%0 Generic
%A Schmickl, Roswitha Elisabeth
%D 2009
%F heidok:10187
%K Arabidopsis , Polyploidisation , Hybridisation , Population genetics , Pleistocene
%R 10.11588/heidok.00010187
%T Reticulate evolution in glacial refuge areas : the genus Arabidopsis in the eastern Austrian Danube Valley (Wachau)
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10187/
%X Hybridisierung und Polyploidisierung tragen wesentlich zur Artbildung im Pflanzenreich bei. Innerhalb der Gattung Arabidopsis ist Hybridisierung nur von Arabidopsis suecica aus Fennoskandinavien und Arabidopsis kamchatica aus Japan bekannt. Diese Studie befasst sich mit den Artkomplexen von Arabidopsis lyrata und Arabidopsis arenosa. Unser Ziel war es, herauszufinden, ob und in welchem Ausmaß Hybridisierung an der Artbildung beteiligt war, und ob Polyploidisierung durch Selbstverdopplung des Genoms stattfand. Zudem waren wir an der evolutionären Historie von Di- und Tetraploiden der beiden Artkomplexe interessiert. Wir näherten uns der Lösung dieser Fragestellungen sowohl auf weltweiter Ebene der Gesamtverbreitungsareale beider Artkomplexe als auch auf regionaler Ebene einer mitteleuropäischen Kontaktzone.  Im ersten Kapitel „Amphi-beringische, allopolyploide Arabidopsis und die evolutionäre Historie des Arabidopsis lyrata Komplexes“ charakterisierten wir drei genetische Hauptlinien, eine eurasiatische, nordamerikanische und amphi-pazifische, mit den molekularen Markern ntDNA ITS, ntDNA PgiC und cpDNA trnL/F. Allopolyploidisierung zwischen eurasiatischer Arabidopsis lyrata ssp. petraea und ostasiatischer Arabidopsis halleri ssp. gemmifera in der amphi-pazifischen Linie ereignete sich dreimal unabhängig voneinander in Japan, China und Kamtschatka. Wir identifizierten die unvergletscherten Bereiche der ostösterreichischen Alpen und das arktische Eurasien einschließlich Beringias als eiszeitliche Hauptrefugialgebiete der eurasiatischen Linie. Die nordamerikanische Linie überdauerte die Vereisungen im Südosten Nordamerikas. Genfluss zwischen der eurasiatischen und nordamerikanischen Linie fand wahrscheinlich sowohl zwischen den Perioden der Vergletscherung als auch nach der letzten Vereisung statt. Im zweiten Kapitel „Autopolyploidisierung in Arabidopsis und die evolutionäre Historie des Arabidopsis arenosa Komplexes“ fanden wir das Zentrum der Artbildung innerhalb des Arabidopsis arenosa Komplexes auf der Balkanhalbinsel und in den Karpaten mit vorwiegend diploiden neben vereinzelten tetraploiden Populationen. Polyploidisierung erfolgte durch Selbstverdopplung des Genoms. Sowohl die unvergletscherten ostösterreichischen Alpen als auch die Westkarpaten dienten als pleistozäne Refugialgebiete, was anhand des molekularen Markers cpDNA trnL/F ermittelt wurde. Diese beiden Gebirgsstöcke wurden von Arabidopsis arenosa einst unabhängig voneinander von der Balkanhalbinsel aus kolonisiert. Im dritten Kapitel „Retikulate Evolution in eiszeitlichen Refugialgebieten – die Gattung Arabidopsis im ostösterreichischen Donautal (Wachau)“ fanden wir rezente Introgression von Arabidopsis arenosa in Arabidopsis lyrata ssp. petraea in zwei Hybridzonen, eine in der nördlichen Wachau, die andere am Fuße der Ostalpen. In diesen beiden Gebieten liegen die Populationen beider Arten nahe beieinander, was zur Annahme von aktuellem Genfluss zwischen ihnen führte. Die Hybridzone in der nördlichen Wachau wurde sowohl mit molekularen Markern (cpDNA trnL/F Sequenzdaten und sieben Mikrosatelliten) als auch morphologischen Daten charakterisiert. Die Hybridzone am Fuße der Ostalpen wurde mit Hilfe von Mikrosatelliten entdeckt. Tetraploide, besonders von Arabidopsis lyrata ssp. petraea, zeigten stark erhöhte geno- und phänotypische Plastizität im Gegensatz zu Diploiden. Polyploidisierung innerhalb von Arabidopsis arenosa und Arabidopsis lyrata ssp. petraea fand vermutlich durch Selbstverdopplung des Genoms statt.