Zmienność genetyczna stref hybrydowych i populacji allopatrycznych spokrewnionych gatunków sosen (rodzaj Pinus)

Abstract

Pracę stanowią cztery rozdziały w formie publikacji poświęcone analizie zmienności genetycznej allopatrycznych i mieszańcowych populacji sosen Pinus sylvestris, P. mugo i P. uliginosa z trzech stref kontaktu tych gatunków oraz populacji referencyjnych. Opracowano metodę SNaPshot do genotypowania markerów organellowych, które wraz z danymi SSR jądrowego DNA zastosowano do badania zmienności genetycznej w populacjach hybrydowych i allopatrycznych. Wykazano lokalny charakter hybrydyzacji oraz jej wpływ na ujednolicenie pul genowych w strefach hybrydowych. W badaniach wykorzystano również 7390 jądrowych markerów SNP w analizach wzorów hybrydyzacji i introgresji. Zmienność genetyczna grup mieszańców była wyższa niż populacji referencyjnych, a ich proporcje pochodzenia były w każdej populacji svmoatrvcznei znacznie przesunięte w stronę P. mugo . Wykazano wyższą presję selekcyjną na hybrydowe i czyste sosny zwyczajne, co wskazuje na lepsze przystosowanie P. mugo do warunków siedliskowych w strefach kontaktu. Zidentyfikowano również szereg genów kandydackich o potencjalnym znaczeniu w introgresji adaptacyjnej badanych taksonów. Przedstawione wyniki prezentują złożoną rolę hybrydyzacji i procesów selekcji w kształtowaniu zmienności genetycznej drzew leśnych i mają znaczenie kontekście badań nad ich ewolucją oraz ochroną zasobów genetycznych w obliczu posteouiacvch zmian klimatvcznvch.

The dissertation consists of four chapters in the form of publications dedicated to the analysis of genetic variation in allopatric and hybrid populations of the pines Pinus sylvestris, P. mugo , and P. uliginosa from three contact zones of these species and their reference populations. A SNaPshot method was developed for genotyping organellar markers, which, together with nuclear SSR data, was used to study genetic variation in both hybrid and allopatric populations. The results demonstrated the localized nature of hybridization and its role in homogenizing gene pools within hybrid zones. The study also utilized 7,390 nuclear SNP markers to analyze patterns of hybridization and introgression . Genetic variation in hybrid groups was higher than in reference populations, and ancestry proportions in each sympatric population were shifted toward P. mugo. A stronger selective pressure on both hybrid and pure P. sylvestris individuals was observed, suggesting that P. mugo is better adapted to habitat conditions of the contact zones. Severa! candidate genes potentially involved in adaptive introgression among the studied taxa were also identified. The presented results highlight the complex role of hybridization and selection processes in shaping genetic variation in forest trees and are significant in the context of research on their evolution and the conservation of genetic resources in the face of onooino climate change.