Morfologiczna i molekularna dokumentacja procesów naturalnej hybrydyzacji w obrębie traw na przykładzie kompleksu Stipa lingua (Poaceae).

Hybrydyzacja jest powszechnym procesem w świecie organizmów żywych i odgrywa ważną rolę w powstawaniu nowych fenotypów prowadząc następnie do specjacji. Zjawisko to jest powszechnie obserwowane w obrębie rodzaju Stipa. Powstałe w ten sposób mieszańce często mają zdolność do wytwarzania żyznego pyłku i krzyżowania wstecznego z jednym lub obydwoma taksonami rodzicielskimi. W niniejszej pracy chcę sprawdzić czy proces krzyżowania zachodzi między blisko spokrewnionymi gatunkami kompleksu Stipa lingua należącymi do sekcji Smirnovia, tj. między S. caucasica i S. lingua, S. caucasica i S. magnifica oraz S. ovczinnikovii i S. drobovii. Podczas badań terenowych w Tadżykistanie i Kirgistanie zebraliśmy próbki tych taksonów wraz z okazami pośrednimi, które powszechnie występowały w populacjach obu wymienionych gatunków. Celem tego badania jest uzyskanie dowodów na wewnątrzsekcyjny przepływ genów poprzez hybrydyzację między badanymi gatunkami. Zastosowana metoda taksonomii integracyjnej oparta jest na połączeniu analiz morfologicznych i szerokogenomowych analiz molekularnych DArT. W oparciu o analizy PCA z wykorzystaniem cech morfologicznych i PCoA z wykorzystaniem markerów SNPs, każda domniemany mieszaniec występuje w strefie pośredniej między dwoma taksonami rodzicielskimi. Analiza struktury populacji fastSTRUCTURE wykazała, że domniemana mieszaniec S. lingua × S. caucasica miał prawie 50/50% domieszki genów S. lingua i S. caucasica subsp. nikołaja. Odkrycie to zostało również potwierdzone przez test ABBA-BABA. Uzyskane wyniki potwierdzają postawioną hipotezę, że istnieje przepływ genów między taksonami z kompleksu S. lingua, a wytworzone mieszańce są morfologicznie i molekularnie różne od taksonów rodzicielskich.

Hybridisation is a common process in plants, which plays an important role in creation of the new phenotypes and subsequent leads to speciation. This event is commonly observed within the genus Stipa. The hybrids often has the ability to produce fertile pollen and do backcross with one or both parental taxa. In this thesis, I would like to study if the hybridisation process that occur between closely related species of Stipa lingua complex belonging to the section Smirnovia, i.e. between S. caucasica and S. lingua, S. caucasica and S. magnifica as well as S. ovczinnikovii and S. drobovii. During the field studies in Tajikistan and Kyrgyzstan, we collected samples of those taxa, together with some intermediate specimens that commonly occurred within the populations of both above mentioned parental species. The objective of this study is to obtain evidence of intrasectional gene flow via hybridisation between studied species. Here I used an integrative taxonomy methods involving morphological and molecular analysis. Based on PCA using morphological characters and PCoA using SNPs markers, each putative hybrid is in the intermediate zone between the two parental taxa. Population structure analysis using fastSTRUCTURE revealed that the putative hybrid S. lingua × S. caucasica shared almost 50% genetic admixture with S. lingua and S. caucasica subsp. nikolai, respectively. This finding was also confirmed by gene admixture between S. lingua and S. caucasica subsp. nikolai by 20% based on the ABBA-BABA test. The results of this study support the authors' hypothesis that there is indeed gene flow between the two taxa that produces hybrids that are morphologically and molecularly distinct from the two parent taxa.