, subtropicais e temperados. Algumas espécies de Gelidiales são economicamente importantes, pois são fonte de ágar de alta qualidade. A ordem é monofilética, sustentada por características morfológicas e moleculares. No entanto, os critérios para o reconhecimento de gêneros e espécies têm se mostrado inconsistentes, tornando a delimitação até mesmo dos gêneros difícil. Muitos desses critérios são baseados em estruturas reprodutivas, mas existe uma dificuldade de encontrar plantas férteis, principalmente gametofíticas, na natureza. Por causa disso, estudos moleculares têm sido cada vez mais empregados para identificar e delimitar espécies e, também, inferir afinidades e relações filogenéticas. A técnica de “DNA barcoding”, que consiste em obter um fragmento relativamente curto de DNA, tem sido muito utilizada para identificar espécies. Os “DNA barcodes” utilizados neste trabalho foram: COI-5P (região 5\' do gene mitocondrial que codifica para a enzima citocromo oxidase I) e UPA (região do cloroplasto que transcreve o RNA da subunidade grande do ribossomo). Nas análises filogenéticas, o marcador utilizado foi rbcL (gene do cloroplasto que codifica a subunidade grande da enzima RUBISCO). Estudos morfológicos também foram realizados a fim de delimitar os caracteres morfoanatômicos das espécies estudadas e comparar com a literatura. Atualmente, verifica-se que 18 táxons de Gelidiales estão referidos para o Brasil. Este trabalho é primeiro que inclui análises moleculares para espécies da costa brasileira. No total, 154 amostras foram coletadas e foram obtidas 322 sequências: 151 para o marcador UPA, 134 para o COI-5P e 37 para o rbcL. As análises moleculares e morfológicas revelaram a existência de 23 espécies, sendo que dessas, seis já foram citadas para o Brasil, três são novas citações e 14 espécies não puderam ser identificadas, mesmo aliando dados moleculares e morfológicos. Gelidiellaceae é monofilética, porém a relação entre os dois gêneros pertencentes a essa família, Gelidiella e Parviphycus, é incerta. Gelidiella acerosa e Ge. Ligulata foram confimadas no litoral brasileiro e duas espécies, Gelidiella sp. e .Parviphycus sp., não foram identificadas e podem ser espécies novas para a ciência. Análises filogenéticas mostraram que Pterocladiaceae não é monofilética. As análises moleculares revelaram a presença de espécies crípticas, P. australafricanensis e P. beachiae. Os estudos morfológicos, junto com dados moleculares, confirmaram a presença de P. bartlettii e P. capillacea para o litoral do Sudeste e, por fim, uma espécie nova, Pterocladiella sp, foi descoberta. Gelidiaceae formou um clado unindo todos os gêneros dessa família, mas com baixo suporte. A diversidade do gênero Gelidium era subestimada, pois até esse trabalho eram citadas sete espécie para o Brasil. Este trabalho revelou a existência do dobro de espécies, a maioria não identificada. As análises filogenéticas indicam que Gelidium não é monofilético, pois forma dois agrupamentos distintos: “Gelidium I”, que comporta a maioria das espécies de Gelidium, e “Gelidium II”, que inclui espécies não identificadas e devem ser classificadas em um novo gênero. Análises morfológicas e moleculares confirmaram a presença de G. crinale e G. floridanum para o litoral brasileiro. Gelidium microdonticum é citado pela primeira vez para o Brasil. Essa espécie era identificada erroneamente como G. pusillum var. conchicola. Espécimes que eram identificados como G. coarctatum no Brasil pertencem a uma espécie nova e G. coarctatum deve ser colocado em sinonímia com G. capense, que não ocorre no Brasil / The order Gelidiales Kylin includes 193 species, which have a wide geographic distribution on tropical, subtropical and temperate waters. Some of these Gelidiales species are economically important, because they produce high quality agar. The order is monophyletic, supported by morphological and molecular characters. However, the criteria to recognize genera and species have been inconsistent. Most of these criteria have been based on reproductive structures, but it is hard to find fertile plants, specially gametophytes, in the nature. Therefore, molecular studies have been used to identify and delimit species and to infer phylogenetic relationships. The DNA barcoding technique that consists on sequencing a small fragment of DNA, have been used to identify species. The molecular markers chosen in this work were: COI-5P (the 5\'region of the mitochondrial gene coding for cytochrome oxidase I) and UPA (a region of the chloroplast gene coding for the large subunit of rDNA). For the phylogenetic analysis, the marker chosen was rbcL (chloroplast gene coding for the large subunit of RUBISCO). Morphological studies were also made to delimit morphological characters and compare with the literature. Presently, 18 Gelidiales taxa were reported to Brazil. This is the first work that includes molecular analysis for the group in Brazil. A total, 154 samples were collected and 322 sequences were obtained: 151 for UPA, 134 for COI-5P and 37 for rbcL. The molecular and morphological analysis reveal 23 species, of those only six of them have been cited to Brazil, three are new references to Brazil and 14 species could not be identified, even combining molecular and morphological data. Gelidiellaceae is monophyletic, but the relationship between its two genera, Gelidiella and Parviphycus, is uncertain. Gelidiella acerosa and Ge. Ligulata were confirmed to Brazilian coast. Two species, Gelidiella sp. and Parviphycus sp., could not be identified, and they are probably new species for science. Phylogenetic analysis showed Pterocladiaceae is not monophyletic. The molecular analysis revealed the presence of the cryptic species, P. australafricanensis e P. beachiae. Morphological