Molecular phylogenetic study of the genus Colpodium sensu lato (Poaceae: Poeae)



Cite item

Full Text

Abstract

To study the relatives of two grasses carrying an unusual 2-chromosome genome, Zingeria biebersteiniana and Colpodium versicolor, we have studied the phylogeny relationships of Colpodium sensu lato species and some other grasses by analysis of ITS1 and ITS2 of nuclear rDNA. Z. biebersteiniana (2n = 4, x = 2), Z. trichopoda (2n = 8, x = 2), and C. versicolor (2n = 4, x = 2) form a well supported clade with a single species of Colpodium s. l. complex,Catabrosella araratica (2n = 42, x = 7). All other Colpodium s.l. complex species form another well supported group [{Catabrosella variegata (2n = 10, x = 5), C. subornata (2 n= ?)} Hyalopoa pontica (2n = 28, x = 7), Paracolpodium altaicum (2n = 42, x = 7){Hyalopoa lanatiflora (2n = 28, x = 7), Catabrosa capusii (2n = 20, x = 5), C. aquatica (2n = 20, x = 5)}]. This clade is sister to group [{Puccinelia distans (2n = 42, x = 7), Sclerochloa dura (2n = 14,x = 7)}, Phippsia concinna (2n = 28, x = 7)]. 

About the authors

Alexander V Rodionov

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: avrodionov@mail.ru

Elena S Kim

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: elena.s.kim@gmail.com

Nikolay N Nosov

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: nnosov2004@mail.ru

Mikhail P Raiko

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: mike.rayko@gmail.com

Eduard M Machs

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: Professora Popova st., 2., St.Petersburg, 197376, Russia

