Lomme – vanlig växt med gåtfullt förflutet
Artbildning och evolution av den tetraploida arten lomme,
Capsella bursa-pastoris (Brassicaceae)
Tanja Slotte
Lomme, som heter Capsella bursa-pastoris på latin, är en av världens vanligaste växtarter. Den är nära
släkt med viktiga grödor som kål och raps, liksom med modellorganismen Arabidopsis thaliana
(backtrav), vars hela arvsmassa är kartlagd i detalj.
Lomme är en tetraploid, vilket betyder att den har fyra uppsättningar kromosomer istället för
två, som t.ex. hos människan. Arter med två kromosomuppsättningar kallas diploider, medan arter
som har fler än två uppsättningar kallas polyploider. (En tetraploid är alltså en typ av polyploid.)
Man kan också dela in polyploider enligt uppkomstsätt. Autopolyploider uppkommer genom en
fördubbling av arvsmassan, genomet, hos en art. Allopolyploider bildas däremot genom
hybridisering mellan två olika arter och därpåföljande fördubbling av arvsmassan.
Samtidigt som tillgången till DNA-sekvenser från olika arter ökat, har också intresset för
polyploider vuxit. Eftersom polyploider är särskilt vanliga bland växter, skulle Capsella kunna utgöra
ett bra modellsystem för att studera genetiska effekter av polyploidisering. Tidigare har man trott att
de två diploida arterna storlomme (C. grandiflora) och skärlomme (C. rubella) varit inblandade i
uppkomsten av lomme. Man har t.ex. påstått att lomme är en allopolyploid av storlomme och
skärlomme eller möjligen en autopolyploid av storlomme. I mitt examensarbete har jag undersökt
om dessa hypoteser utgör sannolika förklaringsmodeller för uppkomsten av den tetraploida arten
eller inte.
För att klarlägga hur arterna är besläktade har jag analyserat DNA-sekvenser från lomme,
storlomme och skärlomme, samt även från backtrav (Arabidopsis thaliana). Jag har använt DNAsekvenser både från kloroplastgenomet och kärngenomet. Eftersom kloroplasterna nedärvs enbart
via modern, kan DNA-sekvenser från kloroplastgenomet ge information om moderarten till en
tetraploid. DNA-sekvenser från de två kärngenomen hos en tetraploid kan däremot användas för att
klargöra både moder- och faderartens identitet. Eftersom en polyploid art kan uppkomma flera
gånger, med olika mödraarter, tog jag fram kloroplastsekvenser för ett antal olika prover av lomme
som samlats in i vitt skilda delar av världen. Sekvenserna från kärngenomet kom däremot från ett
fåtal individer av varje art.
Kloroplastsekvenserna för lomme uppvisade mycket liten variation. Det var alltså väldigt få
skillnader mellan DNA-sekvenserna från de olika proven. Detta gör det mindre troligt att lomme
skulle ha uppkommit flera gånger med olika mödraarter. Dessutom tyder det på att lomme måste ha
fått sin nutida utbredning relativt snabbt, eftersom det annars borde finnas fler skillnader mellan
kloroplastsekvenserna från prover tagna på vitt skilda platser i världen.
För att analysera sekvenserna från kärngenomet använde jag en statistisk metod som kan ge
ett mått på sannolikheten för olika hypoteser om släktskap. Med denna metod kunde jag visa att de
tidigare hypoteserna om hur den tetraploida lommen uppkommit inte var de mest sannolika. Varken
storlomme eller skärlomme utgör alltså en sannolik förälder till lomme. Eftersom jag inte
inkluderade alla arter inom detta växtsläkte kunde jag däremot inte dra några slutsatser om vilka de
verkliga föräldraarterna är – men vare sig storlomme eller skärlomme verkar i vilket fall vara
inblandade. Mitt examensarbete fungerar som en första pusselbit i jakten på föräldrarna till denna
vanliga men gåtfulla art. En större studie, där fler arter inom samma släkte ingår behövs för att
identifiera de verkliga föräldraarterna.
Examensarbete i biologi, 20 p
Tanja Slotte
Avdelningen för naturvårdsbiologi och genetik, Uppsala universitet
Handledare: Alf Ceplitis
