Podsumowanie cytotaksonomiczno-geograficznych badań wybranych gatunków z rodzajów Potentilla (Rosaceae), Hieracium i Pilosella (Asteraceae) oraz Aconitum (Ranunculaceae) należących do różnych grup filogenetycznych Magnoliopsida

• Authors: Tomasz Ilnicki

Title variants

EN

Conclusions from cytotaxonomical and cytogeographical studies of selected species from the genera Potentilla (Rosaceae), Hieracium and Pilosella (Asteraceae) as well as Aconitum (Ranunculaceae) belonging to different phylogenetic groups within Magnoliopsida

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Praca prezentuje podsumowanie badań biosystematycznych wybranych gatunków rodzajów: Potentilla (Rosaceae), Hieracium i Pilosella (Asteraceae) oraz Aconitum (Ranunculaceae), należących do różnych grup filogenetycznych Magnoliopsida. Informacje uzyskane z klasycznych badań cytogenetycznych są zazwyczaj traktowane jedynie jako punkt wyjścia do prowadzenia dalszych analiz w celu poznania struktury molekularnej chromatyny i chromosomów z wykorzystaniem metod biologii molekularnej, takich jak na przykład: fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH), genomowa hybrydyzacja in situ (GISH) czy metoda BAC (ang. bacterial artificial chromosome). Badania prowadzono w celu poznania: (i) zjawisk hybrydyzacji i poliploidyzycji, w połączeniu z agamicznym sposobem rozmnażania gatunków apomiktycznych, (ii) kierunków ewolucji w obrębie gatunku i rodzaju w połączeniu ze zjawiskiem migracji gatunku i kolonizacji przez niego nowych terenów. Zmienność chromosomowa obejmuje różnice w morfologii i liczbie chromosomów, ilości DNA, rozmiarach chromosomów, symetrii kariotypu oraz w rozmieszczeniu i liczbie prążków na chromosomach. Na tej podstawie można prześledzić przebieg ewolucji wśród taksonów, określić ich wzajemne pokrewieństwo oraz dokonać porównań międzyrodzajowych.

EN

Biosystematics of some species of the genus Potentilla, Hieracium, Pilosella and Aconitum belonging to different phylogenetic groups within Magnoliopsida is surveyed. The information obtained from classical cytogenetic studies is usually treated as a mere starting point for further analyses, which can be carried out with the help of molecular biology methods such as fluorescence in situ hybridization (FISH), genomic in situ hybridization (GISH) or bacterial artificial chromosome method (BAC). The biosystematic studies put emphasis on: getting to know (i) the phenomena of hybridization and polyploidization connected with exceptional way of agamic reproduction of agamospermous species, and (ii) the direction of the course of evolution within species and genus in connection with migration of species and colonization of new habitats. Chromosome variation includes differences in their number, size, morphology, content of DNA, karyotype symmetry and inner organization (chromosome bands). On this basis, the course of evolution among taxa can be tracked, their reciprocal relationships determined and intergeneric comparisons performed.

• Journal: Kosmos
• Year: 2015
• Volume: 64
• Issue: 2
• Pages: 319-326

Dates

published

2015

Contributors

author

Tomasz Ilnicki

• Instytut Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kopernika 27, 31-501 Kraków, Polska

References

• Adams K. L., Wendel J. F., 2005. Polyploidy and genome evolution in plants. Opin. Plant Biol. 8, 135-141.
• Bennett M. D., Leitch I. J., 2005. Nuclear DNA amounts in angiosperms: progress, problems, and prospects. Ann. Bot. 95, 45-90.
• Castro M., Mateo G., Rossello J. A., 2007. Chromosome numbers in Hieracium and Pilosella species (Asteraceae) from the Iberian Peninsula and the Balearic Islands. Bot. J. Linn. Soc. 153, 311-320.
• Chrtek J., Mráz P., Severa M., 2004. Chromosome numbers in selected species of Hieracium s. str. (Hieracium subgen. Hieracium) in the Western Carpathians. Preslia 76, 119-139.
• Chrtek J., Mráz P., Sennikov A. N., 2006. Hieracium ×grofae - rediscovered diploid hybrid from the Ukrainian Carpathians. Biologia (Bratislava) 61, 365-373.
• Chrtek J., Zahradníček J., Krak K., Fehrer J., 2009. Genome size in Hieracium subgenus Hieracium (Asteraceae) is strongly correlated with major phylogenetic groups. Ann. Bot. 104, 161-178.
• Cieślak E., Ilnicki T., Flis M., 2000. Cytotaxonomical studies on the Caltha palustris complex (Ranunculaceae) in Poland. Preliminary report. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 42, 121-129.
• Coşkuncelebi K., Hayirlioğlu-Ayaz S., 2006. Notes on chromosome numbers and karyotypes of five species in Hieracium L. s. str. (Asteraceae) from Turkey. Caryologia 59, 19-24.
• Czapik R., 1977. Apomiksja w systemach klasyfikacyjnych rozmnażania Angiospermae. Wiad. Bot. 21, 239-248.
• Czapik R., 2007. Embriologia traw. [W:] Księga Polskich Traw. Frey L. (red.). Instytut Botaniki im. W. Szafera, Polska Akademia Nauk, Kraków.
• Ellstrand N. C., Whitkus R., Rieseberg L. H., 1996. Distribution of spontaneous plant hybrids. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 5090-5093.
• Federico S., Fiorini G., 1996. Karyology of Hieracium L. subg. Hieracium (Asteraceae) from Munt Amiata (Central Italy). Caryologia 49, 287-299.
• Francisko-Ortega J., Jansen R. K. Santos-Guerra A., 1996. Chloroplast evidence of colonization, adaptative radiations, and hybridization in the evolution of the Macaronesian flora. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 93, 4085-4090.
• Fulneček J., Lim K. Y., Leitch A. R., Kovařik A., Matyašek R., 2002. Evolution and structure of 5S rDNA loci in allotetraploid Nicotiana tabacum and its putative parental species. Heredity 88, 19-25.
• Gadella T. W. J., 1984. Cytology and the mode of reproduction of some taxa of Hieracium subgenus Pilosella. Proc. Koninkl. Nederl. Acad. Wet. C 87, 387-399.
• Goldblatt P., 1980. Polyploidy in angiosperms. Monocotyledons. [W:] Polyploidy. Biological relevance. Lewis W. H. (red.). New York, Plenum Press, 219-239.
• Góralski G., Judasz A., Gacek P., Grabowska-Joachimiak A., Joachimiak A. J., 2013. Poliploidy, alien species and invasiveness in Polish angiosperms. Plant Syst. Evol. 300, 225-238.
• Gregory W. C., 1941. Phylogenetic and cytological studies in the Ranunculaceae. Trans. Am. Phil. Soc. 31, 443-520.
• Hasterok R., Jenkins G., Langdon T., Jones N., Małuszyńska J., 2001. Ribosomal DNA is an effective marker of Brassica chromosomes. Theor. Appl. Genet. 103, 486-490.
• Hörandl E., 2010. The evolution of self-fertility in apomictic plants. Sex. Plant. Reprod. 23, 73-86.
• Ilnicki T., 2011. Apomikty - do czego mogą się nam przydać? Ekonatura 9, 20.
• Ilnicki T., 2014. Plant biosystematics with the help of cytology and cytogenetics. Caryologia 67, 199-208.
• Ilnicki T., Kołodziejek J., 2008. Chromosome numbers of Potentilla subsect. Collinae (Rosaceae) from Poland. Caryologia 61, 170-175.
• Ilnicki T., Mitka J., 2009. Chromosome numbers in Aconitum sect. Aconitum (Ranunculaceae) from the Carpathians. Caryologia 62, 198-203.
• Ilnicki T., Mitka J., 2011. Chromosome numbers in Aconitum sect. Cammarum (Ranunculaceae) from the Carpathians. Caryologia 64, 446-452.
• Ilnicki T., Szeląg Z., 2011. Chromosome numbers in Hieracium and Pilosella (Asteraceae) from Central and Southeastern Europe. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 53, 102-110.
