Genetic Analysis of Cytosolic PGI in Festuca ovina

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Mitt försöksmaterial utgjordes av Festuca ovina, fårsvingel, som är ett mycket vanligt gräs och tillhör familjen Poaceae. Fårsvingel är en perenn korsbefruktare och spridd över den tempererade zonen i Euroasien och Nordamerika. Släktet Festuca är uppdelat i smalbladiga svinglar, dit fårsvingel hör, och bredbladiga svinglar. Släktet Lolium, dit rajgräsen hör, är en nära släkting till de bredbladiga svinglarna. Korsningar mellan olika arter inom Festuca-Lolium komplexet resulterar ofta i fertila hybrider. Min avhandling beskriver genetisk analys av variation i ett enzym, cytosoliskt fosfoglukos isomeras (PGI), i F. ovina. Undersökningen initierades sedan en studie av isozymvariation i F. ovina visat att några plantor hade mångbandade elektroforesmönster som inte kunde tolkas genetiskt. Kromosomanalys visade att plantorna inte var polyploida, som man kunde förvänta sig, utan diploida med det normala antalet kromosomer (2n = 14). Klassisk genetisk analys baserad på kontrollerade korsningar visade att en andra PGI-gen segregerade i sydsvenska populationer av F. ovina. Den andra genen (PgiC2) och den normala genen (PgiC1) nedärvdes oberoende av varandra, det vill säga de var inte belägna nära varandra på samma kromosom. Mina sekvensanalyser av PGI visade att de två generna var mycket olika. Dessutom visade det sig att PgiC2 var mycket mer komplext än PgiC1, eftersom alla de tre varianter av PgiC2 som undersökts bestod av två kopplade gener. I ett fall var båda dessa kopplade gener aktiva och resulterade i två olika enzym, medan i de två andra fallen den ena genen resulterade i ett icke-fungerande protein och sålunda utgjorde en så kallad pseudogen. Eftersom de två generna är så olika tyder resultaten på att PgiC2 inte är en inomartsduplikation av PgiC1. Istället måste de ha skilts åt för länge sedan och kanske kan ursprunget spåras ända till bildandet av själva familjen svinglar. Utifrån mina resultat verkar det troligt att PgiC2 etablerades i F. ovina genom en korsningshändelse som involverade ett gräs från en annan art inom Festuca-Lolium komplexet. Den gen i F. ovina som jag betecknat PgiC2 skulle i detta perspektiv vara den normala PgiC genen i denna än så länge okända gräsart. Min avhandling beskriver sålunda ett fenomen som sällan diskuteras, nämligen möjligheten att en växt kan inkorporera gener från en annan art. Detta har betydelse inte bara för praktiska ändamål, som till exempel växtförädling, men också för evolutionära och systematiska undersökningar.