Y chromosome specific markers and the evolution of dioecy in the genus Silene

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Abstract

Sex determination in plants has been most thoroughly investigated in Silene latifolia, a dioecious species possessing heteromorphic sex chromosomes. We have identified several new Y chromosome linked RAPD markers and converted these to more reliable sequence characterized amplified region (SCAR) markers by cloning the RAPD fragments and developing longer primers. Of the primer pairs for seven SCARs, five amplify a single, unique fragment from the DNA of male S. latifolia. Two sets of primers also amplify additional fragments common to males and females. Homology between the X and Y chromosomes is sufficient to allow the amplification of fragments from females under less stringent PCR conditions. Five of the SCARs also distinguish between the sexes of closely related dioecious taxa of the section Elisanthe, but not between the sexes of distantly related dioecious species. These markers will be useful for continued investigations into the evolution of sex, phylogenetic relationships among taxa, and population dynamics of sex ratios in the genus Silene.

La détermination du sexe chez les plantes a été étudiée le plus en détail chez le Silene latifolia, une espèce dioïque qui présente des chromosomes sexuels hétéromorphes. Plusieurs nouveaux marqueurs RAPD liés au chromosome Y ont été identifiés et convertis en marqueurs SCAR (région amplifiée de séquence connue) suite au clonage des fragments RAPD et au développement d'amorces plus longues. Parmi sept paires d'amorces SCAR, cinq génèrent un seul fragment unique à partir de l'ADN d'individus mâles du S. latifolia. Deux paires d'amorces amplifient également des fragments additionnels communs aux mâles et femelles. L'homologie entre les chromosomes X et Y est suffisante pour qu'il y ait amplification de fragments chez les femelles sous des conditions d'amplification moins sélectives. Cinq des marqueurs SCAR permettent également de distinguer les deux sexes chez des espèces dioïques très apparentées de la section Elisanthe, mais non pas chez des espèces dioïques distantes. Ces marqueurs seront utiles pour approfondir les connaissances en matière de l'évolution du sexe, les relations phylogénétiques parmi les taxons et la dynamique des populations au niveau du ratio des sexes chez le genre Silene.

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