• Ilnicki T., Golczyk H., Hasterok R., Joachimiak A. 2009. Excessive rDNA amplification in tetraploid forms of Aconitum. The 4th Conference of Polish Society of Experimental Plant Biology, September 21-25, 2009, Kraków, Poland. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 51 (Supplement 1), str. 77.
• Ilnicki T., Hasterok R., Szeląg Z., 2010. Cytogenetic analysis of Hieracium transylvanicum (Asteraceae). Caryologia 63, 192-196.
• Ilnicki T., Joachimiak A., Sutkowska A., Mitka J., 2011. Cytotypes Distribution of Aconitum variegatum L. in Central Europe. [W:] Geobotanist and Taxonomist. A volume dedicated to Professor Adam Zając on the 70th anniversary of his birth. Zemanek B. (red.). Institute of Botany, Jagiellonian University, Cracow, 169-192.
• Iwatsubo Y., Naruhashi N., 1991. Karyomorphological and cytogenetical studies in Potentilla (Rosaceae) I. Karyotypes of nine Japanese species. Cytologia 56, 1-10.
• Izmaiłow R., 1966. Macrosporogenesis in the apomictic species Ranunculus cassubicus. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 8, 183-195.
• Izmaiłow R., 1996. Reproductive strategy in the Ranunculus auricomus complex (Ranunculaceae). Acta Soc. Bot. Pol. 65, 167-170.
• Joachimiak A., Ilnicki T., Mitka J., 1999. Karyological studies on Aconitum lasiocarpum (Rchb.) Gáyer (Ranunculaceae). Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 41, 205-211.
• Kobylec E., Ilnicki T., Joachimiak A., Cybularz-Urban T., 2009. Preliminary investigation of cytological stability of the hybrid Cattleya waltersiana × C. schoenbrunnensis, and C. schoenbrunnensis (Orchidaceae) in vivo and in vitro. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 534, 107-117.
• Kornaś J., Medwecka-Kornaś A., 2002. Geografia Roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Krahulec F., Krahulcová A., Fehrer J., Bräutigam S., Schuhwerk F., 2008. The structure of the agamic complex of Hieracium subgen. Pilosella in the Šumava Mts and its comparison with other regions in Central Europe. Preslia 80, 1-26.
• Kula A., 1999. Cytogenetic studies in the cultivated form of Bromus carinatus (Poaceae). Fragm. Flor. Geobot. Pol. Suppl. 7, 101-106.
• Leszczak W., 1950. Studia cytologiczno-ekologiczne nad gatunkami tatrzańskimi rodzaju Aconitum. Acta Soc. Bot. Pol. 20, 647-667.
• Lewis W. H., 1980. Polyploidy in angiosperm. Dicotyledons. [W:] Polyploidy: Biological relevance. Lewis W. H. (red.). New York, Plenum Press, 241-268.
• Masterson J., 1994. Stomatal size in fossil plants: evidence for polyploidy in majority of angiosperms. Science 264, 421-423.
• Mitka J., 2012. Aconitum in Central Europe: from Linnaen taxonomy to molecular markers. Modern Phytomorphol. 1, 7-9.
• Mitka J., Kozioł M., 2009. Aconitum moldavicum (Ranunculaceae) on the Małopolska Upland. Fragm. Flor. Geobot. Pol. 16, 7-25.
• Mitka J., Starmühler W., 2000. Phenetic variability of Aconitum lasiocarpum (Rchb.) Gáyer (Ranunculaceae): extension of taxonomic and geographic borders. Acta Soc. Bot. Pol. 69, 145-155.
• Mitka J. Sutkowska A., Ilnicki T., Joachimiak A., 2007. Reticulate evolution of high-alpine Aconitum (Ranunculaceae) in the eastern Sudetes and Western Carpathians (Central Europe). Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 49, 15-26.
• Mráz P., 2001. Chromosome numbers in selected species of Hieracium sect. Alpina (Asteraceae) from Central and Eastern Europe. Folia Geobot. 36, 321-332.
• Mráz P., Szeląg Z., 2004. Chromosome numbers and reproductive systems in selected species of the genera Hieracium L. and Pilosella Hill (Asteraceae) from Romania. Ann. Bot. Fenn. 41, 405-414.
• Mráz P., Paule J., 2006. Experimental hybridization in the genus Hieracium s. str.: crosses between diploid taxa. Preslia 78, 1-26.
• Mráz P., Chrtek J., Fehrer J., Plačkova I., 2005. Rare recent natural hybridization in Hieracium s. str. - evidence from morphology, allozymes and chloroplast DNA. Plant Syst. Evol. 255, 177-192.
• Mráz P., Chrtek J., Fehrer J., 2011. Interspecific hybridization in the genus Hieracium s. str.: evidence for bidirectional gene flow and spontaneous allopolyploidization. Plant Syst. Evol. 293, 237-245.
• Müntzing A., Müntzing G., 1941. Some new results concerning apomixis, sexuality and polymorphism in Potentilla. Bot. Not. 111, 237-278.