Elisaveta O Punina

V. L. Komarov Botanical Institute RAS, Saint-Petersburg, RF

Email: elizaveta_punina@mail.ru

References

  1. Авдулов Н.П., 1931. Карио-систематическое исследование семейства злаков//Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. Приложение 44. C. 1-352.
  2. Агапова Н.Д., Архарова К.Б., Вахтина Л.И. и др., 1993. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР: семейства Moraceae -Zygophyllaceae. СПб, 430 c.
  3. Алексеев Е.Б., 1980. Род Colpodium Trin. s. str. Новости систематики высших растений. Т. 17. С. 4-10.
  4. Алексеев Е.Б., 1981. Род Paracolpodium (Tzvel.) Tzvel. (Poaceae)//Новости систематики высших растений. Т. 18. С. 86-95.
  5. Алексеев Е.Б., 1988. Род Catabrosella (Tzvel.) Tzvel.//Бюлл. Моск. общества исп. природы: отд. биологии. Т. 93. Вып. 5. С. 95-109.
  6. Габриэлян Э.Ц., 1963. О видах Colpodium Trin. в Армении//Изв. АН Армянской ССР. Т. XVI. № 1. С. 75-80.
  7. Габриэлян Э.Ц., Цвелев Н.Н., 2006. Hyalopoa hracziana (Poaceae) -новый вид из Армении//Ботан. журн. Т. 91. № 7. С. 1087-1091.
  8. Гусейнов Ш.А., 1988. Новые виды родов Calamagrostis и Hyalopoa (Poaceae)//Бот. журн. Т. 73. № 12. С. 1741-1744.
  9. Ким Е.С., Пунина Е.О., Тюпа Н.Б., Родионов А.В., 2004. Монофилетическое происхождение двухромосомных (2n = 4) злаков Zingeria biebersteiniana и Colpodium versicolor//Материалы VIII Международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге. 17-21 мая 2004 г. Санкт-Петербург. С. 245.
  10. Назарова Э.А., Гукасян А.Г., 2004. Числа хромосом цветковых растений флоры Армении. Ереван. С. 112.
  11. Невский С.А., 1934а. Новые данные к систематике рода Colpodium Trin.//Бюлл. Моск. общества исп. природы: отд. биологии. Т. 43. № 2. С. 222-224.
  12. Невский С.А., 1934б. Род 172. Колподиум -Colpodium Trin.//Флора СССР/под ред. В.Л. Комарова. Т. II. Л.: Изд-во Академии наук СССР. С. 434-445.
  13. Носов Н.Н., Ким Е.С., 2008. Межполюсные дизъюнкции в ареале видов Poa L. (Poaceae) в свете молекулярно-филогенетических данных//Молодежь и наука на Севере. Т. III. Сыктывкар, С. 209-211.
  14. Носов Н.Н., Родионов А.В., 2008. Молекулярно-филогенетическое изучение взаимоотношений между представителями рода Poa (Poaceae)//Ботан. журн. Т. 93. № 12. С. 1919-1936.
  15. Погосян А.И., Наринян С.Г., Восканян В.Е., 1972. К карио-географическому изучению флоры массива Арагац//Биол. журн. Армении. Т. 25. № 9. С. 15-22.
  16. Пробатова Н.С., 1974. О новом роде Arctopoa (Griseb.) Probat. (Poaceae)//Новости систематики высших растений. Т. 11. С. 44-55.
  17. Пробатова Н.С., 2003. Род Arctopoa (Griseb.) Probat. (Poaceae): таксономия, числа хромосом, биогенография и дифференциация//Комаров-ские чтения. Владивосток: Дальнаука. Вып. 49. С. 89-130.
  18. Родионов А.В., Ким Е.С., Пунина Е.О. и др., 2007. Эволюция хромосомных чисел в трибах Aveneae и Poeae по данным сравнительного исследования внутренних транскрибируемых спейсеров ITS1 и ITS2 ядерных генов 45S рРНК//Ботан. журн. Т. 92. № 1. С. 57-71.
  19. Соколовская А.П., Пробатова Н.С., 1977. О наименьшем числе хромосом (2n=4) у Colpodium versicolor (Stev.) Woronow (Poaceae)//Ботан. журн. Т. 52. № 2. С. 241-245.
  20. Цвелев Н.Н., 1964. О роде Colpodium Trin.//Новости систематики высших растений. Т. I. С. 5-19.
  21. Цвелев Н.Н., 1971. Заметки о злаках флоры СССР, 6//Новости систематики высших растений. Т. 8. С. 57-83.
  22. Цвелев Н.Н., 1976. Злаки СССР. Л.: Наука,. 788 с.
  23. Цвелев Н.Н., Болховских З.В., 1965. О роде цингерия (Zingeria P. Smirn.) и близких ему родах семейства злаков (Gramineae) (карио-систематическое исследование)//Ботан. журн. Т. 50. № 9. С. 1317-1320.
  24. Цвелев Н.Н., Жукова П.Г., 1974. О наименьшем основном числе хромосом (х) в семействе злаков (Poaceae)//Ботан. журн. Т. 59. № 2. С. 265-269.
  25. Шнеер В. С., 2007. О видоспецифичности ДНК: 50 лет спустя//Биохимия. Т. 72. № 12. С. 1690-1699.
  26. Aares E., Nurminiemi M., Brochmann C., 2000. Incongruent phylogeorgaphies in spite of similar morphology, ecology, and distribution: Phippsia algida and P. concinna (Poaceae) in the North Atlantic Region//Plant Syst. Evol. Vol. 220. P. 241-261.
  27. Brummitt R.K., 1992. Vascular plant families and genera. Kew.: Royal Botanic Garden, 804 p.
  28. Brysting A.K., Fay M.F., Leitch I.S., Aiken S.G., 2004. One or more species in the arctic grass genus Dupontia?//Taxon. Vol. 53. № 2. P. 365-382.
  29. Catalan P., Torrecilla P., Rodriguez J.A.L., Olmstead R.G., 2004. Phylogeny of the festucoid grasses of subtribe Loliinae and allies (Poeae, Pooideae) inferred from ITS and trnL-F sequences//Mol. Phylogenet. Evol. Vol. 31. P. 517-541.
  30. Chiapella J., 2007. A molecular phylogenetic study of Deschampsia (Poaceae: Aveneae) inferred from nuclear ITS and plastid trnL sequence data: support for the recognition of Avenella and Vahlodea//Taxon. Vol. 56. № 1. P. 55-64.
