Genetic evidence for modern reticulate microevolution in mixed populations of Elymus uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis, and E. caninus (Poaceae) in the Southern Urals | Генетические доказательства современной сетчатой микроэволюции в смешанных популяциях Elymus uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis и E. caninus (Poaceae) на Южном Урале

Английский. The article considers microevolutionary relationships of Elymus species common in the Southern Urals. The objectives were to trace genetic links between E. uralensis and E. viridiglumis described from closely located habitats and to assess the possibility of introgression of E. uralensis with E. mutabilis and E. caninus during joint growth. ISSR DNA analysis was used to identify genotypes. The use of six ISSR primers showed the presence of multiple reticulate microevolutions in mixed populations of Elymus species in the Southern Urals. This process is based on periodic spontaneous hybridization with subsequent interspecific introgression. According to the specificity of ISSR profiles, the endemic species E. uralensis showed no relationship with the Siberian group of E. komarovii – E. transbaicalensis – E. margaritae species. The objective was to identify reproductive compatibility between the species E. uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis, and E. caninus of the Southern Urals, to trace the dynamics of seed fertility and recombination of diagnostic traits in hybrids in the F1–F3 generations. In seven crossbreeding combinations, F1 hybrids were created that produced full grains. This fact indicates the absence of strict reproductive isolation of E. uralensis from other species growing together with it. Modeling the introgression process under experimental conditions showed the possibility of stabilizing the seed fertility of hybrids in subsequent generations. As a result of hybridization, a set of recombinant morphotypes was formed that combined trait of different species. Based on the analysis of hybrid segregation by marker traits, it is possible to assume the origin of the species E. uralensis and E. viridiglumis of the Southern Urals with the participation of local ancestral biotypes E. caninus and E. mutabilis.

Русский. В статье рассматриваются микроэволюционные взаимоотношения видов рода Elymus, распространенных на территории Южного Урала. Были поставлены задачи проследить генетические связи между видами E. uralensis и E. viridiglumis, описанных из близко расположенных местообитаний, а также оценить возможность интрогрессии E. uralensis с E. mutabilis и E. caninus при совместном произрастании. Для идентификации генотипов использовали ISSR-метод анализа ДНК. Применение шести ISSR-праймеров показало наличие множественной сетчатой микроэволюции в смешанных популяциях видов Elymus Южного Урала. В основе этого процесса лежит периодическая спонтанная гибридизация с последующими явлениями межвидовой интрогрессии. По признаку специфичности ISSR-профилей эндемичный вид E. uralensis не показал родства с сибирской группой видов E. komarovii – E. transbaicalensis – E. margaritae. Была поставлена задача выявить репродуктивную совместимость между видами E. uralensis, E. viridiglumis, E. mutabilis и E. caninus Южного Урала, проследить динамику семенной фертильности и рекомбинации диагностических признаков у гибридов в поколениях F1–F3. В семи комбинациях скрещиваний были созданы гибриды F1, завязавшие выполненные зерновки. Этот факт свидетельствует об отсутствии строгой репродуктивной изоляции E. uralensis от других видов, произрастающих с ним совместно. Моделирование процесса интрогрессии в условиях эксперимента показало возможность стабилизации семенной фертильности гибридов в последующих поколениях. В результате гибридизации образовался набор рекомбинантных морфотипов, сочетающих признаки разных видов. На основании анализа расщепления гибридов по маркерным признакам можно предположить происхождение видов Южного Урала E. uralensis и E. viridiglumis с участием локальных предковых биотипов E. caninus и E. mutabilis.