Геномная конституция и дифференциация субгеномов эндемичных cибирских и дальневосточных видов рода Elymus (Poaceae) по данным секвенирования ядерного гена waxy

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.