Популяционно-генетическая структура костра кровельного в горах западной части Северной Америки

Обоснование исследования: Инвазивные виды часто первоначально занимают узкий ареал, а затем могут распространяться благодаря различным механизмам, включая фенотипическую пластичность, эволюцию на месте или отбор признаков, уже приспособленных к новым местообитаниям. С помощью популяционно-генетического анализа мы изучили возможные механизмы, благодаря которым преимущественно самоопыляющийся однолетний инвазивный злак костёр кровельный (Bromus tectorum) распространился в горные местообитания.

Методы: Для генотипирования примерно 20 растений из каждой из 38 популяций костра кровельного в горных районах Межгорного Запада использовали 69 маркеров однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Определили характерные гаплотипы SNP и изучили их распределение.

Результаты: В горных популяциях преобладали пять неизменных гаплотипов SNP, вместе составлявших 59% генотипированных растений; каждый из них встречался в 12–21 популяции. Четыре гаплотипа отсутствовали в низменных популяциях или встречались там с низкой частотой, тогда как пятый иногда преобладал и на низких высотах. На 16 гаплотипов приходилось 78% всех генотипированных растений. Эти гаплотипы относились к нескольким гаплогруппам внутри клады, включающей также большинство линий полынно-степных сообществ.

Выводы: Широкое географическое распространение нескольких распространённых гаплотипов, почти исключительно связанных с горными местообитаниями, позволяет предположить, что доминирующие в горных популяциях линии обладают адаптивными комплексами признаков, сохраняющимися благодаря низкой частоте перекрёстного опыления или отрицательному отбору потомства от перекрёстного опыления. Однако для убедительного подтверждения локальной адаптации необходимы эксперименты с взаимным высевом, а также более подробное изучение адаптивных признаков и особенностей системы размножения. Другие линии, вероятно, стали преобладать в горных популяциях в результате процессов, нейтральных по отношению к отбору.