Die Hybridisierung zwischen Bäumen mit schwachen Fortpflanzungsbarrieren kann Individuen mit einer komplexen genomischen Beimischung und unklaren morphologischen Markern hervorbringen. Hybridisierung tritt mindestens auf ein Viertel von Pflanzenarten und schätzungsweise 70 % aller Blütenpflanzen sind aus solchen Ereignissen entstanden. Eichen, Gattung Quercus, sind dafür bekannt, außergewöhnlich hohe Hybridisierungsgrade aufzuweisen, und waren es auch genannten als „Worst-Case-Szenario für das biologische Artkonzept“.
Die drei häufigsten Weißeichen in gemäßigten europäischen Wäldern, Q. Petraea, Q. pubescens und Q. robur, stellen eine Herausforderung für die Quantifizierung der genomischen Vermischung dar, da sie bei der laufenden Hybridisierung in hohen Konzentrationen auftreten, wenn sie in gemischten Beständen auftreten. Der erste Schritt bei der Bewertung dieser Ebenen besteht darin, Individuen zuverlässig einem bestimmten Taxon zuzuordnen, eine Aufgabe, die die Entwicklung eines leistungsstarken molekularen Markersatzes erfordert, der sowohl zwischen Arten unterscheiden als auch den Grad der Vermischung zwischen ihnen beurteilen kann.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Annals of Botanyhaben sich Oliver Reutimann und Kollegen auf den Weg gemacht entwickeln einen solchen Markersatz unter Verwendung von Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) aus kodierenden Regionen des Genoms, die sich in diesem Fall als besser als nicht codierende Regionen erwiesen haben. Die Forscher verwendeten zunächst einen Trainingssatz von 194 reinen Referenzproben, bevor sie 633 Testpersonen mit zwei verschiedenen statistischen Ansätzen bewerteten. Ein Satz von 58 SNPs umfasste den Markersatz für diese Experimente, obwohl die Autoren anmerken, dass dieser Satz wahrscheinlich ohne großen Verlust an Unterscheidungsfähigkeit auf weniger als 30 reduziert werden könnte. „Dieses SNP-Set wurde mit dem Ziel entwickelt, Proben zu analysieren, die sowohl von Wissenschaftlern als auch Praktikern bereitgestellt wurden, und zielte daher darauf ab, eine eher geringe Anzahl von SNPs zu enthalten, was zu niedrigen Genotypisierungskosten führt“, schreiben die Autoren.
Das Markierungsset war in der Lage, mehr als 97 % der Individuen im Trainingsset korrekt ihrem richtigen Taxon zuzuordnen. Bei der Anwendung auf die Testpersonen überlappten sich die beiden Ansätze in ihren Aufgaben zu 84 %. Die Vermischung zwischen den drei Arten war asymmetrisch, mit Q. Petraea und Q. pubescens zeigen viel höhere Hybridisierung zwischen ihnen als mit Q. robur. „Eine hohe Beimischung könnte einen adaptiven Wert für Eichen bedeuten“, schreiben die Autoren. „Man könnte solche Probleme angehen, indem man nach Korrelationen zwischen Beimischungsgraden und Umweltparametern auf der Ebene der Population und einzelner Bäume sucht oder indem man wechselseitige Transplantationsexperimente unter Verwendung von Populationen mit unterschiedlichen Beimischungsgraden durchführt.“
