Published November 15, 2016
| Version v1
Publication
Open
Geographic Variation in Festuca rubra L. Ploidy Levels and Systemic Fungal Endophyte Frequencies
Creators
- 1. University of Turku
- 2. Natural Resources Institute Finland
- 3. Finnish Museum of Natural History
- 4. University of Helsinki
- 5. University of Buenos Aires
- 6. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 7. Agricultural Plant Physiology and Ecology Research Institute
- 8. Polytechnic University of Bari
- 9. National University of Río Negro
Description
Polyploidy and symbiotic Epichloë fungal endophytes are common and heritable characteristics that can facilitate environmental range expansion in grasses. Here we examined geographic patterns of polyploidy and the frequency of fungal endophyte colonized plants in 29 Festuca rubra L. populations from eight geographic sites across latitudes from Spain to northernmost Finland and Greenland. Ploidy seemed to be positively and negatively correlated with latitude and productivity, respectively. However, the correlations were nonlinear; 84% of the plants were hexaploids (2n = 6x = 42), and the positive correlation between ploidy level and latitude is the result of only four populations skewing the data. In the southernmost end of the gradient 86% of the plants were tetraploids (2n = 4x = 28), whereas in the northernmost end of the gradient one population had only octoploid plants (2n = 8x = 56). Endophytes were detected in 22 out of the 29 populations. Endophyte frequencies varied among geographic sites, and populations and habitats within geographic sites irrespective of ploidy, latitude or productivity. The highest overall endophyte frequencies were found in the southernmost end of the gradient, Spain, where 69% of plants harbored endophytes. In northern Finland, endophytes were detected in 30% of grasses but endophyte frequencies varied among populations from 0% to 75%, being higher in meadows compared to riverbanks. The endophytes were detected in 36%, 30% and 27% of the plants in Faroe Islands, Iceland and Switzerland, respectively. Practically all examined plants collected from southern Finland and Greenland were endophyte-free, whereas in other geographic sites endophyte frequencies were highly variable among populations. Common to all populations with high endophyte frequencies is heavy vertebrate grazing. We propose that the detected endophyte frequencies and ploidy levels mirror past distribution history of F. rubra after the last glaciation period, and local adaptations to past or prevailing selection forces such as vertebrate grazing.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعدد الصيغ الصبغية والنباتات الفطرية التكافلية Epichloë هي خصائص شائعة وموروثة يمكن أن تسهل توسع النطاق البيئي في الأعشاب. درسنا هنا الأنماط الجغرافية لتعدد الصيغ الصبغية وتواتر النباتات المستوطنة الفطرية في 29 مجموعة من سكان فيستوكا روبرا ل. من ثمانية مواقع جغرافية عبر خطوط العرض من إسبانيا إلى أقصى شمال فنلندا وغرينلاند. بدا أن الصبغة الصبغية مرتبطة بشكل إيجابي وسلبي بخط العرض والإنتاجية، على التوالي. ومع ذلك، كانت الارتباطات غير خطية ؛ 84 ٪ من النباتات كانت سداسية الصيغة الصبغية (2n = 6x = 42)، والارتباط الإيجابي بين مستوى الصبغيات وخط العرض هو نتيجة لأربعة تجمعات فقط تشوه البيانات. في الطرف الجنوبي من التدرج، كانت 86 ٪ من النباتات رباعية الصيغة الصبغية (2n = 4x = 28)، بينما في الطرف الشمالي من التدرج، كان لدى مجموعة واحدة فقط نباتات ثماني الصيغة الصبغية (2n = 8x = 56). تم اكتشاف النابتات الداخلية في 22 من أصل 29 مجموعة سكانية. اختلفت ترددات النباتات الداخلية بين المواقع الجغرافية والسكان والموائل داخل المواقع الجغرافية بغض النظر عن الصبغة أو خط العرض أو الإنتاجية. تم العثور على أعلى ترددات شاملة للنباتات الداخلية في الطرف الجنوبي من التدرج، إسبانيا، حيث كانت 69 ٪ من النباتات تؤوي نباتات داخلية. في شمال فنلندا، تم اكتشاف النابتات الداخلية في 30 ٪ من الأعشاب ولكن تباينت ترددات النابتات الداخلية بين السكان من 0 ٪ إلى 75 ٪، حيث كانت أعلى في المروج مقارنة بضفاف الأنهار. تم اكتشاف النابتات الداخلية في 36 ٪ و 30 ٪ و 27 ٪ من النباتات في جزر فارو وأيسلندا وسويسرا، على التوالي. من الناحية العملية، كانت جميع النباتات التي تم فحصها والتي تم جمعها من جنوب فنلندا وغرينلاند خالية من النباتات الداخلية، في حين كانت ترددات النباتات الداخلية في مواقع جغرافية أخرى متغيرة للغاية بين السكان. من الشائع بين جميع السكان الذين لديهم ترددات عالية للنباتات الداخلية رعي الفقاريات الثقيل. نقترح أن تعكس ترددات النابتات الداخلية المكتشفة ومستويات الصفيحات تاريخ التوزيع السابق لـ F. Rubra بعد فترة التجلد الأخيرة، والتكيفات المحلية مع قوى الاختيار السابقة أو السائدة مثل رعي الفقاريات.Translated Description (French)