  31. Choo M.K., Soreng R.J., Davis J.I., 1994. Phylogenetic relationships among Puccinellia and allied genera of Poaceae as inferred from chloroplast DNA restriction site variation//Amer. J. Botany. Vol. 81. № 1. P. 119-126.
  32. Clayton W.D., Renvoize S.A., 1986. Genera Graminum, grasses of the World//Kew Bull., Add. Ser. Vol. 13. P. 1-389.
  33. Doyle J.J., Doyle J.L., 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue//Phytochem. Bull. Vol. 19. P. 11 -15.
  34. Flovik K., 1938. Cytological studies of Arctic grasses//Hereditas. Vol. 24. P. 265-376.
  35. Gardes M., Brunes T.D., 1993. ITS primers with enhanced specificity for Basidiomycetes -application to the identification of mycorrhizae and rusts//Mol. Ecol. Vol. 2. P. 130-138.
  36. Hilu K.W., 2004. Phylogenetics and chromosomal evolution in the Poaceae (grasses)//Australian J. Bot. Vol. 52. P. 13-22.
  37. Hsiao C., Chatterton N.J., Asay K.H., Jensen K.B., 1995. Phylogenetic relationships of the monogenomic species of the wheat tribe, Triticeae (Poaceae), inferred from nuclear rDNA (internal transcribed spacer) sequences//Genome. Vol. 38. № 2. P. 211-223.
  38. Hunter A.M., Orlovich D.A., Lloyd K.M. et al., 2004. The generic position of Austrofestuca littoralis and the reinstatement of Hookerochloa and Festucella (Poaceae) based on evidence from nuclear (ITS) and chloroplast (trnL-trnF) DNA sequences//New ZealandJ. Bot. Vol. 42. P. 253-262.
  39. Hunziker J.H., Stebbins G.L., 1986. Chromosomal evolution in the Gramineae//Grass systematics and evolution/Eds. T. R. Soderstrom et al. Washington, DC: Smithsonian Institution Press. P. 179-187.
  40. Kotseruba V., Gernand D., Meister A., Houben A., 2003. Uniparental loss of ribosomal DNA in the allotetraploid grass Zingeria trichopoda (2n = 8)//Genome. Vol. 46. P. 156-163.
  41. Kotseruba V., Pistrick K., Gernand D. et al., 2005. Characterisation of the low-chromosome number grass Colpodium versicolor (Stev.) Schmalh. (2n = 4) by molecular cytogenetics//Caryologia. Vol. 58. P. 241-245.
  42. Kovarik A., Pires J.C., Leitch A.R. et al., 2005. Rapid concerted evolution of nuclear ribosomal DNA in two Tragopogon allopolyploids of recent and recurrent origin//Genetics. Vol. 169. P. 931-944.
  43. Love A., Love D., 1975. Nomenclatural notes on Arctic plants//Botaniska Notiser. Vol. 128. P. 497-523.
  44. Quintanar A., Castrovejo S., Catalan P., 2007. Phylogeny of the tribe Aveneae (Pooideae, Poaceae) inferred from plastid trnt-f and nuclear ITS sequences//Amer. J. of Botany. Vol. 94. P. 1554-1569.
  45. Reichman J.R., Watrud L.S., Lee E.H. et al., 2006. Establishment of transgenic herbicide-resistant creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.) in nonagronomic habitats//Mol. Ecol. Vol. 15. P. 4243-4255.
  46. Ridgway K.P., Duck J.M., Young J.P.W., 2003. Identification of roots from grass swards using PCR-RFLP and FFLP of the plastid trnL (UAA) intron//BMC Ecology. 2003. Vol. 3. <http://www.biomed->central.com/1472-6785/3/8/(дата обращения 10.05.2008)
  47. Soreng R.J., Gillespie L.J., 2007. Nicoraepoa (Poaceae, Poeae), a new South American genus based on Poa Subg. Andinae, and emendation of Poa sect. Parodiochloa of the sub-Antarctic islands//Ann. Missouri Bot. Gard. Vol. 94. P. 821-849.
  48. Subbotin S.A., Krall E.L., Riley I.T. et al., 2004. Evolution of the gall-forming plant parasitic nematodes (Tylenchida: Anguinidae) and their relationships with hosts as inferred from internal transcribed spacer sequences of nuclear ribosomal DNA//Mol. Phylogenet. Evol. Vol. 30. P. 226-235.
  49. Tamura K., Dudley J., Nei M., Kumar S., 2007. MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0.//Molec Biol. Evol. Vol. 24. P. 1596-1599/
  50. Torrecilla P., Catalan P., 2002. Phylogeny of broadleaved and fine-leaved Festuca lineages (Poaceae) based on nuclear ITS sequences//Syst. Bot. Vol. 27. P. 241-251.
  51. Trinius C.B., 1820. Fundamenta Agrostographiae sive Theoria Constructionis Floris Graminei; Adjecta Synopsi Generum Graminum hucusque Cognitorum. -Vienna: J.G. Huebner. 220 p.
  52. Tutin T.G., Heywood V.H., Burges N.A. et al., 1980. Flora Europaea. Vol. 5. -Cambridge: Cambridge Univ Press. 246 p.
  53. Tzvelev N.N., 1989. The system of Grasses (Poaceae) and their evolution//The Botanical Review. Vol 55. № 3. P. 141-204.
  54. Watson L., Dallwitz M.J., 1999. (1992 onwards). 'Grass Genera of the World' <http://biodiversity.uno>. edu/delta/. Version:18th August 1999.
  55. White T.J., Bruns T., Lee S., Taylor J., 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics//PCR Protocols: a Guide to Methods and Applications/Eds. Innis M.A., Gelfand D.H., Sninsky J.J., White T. J. San Diego: Acad. Press. P. 315 -322.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2008 Rodionov A.V., Kim E.S., Nosov N.N., Raiko M.P., Machs E.M., Punina E.O.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies