Här är Zoomlänken för disputationen.

Sammanfattning

Evolutionsbiologer har länge fascinerats av vilken stor variation det finns i blomväxters reproduktionsstrategier. Dessa strategier innefattar såväl komplexa blomkaraktärer som gynnar korsbefruktning, som förmåga att genomgå självbefruktning. En växtarts  reproduktionssystem har stor påverkan på vilka evolutionära processer som påverkar den. I min avhandling har jag undersökt hur blomkaraktärer som gynnar korsbefruktning kontrolleras genetiskt, samt hur olika reproduktionssystem påverkar genetisk mångfald och anpassning. Först studerade jag distyli, som är en anpassning till effektiv korsbefruktning. Distyla arter innehåller individer som antingen har kort- eller långstiftade blommor. De skiljer sig alltså åt vad gäller längden på de hanliga och honliga reproduktionsorganen. Detta leder till mer effektiv pollination och minskar sannolikheten för självbefruktning, eftersom långstiftade individer bara kan ta emot pollen från kortstiftade individer och vice versa. Genom att kartlägga hela arvsmassan av den vilda linarten Linum tenue kunde jag identifiera vilken genetisk region som styr distyli. Regionen, som sitter på en specifik kromosom, hade inte tidigare sekvensbestämts, men genetiska studier hade tidigare vittnat om dess existens. Jag kunde också visa att denna region, som kallas för ”distyli-S-lokuset”, innehöll längdvariation i DNA-sekvensen. Vid S-lokuset var kortstiftade växter hemizygota, d.v.s. de bar på en unik kromosomregion som långstiftade växter saknade. Intressant nog identifierade jag åtminstone två kandidatgener vid S-lokuset som troligen orsakar längdvariationen i reproduktionsorganen. Jag undersökte även mönster i DNA-sekvensvariationen som tydde på att S-lokuset påverkats av det naturliga urvalet. Jag fann en del tecken på att selektionstrycket kan ha försvagats lokalt, även om detta inte verkar ha påverkat generna inom S-lokuset. Därefter undersökte jag hur den närbesläktade arten Linum trigynum förlorat sin distyli. Denna art har alltså en gång i tiden bestått av både kort- och långstiftade blommor, men har numera bara en typ av blommor. Den är dessutom självfertil och kan para sig med sig själv, till skillnad från den distyla arten L. tenue. Jag fann att mutationer vid gener inom S-lokuset var den mest troliga orsaken till att denna art inte längre uppvisar distyli. Dessutom analyserade jag genomsekvenser för ett flertal individer från många naturliga populationer av både L. tenue och L. trigynum och fann att L. trigynum är nästan helt självbefruktande och hyser mycket låg genetisk diversitet. Mina resultat tyder också på att det finns skillnader i selektion mot skadliga mutationer mellan L. trigynum och L. tenue. I den sista delen av denna avhandling studerade jag senapsväxten fjälltrav (Arabis alpina), en art där vissa populationer har övergått till att huvudsakligen föröka sig genom självbefruktning, medan andra populationer består av individer som inte kan para sig med sig själva utan är helt beroende av att en pollinatör flyttar pollen från en individ till en annan. Jag undersökte hur dessa skillnader i reproduktionssystem påverkat evolutionen av gener som utrycks i pollen. Mer specifikt så undersökte jag selektion på gener som påverkar pollenkornens förmåga att konkurrera om befruktning. Jag fann att populationer med högre grad av självbefruktning och lägre grad av genetisk diversitet hade en sämre förmåga att avlägsna milt skadliga mutationer i pollengener genom sexuell selektion. Sammantaget visar dessa resultat hur växters reproduktionssystem påverkar evolutionen av gener och karaktärer som är inblandade i växternas förmåga att reproducera sig och hur selektion formar växters genom.