La polyploïdie et les endophytes fongiques symbiotiques d'Epichloë sont des caractéristiques communes et héréditaires qui peuvent faciliter l'expansion de l'aire de répartition environnementale dans les graminées. Ici, nous avons examiné les modèles géographiques de polyploïdie et la fréquence des plantes colonisées par les endophytes fongiques dans 29 populations de Festuca rubra L. provenant de huit sites géographiques à travers les latitudes de l'Espagne à la Finlande la plus septentrionale et au Groenland. La ploïdie semblait être corrélée positivement et négativement avec la latitude et la productivité, respectivement. Cependant, les corrélations étaient non linéaires ; 84% des plantes étaient des hexaploïdes (2n = 6x = 42), et la corrélation positive entre le niveau de ploïdie et la latitude est le résultat de seulement quatre populations faussant les données. À l'extrémité sud du gradient, 86 % des plantes étaient tétraploïdes (2n = 4x = 28), tandis qu'à l'extrémité nord du gradient, une population ne comptait que des plantes octoploïdes (2n = 8x = 56). Des endophytes ont été détectés dans 22 des 29 populations. Les fréquences des endophytes variaient selon les sites géographiques, les populations et les habitats à l'intérieur des sites géographiques, indépendamment de la ploïdie, de la latitude ou de la productivité. Les fréquences globales d'endophytes les plus élevées ont été trouvées à l'extrémité sud du gradient, en Espagne, où 69 % des plantes hébergeaient des endophytes. Dans le nord de la Finlande, des endophytes ont été détectés dans 30% des graminées, mais les fréquences des endophytes variaient entre les populations de 0% à 75%, étant plus élevées dans les prairies par rapport aux berges des rivières. Les endophytes ont été détectés dans 36%, 30% et 27% des plantes aux îles Féroé, en Islande et en Suisse, respectivement. Pratiquement toutes les plantes examinées recueillies dans le sud de la Finlande et au Groenland étaient exemptes d'endophytes, alors que dans d'autres sites géographiques, les fréquences des endophytes étaient très variables entre les populations. Le pâturage lourd des vertébrés est commun à toutes les populations ayant des fréquences d'endophytes élevées. Nous proposons que les fréquences d'endophytes et les niveaux de ploïdie détectés reflètent l'histoire de la distribution passée de F. rubra après la dernière période de glaciation, et les adaptations locales aux forces de sélection passées ou dominantes telles que le pâturage des vertébrés.Translated Description (Spanish)
La poliploidía y los endófitos fúngicos simbióticos de Epichloë son características comunes y hereditarias que pueden facilitar la expansión del rango ambiental en los pastos. Aquí examinamos los patrones geográficos de poliploidía y la frecuencia de plantas colonizadas por endófitos fúngicos en 29 poblaciones de Festuca rubra L. de ocho sitios geográficos en latitudes desde España hasta el norte de Finlandia y Groenlandia. La ploidía parecía estar correlacionada positiva y negativamente con la latitud y la productividad, respectivamente. Sin embargo, las correlaciones no fueron lineales; el 84% de las plantas eran hexaploides (2n = 6x = 42), y la correlación positiva entre el nivel de ploidía y la latitud es el resultado de solo cuatro poblaciones que sesgan los datos. En el extremo sur del gradiente, el 86% de las plantas eran tetraploides (2n = 4x = 28), mientras que en el