Studies on hypothetic hybrid origin of Orobanche grossheimi Novopokr. sample.

A hybridization is popular among plants. It has a crucial role in evolution and creation of new species. Hybridization of parasitic plants can lead to a change of host. So far, no hybrids were found among holoparasitic of the Orobanche genus. It can be caused by difficulties in identifying the hybrids, because of reduction of a lot of taxonomic features associated with parasitic lifestyle. Therefore, it is important to perform molecular analyzes aimed at detecting interspecies hybrids. Experiments were conducted on Orobanche grossheimii from the population of Jermuk, because the previous analysis suggested that these plants can have hybrid background. It may be indicated by incompatibilities of phylogenetic trees constructed on nuclear sequences (ITS region) and plastid sequences (trnL-trnF). Purpose of that experiment was to check if in the ITS region of O. grossheimii from population growing in Jermuk exist variants of that sequences which could suggested hybrid origin of plants from that population. Additional purpose of the research was to check if it is possible to point potential parent species basing on that sequence. To check the statements, sequence was cloned to separate individual repeated units, which were then sequenced. The sequences were then analyzed to check similarities to the sequences of ITS region different Orobanche species. Two of tested clones shown the highest similarity of sequences to species different than O. grossheimii. That could confirm the hypothesis about hybrid origin of examined plant. However, it is impossible to point parent species, because these sequences differ from all analyzed species. The processes of concerted evolution and introgression can also make identification difficult. It is necessary to continue the experiment in order to clarify the origin of O. grossheimii from the population occurring in Jermuk. It is also worth considering to conduct similar analyzes for different Orobanche species with emphasis on the species, that have incompatibilities of phylogenetic trees based on different sequences.

Hybrydyzacja jest zjawiskiem powszechnym w świecie roślin. Odgrywa ona istotną rolę w ich ewolucji i powstawaniu nowych gatunków, a u roślin pasożytniczych może dodatkowo prowadzić do zmiany żywiciela. Jak dotąd nie stwierdzono jednak mieszańców wśród holopasożytów z rodzaju Orobanche. Może to wynikać z trudności w ich identyfikacji ze względu na redukcję wielu cech taksonomicznych związanych z pasożytniczym trybem życia. Dlatego też istotne jest przeprowadzenie analiz molekularnych ukierunkowanych na wykrycie hybryd międzygatunkowych. Jako obiekt badań wybrano Orobanche grossheimii z populacji w Jermuku, ponieważ wcześniejsze analizy sugerowały, że rośliny te mogą mieć mieszańcowe pochodzenie. Mogą wskazywać na to niezgodności drzew filogenetycznych skonstruowanych na podstawie sekwencji jądrowej (region ITS) i plastydowej (trnL-trnF). Celem przedstawionych badań było stwierdzenie czy w regionie ITS O. grossheimii z populacji w Jermuku obecne są warianty tej sekwencji, które mogą świadczyć o mieszańcowym pochodzeniu roślin z tej populacji oraz sprawdzenie czy na ich podstawie można wskazać domniemane gatunki rodzicielskie. Aby to zbadać, sekwencję tę sklonowano celem rozdzielenia poszczególnych jednostek powtórzonych, które następnie zsekwencjonowano. Otrzymane sekwencje analizowano pod kątem podobieństwa do sekwencji regionu ITS różnych gatunków Orobanche. Dwa z badanych klonów wykazywały największe podobieństwo sekwencji do gatunków innych niż O. grossheimii co może potwierdzać hipotezę o mieszańcowym pochodzeniu badanej rośliny. Nie jest jednak możliwe jednoznaczne wskazanie gatunków rodzicielskich, ponieważ sekwencje te różnią się od wszystkich analizowanych gatunków. Utrudnieniem w identyfikacji mogą być również procesy ewolucji jednorodnej i introgresji. Konieczna jest kontynuacja badań w celu jednoznacznego wyjaśnienia pochodzenia O. grossheimii z populacji w Jermuku. Warto również rozważyć przeprowadzenie podobnych analiz dla innych gatunków Orobanche ze szczególnym uwzględnieniem tych, które wykazują niezgodności drzew filogenetycznych opartych na różnych sekwencjach.