Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
В России распространены 53 вида многолетних трав рода Elymus L. (Poaceae) предположительно трех гапломных комбинаций: StH, StY и StHY. Наименее изученными остаются бореальные StH-геномные виды – эндемики РФ. Ранее R. Mason-Gamer с соавторами в серии исследований было показано, что молекулярно- филогенетический анализ последовательностей низкокопийного гена waxy (GBSS1) существенно дополняет цитогенетические данные по геномной конституции и эволюционным взаимоотношениям как среди североамериканских, так и среди азиатских видов рода Elymus. Мы исследовали ген GBSS1 у 18 видов Elymus из Сибири и Дальнего Востока России (включая 14 эндемичных), чтобы определить их геномную конституцию и оценить уровни филогенетической дифференциации: E. charkeviczii, E. jacutensis, E. kamczadalorum, E. komarovii, E. kronokensis, E. lenensis, E. macrourus, E. margaritae, E. subfibrosus, E. sajanensis, E. transbaicalensis, E. peschkovae, E. uralensis, E. viridiglumis. Продукты ПЦР-амплификации фрагментов гена GBSS1 (область эк- зонов 9–14) были клонированы и секвенированы (по 6–8 клонов на образец). Все изученные виды включали субгеномные вариации St и H. Наиболее существенные различия между субгеномными фрагментами St и H обнаружены в интроне 13. Этот интрон в субгеноме H содержит делецию в 21 п. н. во всех генотипах Elymus, вероятно, унаследованную от общего предка геномов H и P. Вместо этой делеции все субгеномы St имеют относительно консервативную последовательность, близкую по нуклеотидному составу к таковой у рода Pseudoroegneria, предок которого является донором современного субгенома St всех видов Elymus. Кластерный филогенетический анализ выявил дифференциацию последовательностей каждого из субгеномов St и Н на два эволюционных варианта – условно St1 и St2, H1 и H2. Установлено, что варианты субгеномов St и Н гомогенны с различными современными видами предковых родов Pseudoroegneria и Hordeum: St1 – P. strigosa, St2 – P. spicata, H1 – Н. jubatum, H2 – H. californicum. Выявлены особенности взаимоотношений между российскими и североамериканскими видами рода, а также ряд микроэволюционных связей в группе эндемичных бореальных видов Сибири и Дальнего Востока. Полученные новые данные необходимы для построения филогенетически ориентированной таксономической системы рода Elymus.
Fifty-three species of perennial grasses in the genus Elymus L. (Poaceae), which are widespread in Russia, are generally assumed to have three haplome combinations: StH, StY and StHY. The StH-genome species, endemic to Russia, remain the least studied. R. Mason-Gamer and co-authors have previously shown in a series of studies that a molecular phylogenetic analysis of the low-copy gene waxy (GBSS1) sequences significantly complements cytogenetic data on the genomic constitution and evolutionary relationships among both North American and Asian species of the genus Elymus. To determine the species’ genomic constitution and to evaluate the level of phylogenetic differentiation, we examined the GBSS1 gene in 18 species of Elymus from Siberia and the Russian Far East, including the fol- lowing 14 endemics: E. charkeviczii, E. jacutensis, E. kamczadalorum, E. komarovii, E. kronokensis, E. lenensis, E. macrourus, E. margaritae, E. subfibrosus, E. sajanensis, E. transbaicalensis, E. peschkovae, E. uralensis, and E. viridiglumis.PCR amplification products of GBSS1 gene fragments (including exons 9–14) were cloned and 6–8 clones per accession were sequenced. It appears that all the species studied have St and H subgenomic gene variations. The most significant differences between the subgenomic variants St and H were found in intron 13. The H subgenome contains a 21-bp-long deletion in intron 13 in all Elymus genotypes, probably derived from a common ancestor of the H and P genomes. Instead of this deletion, all St subgenomes have a relatively conservative sequence similar to that of the genus Pseudoroegneria, whose ancestor is considered to be the donor of the modern St subgenome for all Elymus species. Cluster phylogenetic analysis revealed differentiation in St and H subgenome sequences into two evolutionary variants: St1 vs. St2 and H1 vs. H2, respectively. Variants of the St and H subgenomes were found homologous to various modern species of the ancestral genera Pseudoroegneria and Hordeum: St1 to P. strigosa, St2 to P. spicata, H1 to H. jubatum, and H2 to H. californicum. The details of the relationships between Russian and North American species of the genus, as well as a number of microevolutionary interconnections in the group of boreal endemic species of Siberia and the Russian Far East were revealed. The new results obtained here are essential for the development of a phylogenetically oriented taxonomic system for the genus Elymus.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.