Molecular systematics, phylogeography and evolution of the genus Cardaminopsis Hayek (Brassicaceae), the closest relatives of the model plant Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

Vor ca. zehn Jahren wurde die Gattung Cardaminopsis in die Gattung Arabidopsis integriert. Die Gattung umfasst heute neun Arten mit Verbreitungsschwerpunkt in Europa, deren genaue Verwandtschaft zueinander im ersten Teil der Arbeit untersucht wurde. Als Basis für die Arbeit dienten Sequenzanalysen e...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Wernisch, Michaela Maria
Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
Language:English
Published: 2007
Subjects:
Online Access:https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubbw:1-19626
Description
Summary:Vor ca. zehn Jahren wurde die Gattung Cardaminopsis in die Gattung Arabidopsis integriert. Die Gattung umfasst heute neun Arten mit Verbreitungsschwerpunkt in Europa, deren genaue Verwandtschaft zueinander im ersten Teil der Arbeit untersucht wurde. Als Basis für die Arbeit dienten Sequenzanalysen eines Kerngenom-Markers (ITS) und eines Chloroplasten-Markers (trnL-Intron + trnL/F-IGS) repräsentativer, weltweiter Herkünfte. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigte sich mit der Phylogeographie der drei großen Artengruppen A. halleri, A. lyrata und A. arenosa, die sich vor ca. zwei Mill. Jahren getrennt haben. Die heutige Verbreitung der Artengruppen ist stark durch die Eiszeit geprägt. Das Diversitätszentrum von A. halleri findet sich am nicht vergletscherten Alpenostrand. Sie konnte aber auch in den Karpaten überdauern und eingeschränkt auch am Südrand der Alpen. A. lyrata, die als erfolgreiche circumpolare Besiedlerin gilt ist besser an trockene oder kältere Standorte angepasst. Sie hat einerseits am nicht vergletscherten Alpenostrand überdauert, andererseits aber auch in direkter Nähe des nördlichen Eisschildes. Das Diversitätszentrum von A. arenosa liegt in den Karpaten. Das zeigt sich auch darin, dass aus dieser Region viele verschieden Arten beschrieben wurden, die aber mit den untersuchten Markern nicht genetisch unterschieden werden konnten. Im dritten Teil der Arbeit wurde eine Hybridzone zw. den Arten A. lyrata ssp. petraea und A. arenosa am nicht vergletscherten Alpenostrand untersucht. Es wird vermutet, dass vor der letzten Eiszeit hybridogene Individuen, die aber mehr A. l. ssp. petraea ähnlich waren, aus den NÖ Kalkalpen in die Wachau eingewandert sind. Dort konnten sie durch den genetischen Einfluss von A. arenosa silikatisches Gestein besiedeln, auf dem sie normalerweise nicht verbreitet sind. Später dürfte es dann durch von Norden her in die Wachau eingewanderte A. arenosa-Individuen, zu sekundärem Kontakt mit erneuerter Hybridisierung gekommen sein. Ten years ago the genus Cardaminopsis was integrated in the genus Arabidopsis (Brassicaceae). The current study is based on sequence analyses of a nuclear marker (ITS) and a cpDNA marker (trnL-Intron + trnL/F-IGS) of a representative world-wide sampling. In the first chapter the relationship of the nine mainly European distributed species of the genus was investigated. The second chapter of the study dealt with the phylogeography of the three main species groups A. halleri, A. lyrata and A. arenosa, which separated about two million years ago and were strongly effected by the various glaciation and deglaciation cycles. The centre of diversity of the A. halleri group was found at the non-glaciated eastern edge of the Eastern-Alps in Austria. However, survival of the species group in the Carpathian Mountains and at the south edge of the Alps was also possible. A. lyrata, which is well adapted to dryer or colder conditions, is known to be a successful colonizer of northern regions and is also distributed to North-America and Asia. In Europe periglacial survival and survival at the non-glaciated eastern edge of the Alps is supposed. The centre of diversity of the species-group A. arenosa was located in the Carpathian Mountains. Congruence with high morphological and cytological variation led to the description of several taxa, which were not recognized as different species with the marker system of the current study. The third chapter dealt with a hybrid zone which was detected at the non-glaciated eastern edge of the Alps between A. lyrata ssp. petraea and A. arenosa. Introgression from A. arenosa into A l. ssp. petraea seems to have happened there. These hybrids with their enlarged ecological niche then migrated north into the Wachau, an area with a different substrate which is normally not colonized by A.l. ssp. petraea. This might have happened before the last glaciation. Secondary and maybe ongoing contact of this hybrid with south migrating A. arenosa is supposed. Michaela Maria Wernisch Zsfassung in dt. Sprache Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2007 OeBB (VLID)1931803