Genetic variation and population history of peat-bog pine (Pinus uliginosa N.) as compared to closely related species from the genus Pinus

Wydział BiologiiPinus uliginosa N. is native Polish pine with unclear taxonomic position due to the similarities of some morphological and genetic traits and it is often grouped with Pinus mugo and Pinus uncinata into so-called Pinus mugo species complex. The current geographic range of peat bog pine is restricted to a few well-known, isolated stands and the species is endangered by the ongoing climatic changes. My major goal was to assess the structure and level of genetic variation of peat bog pine populations and resolve its complex taxonomy within a closely related group of pines. In my research, I utilized polymorphism data from nuclear, plastid, and mitochondrial genomes obtained from several populations of peat bog pine, as well as reference populations of its close relatives. I developed novel genetic markers in mitochondrial genome, that are especially valuable and useful in phylogeographical studies of related pines. Using the markers I formulated guidelines for better management of genetic resources of this endangered species in face of ongoing climate change. The results of my PhD thesis broaden current understanding of the demographic and evolutionary process underlying levels of genetic variation in Pinus species.Pinus uliginosa N. jest rodzimą sosną o niejasnej pozycji taksonomicznej a z uwagi na podobieństwo niektórych cech morfologicznych do Pinus mugo i Pinus uncinata jest z nimi włączana w obręb tak zwanego kompleksu gatunków Pinus mugo. Obecnie zasięg geograficzny tej sosny jest ograniczony do kilku dobrze opisanych stanowisk, a zmiany klimatyczne stwarzają reale ryzyko jego wyginięcia. Głównym celem rozprawy było zbadanie poziomu zmienności i struktury genetycznej populacji sosny błotnej i określenie jej relacji filogenetycznych w ramach grupy blisko spokrewnionych gatunków. W moich badaniach wykorzystałem dane o polimorfizmie regionów jądrowego, plastydowego i mitochondrialnego DNA kilku populacji sosny błotnej i populacji referencyjnych. Opracowałem nowe markery mitochondrialnego DNA, szczególnie cenne w badaniach z zakresu filogenetyki sosen. Wykorzystanie nowoopracowanych zasobów genetycznych pozwoliło na sformułowanie praktycznych wskazówek odnośnie lepszego gospodarowania zasobami genetycznymi tego gatunku w obliczy zmian klimatycznych. Wyniki mojej rozprawy doktorskiej poszerzają dotychczasowe rozumienie procesów demograficznych i ewolucyjnych, leżących u podstaw zmienności genetycznej gatunków z rodzaju Pinus.Prace wchodzące w skład niniejszej rozprawy doktorskiej powstały w wyniku realizacji projektu badawczego nr 2015/19/B/NZ9/00024 pt. „Genomika środowiskowa czterech gatunków sosen w Europie”, kierowanego przez prof. Witolda Wachowiaka. Projekt był finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki (OPUS 10). Autor uzyskał środki finansowe na ukończenie rozprawy doktorskiej w ramach projektu „Paszport do przyszłości - Interdyscyplinarne studia doktoranckie Wydziału Biologii UAM” o nr POWER.03.02.00-00-I006/17. Stypendium było finansowane przez Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu i współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego