Komplex druhů pšenice setá (Triticum aestivum) – pýr prostřední (Thinopyrum intermedium) – pýr plazivý (Elymus repens) představuje zajímavý příklad potenciálního genového toku plodina – planý příbuzný na území střední Evropy. Poznání genomických konstitucí a evolučních historií obou polyploidních druhů pýru a ohodnocení frekvence vzniku jejich hybridů představují nezbytný předpoklad pro ohodnocení frekvence hybridizace v rámci celého komplexu.
Seznam použité a v článku citované literatury:
Peto FH 1936. Hybridization of Triticum and Agropyron. II. Cytology of the male parents and F1 generation. Canadian Journal of Research Section C – Botanical Sciences, 14: 203–214.
Matsumura S 1952. Hybrids between wheat and Agropyron. Japanese Journal of Genetics, 23: 27–29.
Cauderon Y 1958. Étude cytogénétique des Agropyrum français et de leurs hybrides avec les blés. Annales de l’Amélioration des Plantes, 8: 389–567.
Löve Á 1984. Conspectus of the Triticeae. Feddes Repertorium, 95: 425–521.
Mason-Gamer RJ 2004. Reticulate evolution, introgression, and intertribal gene capture in an allohexaploid grass. Systematic Biology, 53: 25–37.
Mahelka V, Kopecký D 2010. Gene capture from across the grass family in the allohexaploid Elymus repens (L.) Gould (Poaceae, Triticeae) as evidenced by ITS, GBSSI, and molecular cytogenetics. Molecular Biology and Evolution, 27: 1370–1390.
Mahelka V, Kopecký D, Baum BR 2013. Contrasting patterns of evolution of 45S and 5S rDNA families uncover new aspects in the genome constitution of the agronomically important grass Thinopyrum intermedium (Triticeae). Molecular Biology and Evolution, In press.
The Wheat (Triticum aestivum) – Intermediate Wheatgrass (Thinopyrum intermedium) – Couch Grass (Elymus repens) species complex is a potential case of gene flow between crop and wild relatives in the Central European area. Understanding the genomic constitutions and evolutionary histories of both polyploid Wheatgrasses and the assessment of frequency of their hybrid formation are basic prerequisities for understanding the gene flow within the whole species complex.
-
Tribus Triticeae zahrnuje vedle známých obilnin také planě rostoucí druhy trav, adaptované na široké rozmezí ekologických podmínek. Eremopyrum orientale je suchomilným druhem otevřených stanovišť s relativně chudým podložím. Foto V. Holubec
-
Dalším příkladem je ječmenice Leymus racemosus, která roste na přímořských písčinách a písečných dunách. Foto V. Holubec
-
Ječmen hřívnatý (Hordeum jubatum) na synantropním stanovišti. Foto V. Holubec
-
Kosmáč huňatý (Dasypyrum villosum) jako dominanta úhoru na Balkáně. Foto F. Krahulec
-
Pýr prostřední (Thinopyrum intermedium, syn. Agropyron intermedium, Elytrigia intermedia, Elymus hispidus) s morfologickým znakem pšenice (Triticum) – ostře kýlnaté plevy jsou typické právě pro rod pšenice. Foto V. Mahelka
-
Genový tok v komplexu druhů pšenice setá (T. aestivum) – pýr prostřední – pýr plazivý (Elymus repens, syn. A. repens, Elytrigia repens) je nejpravděpodobnější v místech společného výskytu všech tří druhů. V teplých oblastech našeho území, kde se střídají prvky kulturní krajiny s plochami přirozených stepních porostů, přichází pšenice do styku jak s plevelným pýrem plazivým, tak s teplomilným pýrem prostředním. Foto V. Mahelka
-
Genový tok v komplexu druhů pšenice setá (T. aestivum) – pýr prostřední – pýr plazivý (Elymus repens, syn. A. repens, Elytrigia repens) je nejpravděpodobnější v místech společného výskytu všech tří druhů. V teplých oblastech našeho území, kde se střídají prvky kulturní krajiny s plochami přirozených stepních porostů, přichází pšenice do styku jak s plevelným pýrem plazivým, tak s teplomilným pýrem prostředním. Foto V. Mahelka
-
Pýr plazivý (vlevo) se od pýru prostředního (vpravo) morfologicky liší především špičatými, často osinatými plevami a lysými hranami listových pochev. Pýr prostřední má plevy uťaté a hrany listových pochev obrvené. Kříženci (uprostřed) kombinují znaky obou rodičovských druhů. Foto V. Mahelka
-
Cytogenetická analýza pýru plazivého odhalila, že základními konstituenty jeho genomu jsou dva subgenomy rodu Pseudoroegneria (zelená barva) a jeden subgenom ječmene (Hordeum, oranžová). Orig. D. Kopecký
-
Genom pýru prostředního tvoří rod Pseudoroegneria (zelená barva), kosmáč (Dasypyrum, modrá) a mnohoštět (Aegilops, červená). Orig. a foto D. Kopecký
-
Mnohoštět Aegilops tauschii, jeden z předků pšenice seté, se pravděpodobně podílel i na vzniku pýru prostředního. Foto V. Holubec
-
Na základě dostupných indicií lze zrekonstruovat dva možné scénáře vzniku hexaploidního pýru plazivého. První možností je hybridizace tetraploidního pýru s genomickou konstitucí St1H1 (H genom ječmene již obsahuje příměsi prosa – Panicum) s jiným diploidním druhem rodu Pseudoroegneria (St2), z níž by vzešel triploidní hybrid St1St2H1. Pokud by došlo ke zdvojení genomu, vytvořil by se hexaploidní pýr St1St1St2St2H1H1. Takový hexaploidní pýr mohl vzniknout vícekrát – za přispění různých ječmenů, evropských i amerických. Následná hybridizace mezi různými typy pýru potom mohla vést k pýru s genomickou konstitucí, jak jsme ji odhalili my – St1St1St2St2H1H2. Druhou možnost představuje hybridizace za účasti neredukované gamety alotetraploidního druhu Pseudoroegneria (St1St1St2St2) a normální, tedy redukované, gamety alotetraploidního ječmene (H1H2, opět již s příměsí prosa). Výsledkem by byl přímo hexaploidní pýr St1St1St2St2H1H2. Oba scénáře jsou reálné, neboť jak tetraploidní pýry, tak druhy rodů Pseudoroegneria a Hordeum z přírody známe. Orig. V. Mahelka
Tribus Triticeae zahrnuje vedle známých obilnin také planě rostoucí druhy trav, adaptované na široké rozmezí ekologických podmínek. Ječmenice Leymus racemosus roste na přímořských písčinách a písečných dunách. Foto V. Holubec
