An evaluation of rDNA variation in Lolium species (ryegrass)

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Abstract

Species of the genus Lolium are important fodder and turf grasses for agricultural and amenity use world-wide. Difficulties currently exist regarding the taxonomy of Lolium species and also in the demarcation between Lolium and the genus Festuca, with the debate focusing on the status of Festuca pratensis and its relations. The diversity in ribosomal DNA (rDNA) in Lolium was investigated. Cloned probes for rDNA, derived from the intergenic spacer (IGS-M) and transcribed regions (COD-M) of mustard (Sinapis alba) were used to investigate species relationships. Genomic DNA from seven Lolium taxa, F. pratensis, and xFestulolium braunii, were assessed for variation in rDNA by RFLP. Data support continued recognition of existing Lolium species' demarcations, and provided more taxonomic insight between allogamous Lolium taxa and F. pratensis. The COD-M and IGS-M probes grouped taxa by reproductive mode. The IGS-M probe distinguished all species as unique entities and established that hybrids, xFestulolium braunii and Lolium xboucheanum, had rDNA phenotypes that were composites of their parental species. The evolution of the ribosomal repeat unit is discussed and the potential for further rDNA taxonomic study in Lolium is considered.

Plusieurs espèces du genre Lolium constituent d'importantes espèces fourragères ou gazonnières tant en agriculture qu'en aménagement du paysage et ce, de par le monde. Des difficultés persistent présentement quant à la taxonomie chez le genre Lolium de même qu'au niveau de la démarcation entre les genres Lolium et Festuca, avec une emphase particulière sur le statut du Festuca pratensis. La diversité au niveau des ADN ribosomiques (ADNr) a été examinée chez le genre Lolium. Des sondes d'ADNr cloné, dérivées de l'espaceur intergénique (IGS-M) et des régions transcrites (COD-M) provenant de la moutarde (Sinapis alba) ont été utilisées pour étudier les relations interspécifiques. De l'ADN génomique de sept espèces du genre Lolium, du F. pratensis et du xFestulolium braunii a été employé pour déterminer la variation de l'ADNr par RFLP. Les données viennent appuyer la classification existante des espèces du genre Lolium et jettent davantage de lumière sur les relations entre les taxons allogames du genre Lolium et le F. pratensis. Les sondes COD-M et IGS-M permettent de grouper les taxons en fonction de leur mode de reproduction. La sonde IGS-M permet de définir toutes les espèces en tant qu'entités distinctes et permet d'établir que les phénotypes des hybrides x Festulolium braunii et Lolium xboucheanum sont une combinaison des phénotypes parentaux. L'évolution de l'unité répétée d'ADNr est discutée tout comme le potentiel de plus amples études taxonomiques chez le genre Lolium.

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