目的:维持混合交配的是一个进化之谜。Cleistogamy,两者都有可能产生异型,并在同一株植物上强制自交cleistogamous花,是研究自交成本的优秀系统。近交抑郁可以阻止种群内更大的自交进化,种群间杂交的杂种优势可能会进一步缩小平衡,有利于异交。在同一系统中,几乎没有关于近交抑制和杂种优势的经验估计。
方法:我们通过量化近交抑制和杂种优势来研究自交的潜在成本。我们对自己进行手工授粉,以及人口内部和人口之间的交叉,和测量的种子数,发芽,花卉总产量,并在温室实验中估计所得后代的累积适应度。
结果:我们发现两个种群的累积适应度(<30%)为中度近交抑郁,但三分之一人口中杂交的远交抑郁(-26%)。对于种群之间的杂交,在两个种群组合中,杂种优势弱到中等(11-47%),但在其他四个组合中,远缘抑郁为中度至重度(-21%至-71%)。
结论:近交抑制和杂种优势都不足以解释CH花的持续生产,因为先前估计这些种群的CL花具有相对的能量优势。种群内部或种群之间的近亲繁殖抑郁症使得花香花的维持更加难以解释。为了解决这一难题,需要更多关于cleistogamy遗传基础的信息。本文受版权保护。保留所有权利。
What maintains mixed mating is an evolutionary enigma.
Cleistogamy-the production of both potentially outcrossing chasmogamous and obligately selfing cleistogamous flowers on the same individual plant-is an excellent system to study the costs of selfing. Inbreeding depression can prevent the evolution of greater selfing within populations, and heterosis in crosses between populations may further tip the balance in favor of outcrossing. Few empirical estimates of inbreeding depression and heterosis in the same system exist for cleistogamous species.
We investigate the potential costs of selfing by quantifying inbreeding depression and heterosis in three populations of the cleistogamous perennial Ruellia humilis Nutt (Acanthaceae). We performed three types of hand-pollinations-self, outcross-within, and outcross-between populations-and measured seed number, germination, total flower production, and estimated cumulative fitness for the resulting progeny in a greenhouse experiment.
We found moderate inbreeding depression for cumulative fitness (<30%) in two populations, but outbreeding depression for crosses within a third population (-26%). For between-population crosses, there was weak to modest heterosis (11-47%) in two of the population combinations, but modest to strong outbreeding depression (-21 to -71%) in the other four combinations.
Neither inbreeding depression nor heterosis was of sufficient magnitude to explain the continued production of chasmogamous flowers given the relative energetic advantage of cleistogamous flowers previously estimated for these populations. Outbreeding depression either within or between populations makes the maintenance of chasmogamous flowers even harder to explain. More information is needed on the genetic basis of
cleistogamy to resolve this conundrum.
Lo que mantiene los sistemas de apareamiento mixto aún es un enigma. La cleistogamia, la producción de flores con potencial de cruzamiento casmógamas, y de flores cleistógamas obligadamente autofecundadas en la misma planta, es un excelente sistema para estudiar los costos de la autofecundación. La depresión endogámica puede prevenir la evolución hacia una mayor autofecundación dentro de las poblaciones, y la heterosis de los cruces entre poblaciones puede inclinar aún más la balanza a favor del cruzamiento. Existen pocas estimaciones empíricas de depresión endogámica y heterosis en el mismo sistema para especies cleistógamas. MÉTODOS: Investigamos los costos potenciales de la autofecundación cuantificando la depresión endogámica y la heterosis en tres poblaciones de la perenne cleistógama Ruellia humilis Nutt (Acanthaceae). Realizamos autopolinizaciones manuales, y cruces dentro y entre poblaciones, Medimos el número de semillas, la germinación, la producción total de flores y estimamos la acumulación de fitness para la progenie resultante en un experimento de invernadero.
Encontramos depresión endogámica moderada para fitness acumulado (<30%) en dos poblaciones, pero depresión exogámica para cruces dentro de la tercera población (-26%). Entre cruces de población, hubo heterosis de débil a modesta (11-47%) en dos de las combinaciones de poblaciones, pero depresión exogámica moderada a fuerte (-21 a -71%) en las otras cuatro combinaciones.
Ni la depresión endogámica, ni la heterosis fueron de suficiente magnitud para explicar la producción continua de flores casmógamas dada la ventaja energética relativa de las flores cleistógamas previamente estimadas para estas poblaciones. La depresión exogámica, ya sea dentro o entre poblaciones, hace que el mantenimiento de las flores casmógamas sea aún más difícil de explicar. Se necesita más información sobre la base genética de la cleistogamia para resolver este enigma.