• Novikoff A. V., Mitka J., 2011. Taxonomy and ecology of the genus Aconitum L. in the Ukrainian Carpathians. Wulfenia 18, 37-61.
• Nielen S., Almeida L. M., Carneiro V. T. C., Araujo A. C. G., 2010. Physical mapping of rDNA genes corroborates allopolyploid origin in apomictic Brachiaria brizantha. Sex. Plant Reprod. 23, 45-51.
• Nylehn J., Hamre E., Nordal I., 2003. Facultative apomixis and hybridization in arctic Potentilla section Niveae (Rosaceae) from Svalbard. Bot J. Linn. Soc. 142, 373-381.
• Olszewska M., Sakowicz T., 2006. Ewolucja rozmiarów genomów jądrowych u roślin okrytozalążkowych. Post. Biol. Kom. 33, 737-751.
• Pawłowski J., 1991. Fauna pleniglacjału i jej zróżnicowanie. [W:] Geografia Polski, Środowisko Przyrodnicze. Starkel L. (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 160-164.
• Ramsey J., Schemske D. W., 1998. Pathways, mechanisms, and rates of polyploid formation in flowering plants. Ann. Rev. Ecol. Syst. 29, 467-501.
• Rani S., Kumar S., Jeelani S. M., Gupta R. C., Kumari S., 2012. Additions to the cytologically investigated species of Potentilla L. (Rosaceae) from India. Pl. Syst. Evol. 298, 485-497.
• Rogalska S. M., Achrem M., Kalinka A., 2007. Mechanizmy zmian genomowych i zmian w ekspresji genów w mieszańcowych poliploidach roślinnych. Kosmos 56, 421-433.
• Rotreklová O., Krahulcová A., Mráz P., Mrázová V., Mártonfiová L., Peckert T., Šingliarová B., 2005. Chromosome numbers and breeding systems of some European species of Hieracium subgen. Pilosella. Preslia 77, 177-195.
• Schubert I., 1984. Mobile nucleolus organizing regions (NORs) in Allium (Liliaceae s. lat.)? Inferences from the specifity of silver staining. Pl. Syst. Evol. 144, 291-305.
• Simon J., Bosch M., Molero J., Blanchė C., 1999. A conspect of chromosome numbers in tribe Delphinieae (Ranunculaceae). Biodiversity http:/www.ub.es/botanica/greb/cromodel.pdf, str. 1-33.
• Skalińska M., 1967. Cytological analysis of some Hieracium species, subgenus Pilosella, from mountains of southern Poland. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 10, 127-141.
• Skalińska M., 1968. Studies in twin plants of Hieracium. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 11, 179-186.
• Soltis D. E., Soltis P. S., Tate J. A., 2003. Advances in the study of polyploidy since Plant speciation. New Phytologist 161, 173-191.
• Soltis P. S., Soltis D. E., 2004. The origin and diversification of angiosperms. Am. J. Bot. 91, 1614-1626.
• Stace C. A., 1993. Taksonomia roślin i biosystematyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Stebbins G. L., 1971. Chromosomal evolution in higher plants. Edward Arnold, London.
• Suda J., Krahulcová A., Trávníček P., Rosenbaumová R., Peckert T., Krahulec F., 2007. Genome size variation and species relationships in Hieracium sub-genus Pilosella (Asteraceae) as inferred by flow cytometry. Ann. Bot. 100, 1323-1335.
• Sulma T., 1938. Problem ras geograficznych w świecie roślin na tle badań cytologicznych. Kosmos (Ser. B) 63, 227-320.
• Szeląg Z., Ilnicki T., 2011. Diploid chromosome numbers in Hieracium and Pilosella (Asteraceae) from Macedonia and Montenegro. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 53, 124-126.
• Szeląg Z., Ilnicki T., Nikietić M., Tomović G., 2007. Diploid chromosome numbers in five Hieracium species from Serbia and Montenegro. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 49, 119-121.
• te Beest M., Roux J. J., Richardson D. M., Brysting A. K., Suda J., Kubešova M., Pyšek P., 2012. The more the better? The role of poliploidy in facilitating plant invasions. Ann. Bot. 109, 19-45.
• Vallès J., Canela M. A., Garcia S., Hidalgo O., Pellicer J., Sánchez-Jiménez I., Siljak-Yakovlev S., Vitales D., Garnatje T., 2013. Genome size variation and evolution in the family Asteraceae. Caryologia 66, 221-235.
• Wissemann V., 2007. Plant evolution by means of hybridization. Syst. Biodiver. 5, 243-253.
• Zalewska-Gałosz J., Jopek M., Ilnicki T., 2015. Hybridization in Batrachium group: Controversial delimitation between heterophyllous Ranunculus penicillatus and the hybrid Ranunculus fluitans × R. peltatus. Aquat. Bot. 120 (B), 160-168.