Dòng chảy gen rộng rãi làm mờ tín hiệu địa sinh học nhưng không làm mờ tín hiệu phát sinh loài ở Olea europaea L.

Theoretical and Applied Genetics - Tập 113 - Trang 575-583 - 2006
Rafael Rubio de Casas1,2, Guillaume Besnard3, Peter Schönswetter4, Luis Balaguer1, Pablo Vargas2
1Departamento de Biología Vegetal 1, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, Spain
2Royal Botanic Garden of Madrid, CSIC, Madrid, Spain
3Department of Ecology and Evolution, Biophore, UNIL, Lausanne, Switzerland
4Department of Plant Biogeography and Botanical Garden, Faculty Centre Botany, University of Vienna, Vienna, Austria

Tóm tắt

Cấu trúc di truyền và các mẫu tiến hóa của cây ô liu hoang dã (Olea europaea L.) đã được nghiên cứu bằng dữ liệu dấu vân tay AFLP ở ba mức độ địa lý: (a) mối quan hệ phát sinh loài của sáu phân loài hiện được công nhận ở Eurasia và châu Phi; (b) xác định dòng dõi trong phân loài europaea của lưu vực Địa Trung Hải; và (c) địa sinh học ở Địa Trung Hải phía tây. Hai phương pháp thống kê (suy diễn Bayes và phân tích phương sai phân tử) đã được sử dụng để phân tích các dấu vân tay AFLP. Để xác định tính nhất quán và khả năng chuyển giao của kết quả giữa các nghiên cứu, dữ liệu RAPD và ISSR trước đây đã được phân tích theo cách tương tự. Các so sánh cho thấy rằng kết quả định tính phần lớn nhất quán nhưng các giá trị định lượng khác nhau, tùy thuộc vào phương pháp phân tích. Phân tích Neighbour-Joining của các kiểu hình AFLP hỗ trợ phân loại hiện tại của các phân loài. Ở quy mô Địa Trung Hải, không có mẫu địa sinh học rõ ràng nào được thu hồi, có thể do dòng chảy gen rộng rãi giữa các quần thể của phân loài europaea. Các ước lượng dòng chảy gen được tính toán bằng thống kê F thông thường cho thấy rằng các rào cản sinh sản không phân tách quần thể hoặc dòng dõi của O. europaea. Sự khác biệt di truyền giữa các phần phía đông và phía tây của lưu vực Địa Trung Hải chỉ được quan sát khi thông tin địa lý và quần thể được đưa vào phân tích thông qua phân tích phương sai phân tử từ bậc (AMOVA). Trong vùng Địa Trung Hải phía tây, sự đa dạng di truyền cao nhất được tìm thấy ở hai khu vực: ở cả hai bên của Eo biển Gibraltar và trong quần đảo Baleares. Thêm vào đó, sự cô lập kéo dài của các quần thể ở phía bắc nhất trên Bán đảo Iberia dường như là nguyên nhân của một sự khác biệt đáng kể.

Từ khóa

#Cây ô liu hoang dã #Olea europaea #cấu trúc di truyền #phân tích phương sai phân tử #địa sinh học #phân gia loài.

