Hybridization as an evolutionary driver for speciation: a case in the Southern European Erysimum species
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Osuna Mascaró, CarolinaEditorial
Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Biología Fundamental y de SistemasMateria
Hibridación Poliploidización Erysimum nevadense group Grupo Erysimum nevadense Erysimum mediohispanicum Hybridization Polyploidization Speciation Especiación
Date
2020Fecha lectura
2020-10-02Referencia bibliográfica
Osuna Mascaró, Carolina. Hybridization as an evolutionary driver for speciation: a case in the Southern European Erysimum species. Granada: Universidad de Granada, 2020. [http://hdl.handle.net/10481/63946]
Patrocinador
Tesis Univ. Granada.; Finaciado por el Ministerio de Economía y Competitividad (CGL2013-47558-P, CGL2016-79950-R and CGL2017-86626-C2-2-P); Fondos FEDER.Résumé
The principal objective of this Ph.D. thesis was to disentangle the role of hybridization
and polyploidization in the evolution of plants, using a set of Southern European Erysimum
species as a study case, namely, E. nevadense and E. baeticum, E. mediohispanicum and E.
bastetanum, E fitzii, and E. popovii. These species inhabit the Baetic Mountains, sometimes in
sympatry. Our central hypothesis was that hybridization and polyploidization might have had a
significant influence on the evolution of these species, leaving a signature in their genomes. This
study was addressed considering that these and other evolutionary processes take place at the
population level and that therefore intraspecific variability had to be explicitly incorporated in all
analyses. Additionally, we hypothesized that the hybridization signal might be more patent in
species with purple corollas, as this phenotype might have been favored by adaptive
introgression. First, we have studied to which degree ITS sequences were homogenized by
concerted evolution in this group (Chapter I). We found that these nuclear sequences were not
thoroughly homogenized, suggesting a recent hybridization signature for these Erysimum species.
Second, we assembled the chloroplast genomes of these species from RNA-Seq data,
demonstrating the reliability of this strategy to provide complete cpDNA genomes (Chapter II).
Then, we provided new genomic resources for Erysimum spp., like de novo assembled and
annotated transcriptomes. Following this methodology, we assembled and annotated the
chloroplast genomes, reconstructing a time-calibrated phylogeny (Chapter III). Finally, we
studied the general hybridization scenario in the presence of ILS for these species by combining
nuclear and chloroplast data (Chapter IV). We found that introgression was ubiquitous in the
species studied here and that even diploid species showed a signature of introgression in their
genomes. These results provide insights into the importance of hybridization and polyploidization
for plant evolution in general and Erysimum in particular. El objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido desenmarañar el papel de la
hibridación y de la poliploidización en la evolución de las plantas, utilizando como caso de
estudio a un conjunto de pares de especies de Erysimum del sur de Europa: E. nevadense y E.
baeticum; E. mediohispanicum y E. bastetanum; E fitzii y E. popovii. Estas especies habitan las
montañas a veces en simpatría. Nuestra hipótesis central era que estos procesos podrían haber
tenido una influencia significativa en la evolución de estas especies, dejando una firma en sus
genomas. Este estudio se abordó teniendo en cuenta que estos y otros procesos evolutivos tienen
lugar a nivel de población, y que por ello la variabilidad intraespecífica debía incorporarse
explícitamente en todos los análisis. Planteamos además la hipótesis de que la señal de
hibridación podría ser más patente en las especies con corolas púrpuras, ya que este fenotipo
podría haberse visto favorecido por la introgresión adaptativa. En primer lugar, hemos tratado de
dilucidar en qué medida las secuencias de ITS fueron homogeneizadas por la evolución concertada (Capítulo I). Encontramos que estas secuencias nucleares no fueron completamente
homogeneizadas, lo que sugiere una firma de hibridación reciente para estas especies de
Erysimum. En segundo lugar, hemos reunido los genomas del cloroplasto de estas especies a
partir de los datos del ARN-Seq, demostrando la fiabilidad de esta estrategia para proporcionar
genomas completos de ADNcp (Capítulo II). Tras ello, hemos proporcionado nuevos recursos
genómicos para el estudio de las especies de Erysimum, como transcriptomas ensamblados y
anotados de novo. Siguiendo esta metodología, hemos ensamblado y anotado los genomas del
cloroplasto, reconstruyendo una filogenia calibrada en el tiempo (Capítulo III). Finalmente,
hemos estudiado el escenario general de hibridación en presencia de ILS para estas especies,
combinando datos nucleares y del cloroplasto (Capítulo IV). Nuestro trabajo indica que la
introgresión ha sido ubicua en las especies estudiadas, incluso las especies diploides mostraban
una firma de introgresión en sus genomas. Estos resultados inciden en la gran importancia de la
hibridación y la poliploidización en la evolución del mundo vegetal en general y del género
Erysimum en particular.