Fluorescent "in situ" hybridization of the ribosomal RNA genes (5S and 35S) in the genus "Lolium: Lolium canariense", the missing link with "Festuca"?

Abstract

Two groups of taxa can be distinguished within the genus Lolium L. based on the pollination system, chromosome size, chromosomal location of nrDNA (5S and 35S (18S-5.8S-26S)] and nrDNA phylogeny. The first group includes self-pollinated taxa (L. temulentum, L. persicum andL. remotum), whereas the second group comprises cross-pollinated species (L. perenne, L. multiflorum and L. rigidum). Here we describe that the autogamous species have two 5S sites and four 35S sites in their genome. Two of the 35S sites are present in the chromosomes containing the 5S regions. The allogamous taxa possess two 5S rDNA sites and 6-10 35S sites per genome, depending on the species. Two of these regions (35S) may also be present in the chromosomes bearing 5S sites. Our study also demonstrates that Lolium canariense shows a distinctive pattern. It has two 5S and four 35S sites. In this case, the 35S loci are located in different chromosomes than the 5S. This cytogenetic pattern is consistent with that of Festuca pratensis. Thus, despite being allogamous, Lolium canariensedoes not entirely fit in either of the groups defined for the genus Lolium. The physical mapping of the nrDNA regions in L. canariense is different, and resembles that of F. pratensis, suggesting that this Macaronesian Lolium could be intermediate between Festuca and Lolium.En trabajos previos se ha descrito que el género LoliumL. está formado por dos grupos de taxones basados en el tipo de polinización, tamaño de los cromosomas, localización cromosómica de los loci del ADN ribosómico [5S y 35S (18S-5.8S-26S)] y filogenia molecular basada en secuencias de ADN ribosómico. Los dos grupos son: especies autógamas (L. temulentum, L. persicum y L. remotum) y especies alógamas (L. perenne, L. multiflorum y L. rigidum). Aquí describimos que según la localización cromosómica de los loci ribosómicos, las especies autógamas tienen dos sitios 5S y cuatro sitios 35S; dos de las cuales coinciden en los mismos cromosomas que tienen el locus 5S. Las especies alógamas presentan dos sitios 5S y de seis a 10 sitios 35S dependiendo de la especie; dos de los cuales pueden coincidir con los cromosomas que tienen el locus 5S. Nuestro estudio muestra que Lolium canariense presenta dos sitios 5S y cuatro sitios 35S; estas regiones no coinciden en el mismo cromosoma, como sucede con la cercana Festuca pratensis. F. pratensistiene dos sitios 5S y 35S en cromosomas diferentes. L. canariense no se circunscribe a ninguno de los dos grupos según la localización de sus loci ribosómicos. A pesar de ser una especie descrita como alógama, sus caracteres cromosómicos ribosómicos son diferentes. Por otro lado su parecido con F. pratensis parece indicar que tiene una posición intermedia, desde un punto de vista evolutivo, entre Festuca y los Lolium