Bidirectional introgression between Pinus taeda and Pinus echinata: evidence from morphological and molecular data

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Abstract:

The frequency of mature hybrids, including post-F1 individuals, between loblolly (Pinus taeda L.) and shortleaf pine (Pinus echinata Mill.), detectable with a codominant nuclear marker, was studied in a sympatric population from central Arkansas. The direction of introgression was also examined. The marker revealed 10 putative hybrids from the 80 trees sampled. PCR-RFLP analysis of their rbcL gene showed two of the putative hybrids (HL) share loblolly pine chloroplast DNA, and eight (HS) share the shortleaf pine chloroplast DNA. The two putative HL hybrids were morphologically similar to loblolly pine, and the eight putative HS hybrids were morphologically similar to shortleaf pine. Utilizing microsatellite data, Nei's measure of genetic identity showed the putative HL hybrids to be similar to loblolly pine, and the putative HS hybrids as being similar to shortleaf pine. An inferred tree of the individuals, using simple sequence repeat data and the neighbor-joining method, also suggested that some of the putative hybrids were not F1 individuals. Principle component analysis of the morphological characters groups the HL trees with loblolly pine and the HS trees with shortleaf pine. These results suggest bidirectional introgression occurred within the study population, and some of the putative hybrids were likely derived from early-generation backcross(es) with either shortleaf or loblolly pine.

Les auteurs ont évalué la fréquence des hybrides matures, incluant les individus introgressés, entre le pin à encens (Pinus taeda L.) et le pin à courtes feuilles (Pinus echinata Mill.) tels que détectés à l'aide d'un marqueur nucléaire codominant. L'évaluation a été réalisée au sein d'une population sympatrique du centre de l'Arkansas. La direction de l'introgression a aussi été étudiée. Le marqueur a permis de détecter 10 hybrides présumés à partir d'un échantillon de 80 arbres. L'analyse PCR-RFLP de leur gène rbcL a démontré que deux de ces hybrides présumés (HL) partageaient l'ADN chloroplastique du pin à encens, alors que les huit autres (HS) partageaient l'ADN chloroplastique du pin à courtes feuilles. Les deux hybrides présumés HL étaient morphologiquement similaires au pin à encens, alors que les huit hybrides présumés HS étaient morphologiquement similaires au pin à courtes feuilles. À l'aide de données de marqueurs microsatellites, la mesure d'identité génétique de Nei a démontré que les hybrides présumés HL étaient similaires au pin à encens, alors que les hybrides présumés HS étaient similaires au pin à courtes feuilles. Les auteurs ont estimé un dendrogramme des individus à l'aide des données séquences répétées en tandem et de la méthode de liens de voisinage de Saitou et Nei. Le dendrogramme a également suggéré que certains des hybrides présumés n'étaient pas des F1. L'analyse en composantes principales des caractères morphologiques a regroupé les arbres HL avec le pin à encens et les arbres HS avec le pin à courtes feuilles. Ces résultats suggèrent qu'une introgression bidirectionnelle a eu lieu au sein de la population étudiée, et que certains des hybrides présumés sont probablement le résultat des premiers cycles d'une introgression autant avec le pin à courtes feuilles qu'avec le pin à encens.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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