Εύρεση Frankenflora:Χρήση αλληλουχίας Sanger για αναγνώριση υβριδίων Protea
Η «Frankenflora» είναι σμήνη υβριδικών φυτών που είναι αποτέλεσμα ειδών που μετατοπίζονται έξω από τις φυσικές τους περιοχές. Το όνομα επινοήθηκε για πρώτη φορά από τον Tony Rebelo το 2005 για να αναφέρεται σε υβρίδια στα Proteaceae οικογένεια που έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποικιλότητας των ειδών. Αυτά τα "Frankenflora" γίνονται τότε οι κυρίαρχοι αλλάζουν τα παιχνίδια της κοινότητας. Ο Rebelo ήθελε να τονίσει, χρησιμοποιώντας το όνομα, τις τερατώδεις δυνατότητες που θα μπορούσαν να έχουν αυτά τα υβριδικά σμήνη στα φυσικά οικοσυστήματα, εάν οι άνθρωποι μετακινούσαν τα φυτά έξω από τις φυσικές τους περιοχές. Θεώρησε ότι αυτές οι «Frankenflora» αποτελούν μια πολύ παρεξηγημένη απειλή για τη γενετική ποικιλότητα των φυτών στην χλωριδική περιοχή του Ακρωτηρίου (CFR) της Νότιας Αφρικής.
Πριν από αυτό το άρθρο, υπήρχε έλλειψη μορφολογικών στοιχείων για υβριδισμό στο CFR. Αυτό δίνει την εντύπωση ότι τα αναπαραγωγικά εμπόδια στον υβριδισμό είναι ισχυρά στο CFR. Στην πραγματικότητα, ισχύει το αντίθετο. Λόγω του ότι το CFR είχε σταθερό κλίμα κατά την τελευταία Εποχή των Παγετώνων (οι σειρές των φυτών δεν μετατοπίστηκαν για να ξεφύγουν από τον πάγο όπως στο βόρειο ημισφαίριο), δεν απαιτήθηκαν αναπαραγωγικά εμπόδια στον υβριδισμό. Αυτό ήταν σε αντίθεση με το βόρειο ημισφαίριο όπου η μετανάστευση για να ξεφύγουν από τον παγετό είχε ως αποτέλεσμα τα φυτά να αναπτύξουν αναπαραγωγικά εμπόδια μεταξύ τους για να αποτρέψουν τον υβριδισμό.
Το έργο Protea Atlas (βασισμένο σε παρατηρήσεις πεδίου) εντόπισε πολλά υβρίδια μεταξύ τοπικών και μη ειδών σε μια σειρά από περιβάλλοντα (π.χ. φυσικά καταφύγια, δραπέτες από βοτανικούς κήπους, αποκαταστάσεις στο δρόμο). Παρά αυτόν τον μακρύ κατάλογο των ύποπτων υβριδίων στο Protea γένος, το οποίο επισημάνθηκε πριν από περισσότερο από μια δεκαετία. Δεν έχει γίνει καμία περαιτέρω έρευνα, μέχρι τώρα, για τον εντοπισμό συμβάντων υβριδισμού χρησιμοποιώντας μορφολογικά και γενετικά δεδομένα. Η φαινοτυπική παρατήρηση και οι φυλογενετικές μελέτες έχουν κάνει σύντομη αναφορά σε πιθανά υβριδικά συμβάντα. Ωστόσο, δεν υπάρχει η δειγματοληψία σε επίπεδο πληθυσμού που απαιτείται για τον εντοπισμό πρόσφατων συμβάντων υβριδισμού.
Επομένως, λάβαμε δεδομένα πυρηνικού DNA από την περιοχή ITS υψηλού αντιγράφου του σιστρόνιου 35S rDNA. Τα στοιχεία για πρόσφατο υβριδισμό θα αποθηκευτούν σε πολλαπλές περιοχές του γονιδιώματος. Ως εκ τούτου, θα ήταν πολύ απίθανο να προκύψουν μη υβριδικά σήματα μέσω ταξινόμησης αλληλόμορφων (όπως του Μεντελιανού). Ακόμη και αρχαία συμβάντα υβριδισμού είναι χαραγμένα στη συστοιχία ITS. Τα υβρίδια θα οδηγούσαν σε ενδοατομικούς πολυμορφισμούς θέσεων (ονομάζονται:2ISPs, προφέρονται:twisps) στο ITS. Αυτά τα 2ISP είναι εύκολα αναγνωρίσιμα σε χρωματογράμματα αλληλουχίας (Εικ. 1).
Επικεντρώσαμε την ανάλυσή μας σε δύο είδη που βρέθηκαν στο καταφύγιο Van Stadens Wildflower Reserve, έξω από το Port Elizabeth, στη Νότια Αφρική. Αυτά ήταν συγκεκριμένα:Protea eximia και Protea susannae Π. eximia είναι ένα ευρέως διαδεδομένο αυτόχθονο είδος που βρίσκεται επίσης στο κοντινό βουνό Lady Slipper (Εικ. 2). Π. susannae είναι ένα εξωπεριοριστικό είδος που είναι ξένο στο καταφύγιο αγριολούλουδων Van Stadens. Είναι εγγενές στις περιοχές De Hoop και Cape Agulhas του Δυτικού Ακρωτηρίου της Νότιας Αφρικής (Εικ. 2). Το 1984, P. susannae φυτεύτηκε σε ένα περιβόλι κατά μήκος της μίας άκρης του αποθεματικού (Εικ. 3). Η μετατόπιση αυτού του είδους στο καταφύγιο Van Stadens Wildflower αντιπροσωπεύει ένα γεγονός διασποράς πάνω από 600 km. Π. eximia και Π. susannae έχουν ουσιαστικές διαφορές στη μορφολογία και την οσμή τους όταν τα φύλλα συνθλίβονται με το χέρι. Αυτό τους καθιστά σχετικά εύκολο να αναγνωρίσουν στο πεδίο.
Η ευθυγράμμιση ITS αποτελούνταν από 647 ζεύγη βάσεων. Από αυτήν μόνο μία τοποθεσία (bp 234) βρέθηκε να είναι αξιόπιστος γραμμωτός κώδικας και για τα δύο είδη. Η τοποθεσία γραμμωτού κωδικοποίησης επισημαίνεται στον Πίνακα 1. Από τα 24 δείγματα που προσδιορίστηκαν σε αλληλουχία από το αποθεματικό, τα 11 περιείχαν τον βασικό κωδικό 2ISP ("M") που έδειξε ότι ήταν υβρίδια.