and molecular data confirm P. bartlettii and P. capillacea on the Brazilian Southern coast and a new species, Pterocladiella sp., was discovered. Gelidiaceae formed a monophyletic clade, but with low support. The Gelidium diversity was subestimated, because until this work, only seven species were cited to Brazil. This work reveals two times more species, most of them were not identified. The phylogenetic analysis showed Gelidium is not monophyletic because two different groups were formed: \"Gelidium I\" that includes most of the Gelidium species and \"Gelidium II\" that includes the unidentified species, and that should be described as new genera. Morphological and molecular analysis confirmed G. crinale and G. floridanum to the Brazilian coast. Gelidium microdonticum is cited for the first time to Brazil. This species had been mistakenly identified as G. pusillum var. conchicola. Speciemens identified as G. coarctatum in Brazil are belong to a new species and G. coarctatum should be synonymized with G. capense, which does not occur in Brazil

A study of the red algal order Gelidiales in British Columbia and northern Washington was conducted. Gelidiales are represented in the study area by four species, Gelidium coulteri, G. purpurascens, G. vagum and Pterocladia caloglossoides, and a key to identify the taxa is provided. Earlier reports of G. crinale, G. pusillum, G. robustum and G. sinicola from British Columbia and northern Washington have been shown to be misidentifications of the other taxa and are excluded from the flora. The occurrence of G. vagum in the British Columbian flora is significant because it appears to have been introduced from the northwest Pacific and now has a disjunct distribution, occurring in Japan and China and on two islands in the Strait of Georgia, British Columbia. Gelidium vagum and the Gulf of California species, G. johnstonii, are considered to be sister species. They share the unique character of monoecy (i.e. unique in the genus) and a morphological resemblance, but differ in several other characters, including arrangement of cortical cells, shape and flattening of tetrasporangial stichidia, shape of stichidial apices and position of the apical initial with respect to the adjacent cortex, presence/absence of an apical furrow and sterile margin in tetrasporangial stichidia and presence/absence of intact third order filaments in mature cystocarps. The life history of Gelidium vagum was completed in culture, only the second Gelidium species for which this has been accomplished. Gelidium vagum has a triphasic Polysiphonia-type life history with isomorphic (monoecious) gametophytes and tetrasporophytes, and carposporophytes growing on gametophytes. The rare occurrence (G. purpurascens, G. coulteri) or absence (Pterocladia caloglossoid.gametophytes in the field and the lack of successful completion of a life history in culture suggests that, whereas these species may occasionally complete a Polysiphonia-type life history in situ, vegetative or apomictic mechanisms are more important in maintaining field populations. Chromosome counts of n = 14 - 15 were made on undivided tetrasporangia of G. vagum. The pattern of spore germination in Gelidium coulteri, G. purpurascens and G. vagum is similar for carpospores and tetraspores. A single germ tube grows from the spore, the entire cytoplasmic contents of the spore evacuate into the germ tube and a wall cuts the germ tube off from the empty spore. The germ tube divides unequally to form a concave and a fusiform cell. The primary attachment rhizoid forms from a derivative of the concave cell and the sporeling apical cell forms from a fusion cell derivative. As apical organization is established, the subapical cell produces two lateral periaxial cells. Carpogonium and carposporophj'te development was followed in Gelidium purpurascens and G. vagum. The functional carpogonium is intercalary. Non-functional carpogonia divide transversely with a concave wall and become sessile and degenerate. The fertilized carpogonium consistenty forms a fusion cell by fusing with adjacent cortical cells. Fusion cell lobes cut off gonimoblast filaments that send out processes that fuse with haploid gametophyte cells of nutritive chains. Carposporangia are produced terminally and laterally by gonimoblast cells and protrude into two locules that have formed as the cortex is pushed away from the plate of second order filaments. Carpospores are released through a single ostiole in each locule. Spermatogenesis, tetrasporogenesis and rhizine morphology were studied ultrastructurally for the first time in Gelidiales. In spermatangial development, apical chloroplasts in the spermatangial mother cell are cut off by a furrow, a mechanism previously not reported in red algae for exclusion of chloroplasts from spermatangia. As the spermatangium matures, spermatangial vacuoles form from the coalescence of vesiculated endoplasmic reticulum and dictyosome-derived vesicles. Spermatangial vacuoles are discharged from the spermatangium just prior to the release of the spermatium. Stages of tetrasporangium development are marked by wall development. Prior to karyokinesis, the young tetrasporangium is dominated by a large nucleus. Following karyokinesis, chloroplasts, starch grains and dictyosomes increase in abundance, a wall layer is deposited, and dictyosomes undergo a series of morphological changes from small and flat, to large and flat producing fibrillar vesicles, to hemispherical and producing cored vesicles. At cytokinesis an electron dense wall layer is deposited around the tetrasporangium and in the cleavage furrow, and cored vesicles secrete a mucilage-like material inside this wall layer. / Science, Faculty of / Botany, Department of / Graduate