Tài liệu tham khảo

Angiolillo A, Mencuccini M, Baldoni L (1999) Olive genetic diversity assessed using amplified fragment length polymorphisms. Theor Appl Genet 98:411–421 Baldoni L, Guerrero C, Sossey-Aloui K, Abbott AG, Angiolillo A, Lumaret R (2002) Phylogenetic relationships among Olea species based on nucleotide variation at non-coding chloroplast DNA region. Plant Biol 4:346–351 Baradat P, Labbé T (1995) OPEP: un logiciel intégré pour l’amélioration des plantes pérennes. In: Traitements statistiques des essais de sélection. Stratégies de sélection des plantes pérennes, CIRAD-CP, Montpellier, pp 303–330 Belaj A, Satovic Z, Cipriani G, Baldoni L, Testolin R, Rallo L, Trujillo I (2003) Comparative study of the discriminating capacity of RAPD, AFLP and SSR markers and of their effectiveness in establishing genetic relationships in olive. Theor Appl Genet 107:736–744 Besnard G, Baradat P, Chevalier D, Tagmount A, Bervillé A (2001) Genetic differentiation in the olive complex (Olea europaea) revealed by RAPDs and RFLPs in the rDNA genes. Genet Resour Crop Evol 48:165–182 Besnard G, Green PS, Bervillé A (2002a) The genus Olea: molecular approaches of its structure and relationships to other Oleaceae. Acta Bot Gallica 149:49–66 Besnard G, Khadari B, Baradat P, Bervillé A (2002b) Olea europaea (Oleaceae) phylogeography based on chloroplast DNA polymorphism. Theor Appl Genet 104:1353–1361 Besnard G, Khadari B, Villemur P, Bervillé A (2000) Cytoplasmic male sterility in the olive (Olea europaea L.). Theor Appl Genet 100:1018–1024 Contento A, Ceccarelli M, Gelati MT, Maggini F, Baldoni L, Cionini PG (2002) Diversity of Olea genotypes and the origin of cultivated olives. Theor Appl Genet 104:1229–1238 Corander J, Waldmann P, Sillanpaa MJ (2003) Bayesian analysis of genetic differentiation between populations. Genetics 163:367–374 Chung JD, Lin TP, Tan YC, Lin MY, Hwang SY (2004) Genetic diversity and biogeography of Cunninghamia konishii (Cupressaceae), an island species in Taiwan: a comparison with Cunninghamia lanceolata, a mainland species in China. Mol Phylogenet Evol 33:791–801 Damialis A, Gioulekas D, Lazopoulou C, Balafoutis C, Vokou D (2005) Transport of airborne pollen into the city of Thessaloniki: the effects of wind direction, speed and persistence. Int J Biometeorol 49:139–145 Excoffier L, Smouse PE, Quattro JM (1992) Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics 131:479–491 Green PS (2002) A revision of Olea L. (Oleaceae). Kew Bull 57:91–140 Green PS, Wickens GE (1989) The Olea europaea complex. In: Tan K (ed) The Davis and Hedge Festschrift. Edinburgh University Press, Edinburgh, pp 287–299 Hess J, Kadereit JW, Vargas P (2000) The colonization history of Olea europaea L. in Macaronesia based on internal transcribed spacer 1 (ITS-1) sequences, randomly amplified polymorphic DNAs (RAPD), and intersimple sequence repeats (ISSR). Mol Ecol 9:857–868 Holsinger KE, Lewis PO (2003) HICKORY: a package for analysis of population genetic data V. 1.0, University of Connecticut Holsinger KE, Wallace LE (2004) Bayesian approaches for the analysis of population genetic structure: an example from Platanthera leucophaea (Orchidaceae). Mol Ecol 13:887–894 López de Heredia U, Jiménez P, Díaz Fernández P, Gil L (2005) The Balearic Islands: a reservoir of cpDNA genetic variation for evergreen oaks. J Biogeogr 32:939–949 Lumaret R, Amane M, Ouazzani N, Baldoni L, Debain C (2000) Chloroplast DNA variation in the cultivated and wild olive taxa of the genus Olea L. Theor Appl Genet 101:547–553 Lumaret R, Ouazzani N (2001) Ancient wild olives in Mediterranean forests. Nature 413:700 Lumaret