Гибридное происхождение и дифференциация двух тетраплоидных видов Achillea в Восточной Азии: молекулярные, морфологические и экогеографические данные

Род Achillea (Asteraceae—Anthemideae) служит классической моделью видообразования посредством гибридизации и полиплоидии. В настоящем исследовании проверяется гипотеза об аллотетраплоидном происхождении двух видов — Achillea alpina и Achillea wilsoniana, возникших в результате гибридизации филогенетически различных линий Восточной Азии. Были получены данные о 421 AFLP-фрагменте для 169 особей из 19 популяций пяти диплоидных (2x) и двух тетраплоидных (4x) видов. Набор данных анализировали с помощью недавно разработанной модели, учитывающей полиплоидию и предполагающей отсутствие рекомбинации между родительскими наборами хромосом, то есть дисомное наследование. A. alpina и A. wilsoniana, по-видимому, являются аллотетраплоидами, возникшими от Achillea acuminata-2x (секция Ptarmica) и Achillea asiatica-2x (секция Achillea). Доля общих AFLP-фрагментов у двух тетраплоидных видов с A. acuminata-2x составила соответственно 44 и 48%, а с A. asiatica-2x — 39 и 38%. При анализе полиморфизма длины рестрикционных фрагментов продуктов полимеразной цепной реакции (PCR-RFLP) были выявлены восемь пластидных гаплотипов (A–H). A. alpina-4x и A. wilsoniana-4x имеют общий с A. asiatica-2x только гаплотип F. Это согласуется с гибридным происхождением, при котором последняя была материнским предком. Полученный результат подтверждает ранее опубликованные данные о последовательностях ДНК, согласно которым A. alpina-4x и A. wilsoniana-4x также расположены близко к A. asiatica-2x. Морфологические признаки, экологические характеристики и AFLP-профили двух диплоидных видов различаются, тогда как два тетраплоидных вида, объединяемые в агрегат A. alpina, образуют между ними почти непрерывный ряд. Совокупность данных позволяет считать этот тетраплоидный агрегат результатом гибридизации генетически далеких диплоидных предков, происходившей в Китае и прилегающих районах: одного, сходного с A. acuminata, и другого, сходного с A. asiatica. Аллополиплоидный агрегат A. alpina отличается значительной морфологической вариабельностью и экологической пластичностью и распространился по Восточной Азии и на севере Северной Америки, далеко за пределы ареалов предполагаемых диплоидных предков.