Patterns of repeated hybridization between dewberry, Rubus caesius (Rosaceae), and blackberries within Rubus sect. Corylifolii

Abstract

We have studied the genetic relations among blackberries, Rubus sect. Corylifolii, and dewberries, R. caesius, by comparing presumed hybrids with their parental taxa. To be able to determine the status of the hybrids we have observed absence or presence of nuclear microsatellite alleles in electrophoresis, and calculated the different relative genetic distances between the relevant taxa. Interpreting the results has allowed us to get a better view the taxonomical relations among the studied taxa.
In this study R. cyclomorphus comes out as a hybrid between R. caesius and R. norvegicus. Similarly, R. tiliaster appears to be a hybrid between R. caesius and R. camptostachys. We also believe to have found individuals of R. fasciculatus x R. caesius and R. gothicus x R. caesius.
We also studied the genetic structuring of R. caesius population. Samples taken from as close as 10 meters apart from each other mostly belonged to different genotypes, showing sexual propagation to be common, and possibly also a high degree of intermixing and long persistence of clones in this species.

Popular Abstract (Swedish)

Artbildning genom hybridisering mellan blåhallon, Rubus caesius (Rosaceae), och björnbär inom Rubus sect. Corylifolii

Jag har undersökt huruvida hybridisering mellan olika arter av krypbjörnbär, Rubus sect. Corylifolii, och blåhallon, R. caesius, kan leda till bildning av nya självständiga arter. För att kunna avgöra detta har jag tagit fram data från nukleära mikrosatelliter och jämfört vilka alleler som finns hos hybriderna och vilka som finns hos deras förmodade föräldraarter. Om alla individer av en given hybrid har samma kombination av alleler tyder detta på att hybriden är konstant och har förmåga att föröka sig på könlös väg.

Enligt tidigare studier, initierar en korsning mellan blåhallon och Rubus sect. Corylifolii sexuella reproduktionkomplex hos avkomman. Efter några generationer stabiliseras sedan avkomman som olika linjer av apomiktiska rekombinanter, efter att ha nedärvt förmågan att bilda frö på asexuell väg, agamospermi, som ett reccesivt anlag.

Jag har i denna studie undersökt om hjärtbjörnbär, R. cyclomorphus, är en egen art eller en samling av spontana hybrider mellan blåhallon och västkustbjörnbär, R. norvegicus. Likaså har jag undersökt om lindbjörnbär, R. tiliaster, är en egen art eller en samling av spontana hybrider mellan blåhallon och hårbjörnbär, R. camptostachys. Vi ville även undersöka om det finns hybrider mellan blåhallon och knippbjörnbär R. fasciculatus, och blåhallon och spetsbjörnbär, R. gothicus. Utöver dessa hybrider ville jag även ta reda på daggbörnbärs, R. glauciformis, ursprung.

Baserat på närvaro och frånvaro av olika alleler räknade jag ut Jaccard-koefficienter som beskriver graden av likhet mellan alla par av individ. Dessa värden använde jag sedan i olika Principal Coordinates Analyses för att kunna se den sammantagna variationen och generella mönster. Med sådana analyser kan man sammanfatta och tolka det relativa genetiska avståndet mellan taxonomiska grupper.

Jag räknade även ut Minimum Spanning trees och ett diversitetindex för att komplettera dessa resultat. Utöver detta studerade jag även den genetiska variationen inom en population av blåhallon genom att utföra ett Manteltest där jag undersöker huruvida genetiska avstånd mellan olika individer är korrelerade till fysiska avstånd.

Vi fann att hjärtbjörnbär har ett ursprung ur blåhallon och västkustbjörnbär, men att individer av detta utseende inte härstammar från ett enstaka hybridiseringstillfälle, utan är för variabla för att kunna tillhöra en enhetlig art. Lindbjörnbär har ett ursprung blåhallon och hårbjörnbär, men hade inte heller uppkommit vid ett enda hybridiseringstillfälle och är för variabel för att kunna vara en enhetlig art.

När vi undersökte knippbjörnbär insåg vi att det faktiskt rörde sig om två arter. Efter att ha jämfört blåhallon mot de egentliga knippbjörnbären fann vi också att det förekommer hybrider mellan dessa. Det förekommer även hybrider mellan blåhallon och spetsbjörnbär, men inga av dessa hybrider verkar sprida sig, inte ens lokalt.

Vi kunde inte finna ursprunget till daggbjörnbär med det underlag som var tillgängligt för studien, men några individer tycktes vara felbestämda spetsbjörnbärs-hybrider.

Ett Manteltestet visade att det inte fanns någon signifikant korrelation mellan genetiskt släktskap och geografiskt avstånd inom blåhallon. Däremot varierade blåhallon vid de undersökta genetiska markörloci, vilket visar att den förökar sig på normal sexuell väg.

Handledare: Mikael Hedrén & Ulf Ryde
Examensarbete för masterexamen i biologi, 30 poäng
Biologiska Institutionen, Lund Universitet

• author: Lewin, Marcus
• supervisor: Mikael Hedrén; Ulf Ryde
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOM01 20152
• year: 2016
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8895139
• date added to LUP: 2017-01-16 09:04:59
• date last changed: 2017-01-16 09:04:59