R, Ouazzani N, Michaud H, Vivier G, Deguilloux M-F, Di Giusto F (2004) Allozyme variation of oleaster populations (wild olive tree) (Olea europaea L.) in the Mediterranean Basin. Heredity 92:343–352 Médail F, Quézel P, Besnard G, Khadari B (2001) Systematics, ecology and phylogeographic significance of Olea europaea L. ssp. maroccana (Greuter and Burdet) P. Vargas et al, a relictual olive tree in south-west Morocco. Bot J Linn Soc 137:249–266 Nei M (1978) Estimation of average heterozygosity and genetic distances from a small number of individuals. Genetics 89:583–590 Nei M, Li W-H (1979) Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc Natl Acad Sci USA 76:5269–5273 Nybom H (2004) Comparison of different nuclear DNA markers for estimating intraspecific genetic diversity in plants. Mol Ecol 13:1143–1155 Owen CA, Bita EC, Banilas G, Hajjar SE, Sellianakis V, Aksoy U, Hepaksoy S, Chamoun R, Talhook SN, Metzidakis I, Hatzopoulos P, Kalaitzis P (2005) AFLP reveals structural details of genetic diversity within cultivated olive germplasm from the Eastern Mediterranean. Theor Appl Genet 110:1169–1176 Peres-Neto PR (2000) PROTEST. Department of Zoology, University of Toronto Peres-Neto PR, Jackson DA (2001) How well do multivariate data sets match? The advantages of a Procrustean superimposition approach over the Mantel test. Oecologia 129:169–178 Rey PJ, Alcántara JM (2000) Recruitment dynamics of a fleshy fruited plant (Olea europaea): connecting patterns of seed dispersal to seedling establishment. J Ecol 88:622–633 Rubio de Casas R, Balaguer L, Manrique E, Pérez-Corona ME, Vargas P (2002) On the historical presence of the wild olive Olea europaea L. var. sylvestris (Miller) Lehr. in the Eurosiberian North of the Iberian Peninsula. An Jard Bot Madr 59:342–344 Schneider S, Roessli D, Excoffier L (2000) ARLEQUIN ver. 2.00: A software for population genetics data analysis, University of Geneva, Geneva, Switzerland Schönswetter P, Paun O, Tribsch A, Niklfeld H (2003) Out of the Alps: colonization of Northern Europe by East Alpine populations of the Glacier Buttercup Ranunculus glacialis L. (Ranunculaceae). Mol Ecol 12:3373–3381 Spiegelhalter DJ, Best NG, Carlin BP, van der Linde A (2002) Bayesian measures of model complexity and fit. J R Stat Soc B 64:483–689 Swofford DL (2000) PAUP*, Phylogenetic analysis using Parsimony*and other methods, Sinauer, Sunderland, MA Terral JF, Badal E, Heinz C, Roiron S, Thiebault S, Figueiral I (2004) A hydraulic conductivity model points to post-neogene survival of the mediterranean olive in riparian habitat. Ecology 85:3158–3165 Vargas P, Kadereit JW (2001) Molecular fingerprinting evidence (ISSR, Inter-simple sequence repeats) for a wild status of Olea europaea L. (Oleaceae) in the Eurosiberian North of the Iberian Peninsula. Flora 196:142–152 Vargas P, Muñoz Garmendia F, Hess J, Kadereit JW (2001) Olea europaea ssp guanchica and ssp maroccana (Oleaceae), two new names for olive tree relatives. An Jard Bot Madr 58:360–361 Vos P, Hogers R, Bleeker M, Reijans M, Van de Lee T, Hornes M, Fritjers A, Pot J, Peleman J, Kuiper M, Zabeau M (1995) AFLP: a new technique for DNA fingerprinting. Nucleic Acids Res 23:7213–7218 Whitlock MC, McCauley DE (1999) Indirect measures of gene flow and migration: Fst not 1/(4 Nm+1). Heredity 82:117–125 Wright S (1951) The genetical structure of populations. Ann Eugenet 15:323–324 Yeh F, Rong-Cai C, Boyle T (1998) POPGENE V. 1.31: Microsoft-based freeware for population genetic analysis. University of Alberta, Edmonton, Canada Zohary D, Spiegel-Roy P (1975) Beginnings of fruit growing in the Old World. Science 187:319–327