extremo norte del gradiente una población tenía solo plantas octoploides (2n = 8x = 56). Se detectaron endófitos en 22 de las 29 poblaciones. Las frecuencias de endófitos variaban entre los sitios geográficos y las poblaciones y hábitats dentro de los sitios geográficos, independientemente de la ploidía, la latitud o la productividad. Las frecuencias generales más altas de endófitos se encontraron en el extremo sur del gradiente, España, donde el 69% de las plantas albergaban endófitos. En el norte de Finlandia, se detectaron endófitos en el 30% de los pastos, pero las frecuencias de endófitos variaron entre las poblaciones del 0% al 75%, siendo más altas en las praderas en comparación con las orillas de los ríos. Los endófitos se detectaron en el 36%, 30% y 27% de las plantas en las Islas Feroe, Islandia y Suiza, respectivamente. Prácticamente todas las plantas examinadas recolectadas en el sur de Finlandia y Groenlandia estaban libres de endófitos, mientras que en otros sitios geográficos las frecuencias de endófitos eran muy variables entre las poblaciones. El pastoreo intenso de vertebrados es común a todas las poblaciones con altas frecuencias de endófitos. Proponemos que las frecuencias de endófitos detectadas y los niveles de ploidía reflejan el historial de distribución pasado de F. rubra después del último período de glaciación y las adaptaciones locales a las fuerzas de selección pasadas o predominantes, como el pastoreo de vertebrados.Files
journal.pone.0166264&type=printable.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:eef2ef39a5c93ac1028d239fdb8a1bee
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التباين الجغرافي في Festuca rubra L. مستويات الصبغية وترددات الفطريات الداخلية الجهازية
- Translated title (French)
- Variation géographique de Festuca rubra L. Niveaux de ploïdie et fréquences des endophytes fongiques systémiques
- Translated title (Spanish)
- Variación geográfica en niveles de ploidía de Festuca rubra L. y frecuencias de endófitos fúngicos sistémicos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2555340494
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0166264
References
- https://openalex.org/W1820518573
- https://openalex.org/W1965087628
- https://openalex.org/W1971454269
- https://openalex.org/W1978789037
- https://openalex.org/W1979032535
- https://openalex.org/W1980805132
- https://openalex.org/W1981978730
- https://openalex.org/W1985801036
- https://openalex.org/W1986802129
- https://openalex.org/W1989074151
- https://openalex.org/W1997690315
- https://openalex.org/W2009873257
- https://openalex.org/W2011619544
- https://openalex.org/W2015161763
- https://openalex.org/W2019175052
- https://openalex.org/W2020497910
- https://openalex.org/W2025767761
- https://openalex.org/W2030909449
- https://openalex.org/W2033900366
- https://openalex.org/W2042770634
- https://openalex.org/W2044532921
- https://openalex.org/W2046188714
- https://openalex.org/W2054024683
- https://openalex.org/W2061325948
- https://openalex.org/W2062493000
- https://openalex.org/W2067669446
- https://openalex.org/W2070639535
- https://openalex.org/W2077268688
- https://openalex.org/W2077323112
- https://openalex.org/W2084139224
- https://openalex.org/W2107174425
- https://openalex.org/W2108332320
- https://openalex.org/W2113410727
- https://openalex.org/W2122337346
- https://openalex.org/W2127032085
- https://openalex.org/W2131489017
- https://openalex.org/W2133562855
- https://openalex.org/W2136009275
- https://openalex.org/W2136109113
- https://openalex.org/W2139927437
- https://openalex.org/W2145224921
- https://openalex.org/W2149884362
- https://openalex.org/W2151981233
- https://openalex.org/W2153796196
- https://openalex.org/W2159035529
- https://openalex.org/W2167258385
- https://openalex.org/W2167460211
- https://openalex.org/W2169454130
- https://openalex.org/W2169731183
- https://openalex.org/W2171349729
- https://openalex.org/W2413071590
- https://openalex.org/W4285719527
- https://openalex.org/W763888531