远距离定殖后蕨类植物交配系统的种间和种内变异:自交的重要性

背景

以往对蕨类植物生殖生物学的研究表明，不同物种之间的交配策略存在差异，多倍体物种往往比二倍体物种具有更高的自受精能力。然而，交配策略和自交能力的种内变异量仅在少数物种中得到评估。然而，这种变异在殖民化过程中可能会产生重要的后果，因为任何自交基因型的建立都可能在长距离传播后受到青睐(这一想法被称为贝克定律)。

结果

我们研究了4种稀有蕨类植物的种内和种间自受精潜能的变异，其中2种是二倍体，2种是四倍体:Asplenium scolopendrium(2 n),Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节(4 n),polystichum setiferum.（2N）和Polystichum aculeatum(4 n)。通过分离培养配子体，以及与遗传上不同的配子体配对培养，测定了不同近交水平的孢子体产生情况。我们对配子体进行了测试，配子体来自不同的孢子体，这些孢子体来自最近种植的森林(Kuinderbos，荷兰)的群体，这些群体是通过长距离扩散而形成的，也来自更古老、更不间断的群体。

对于所有四种物种的KuinderBos基因型，孢子体产生高。单倍体和多倍体之间的自我融为能力没有显着差异，通常是一般物种。相当自拍的能力在物种内基因型之间存在不同。在所有四种物种中发现了交配系统的内部变化。在两个物种中，来自KuinderBos的一种基因型显示成对培养物中的增强孢子体产生。对于其他物种，包括着名的越野，自我的能力始终如一。

结论

我们的四种不同物种的结果表明，交配系统的内部变化可能是常见的，至少在温带钙纤维蕨类植物中，并且具有高自行性能力的基因型可能存在于多倍体以及二倍体蕨类植物之间。从Kuinderbos群中获得的所有基因型的令人惊讶的高自行能力可能是由于这些群体的隔离位置。这些群体可能通过单孢子殖民化建立，这仅适用于能够自施的基因型。我们的结果支持，即使在正常展开的二倍体蕨类植物中，也可能在长途殖民化期间出现自行性基因型的选择。

尽管这种情况发生的频率相对较低，但远距离殖民化对物种范围的扩展具有不成比例的重要性。[1那2]]。长距离殖民化要求植物物种拥有一套独特的能力，不仅与繁殖体的扩散有关，而且与到达时的植物和种群建立有关。这包括一水硬体特征，植物的个体发生和形态特征，以及繁殖策略。具有这些能力的基因型在殖民新的和遥远的栖息地时，将比其他基因型具有选择性优势。在气候变化和自然栖息地破碎的压力下，这种优势变得越来越重要[3.]．

有关动植物的多项研究显示，具有较高散布能力的个体往往更容易接近物种的范围界限[4.那5.而且这些增强的能力往往有遗传基础[6.]．同样，近亲繁殖的速率通常朝着范围边缘增加[7.]．这可能部分是由于基因隔离和种群规模小[8.，但也可以用生育保证来解释[9.]．由于物种范围限制附近的空置贴片的定植通常依赖于通过长距离分散的二孔到来的罕见事件[例如[2，配偶限制可能很高[10.而定殖成功可能在很大程度上取决于自花受精。因此，贝克[11.那12.研究表明，在长距离传播后，自恋个体的建立将受到强烈的支持。贝克定律(13.指出，长距离定殖可能因此导致对具有高自花受精潜力的个体的选择。因此，在接近物种范围极限的年轻种群中，植物有时表现出相对较低的自交不亲和[5.]．然而，这种选择是否会发生，以及这种影响在种群中持续多久，取决于占主导地位的交配策略，以及被调查物种中存在的交配策略的种内差异。[14.]]。在缺乏交配策略中缺乏任何内部内部变化的物种中，不能出现能够自施用的基因型的选择。此外，由于近亲繁殖的抑郁症是由于殖民化的时间，因此可以减少自行性基因型的过度陈述[14.:由于遗传负荷(即隐性有害等位基因)的表达，近交系后代的成功率降低。

在蕨类植物中，有性生殖发生在配子体和孢子体两代之间。当孢子到达适宜的生境斑块并发芽后，需要配子体的受精才能建立孢子体[15.]．在同孢子蕨类植物中，配子体有变为雄性、雌性或两性的潜力。性别状况通常因个体而异，这取决于遗传因素和环境条件[16.]．产生雌激素的可能性允许单个配子体的自施（即intractophytic自行[17.])。这种潜力对蕨类植物的殖民化特别重要，因为非常有限的配子分散距离导致强烈的配偶限制。这可能会强烈地限制异卵受精的选择，只要当地没有孢子源存在[18.那19.]．因此，长距离殖民化可能主要取决于通过单一孢子的繁殖，通过intractophytic自我进行[18.]．这种繁殖方式是近亲繁殖的一种极端情况。蕨类配子体只包含孢子体体细胞染色体组的一半。由于二倍体蕨类植物的配子体每条染色体只有一个拷贝，二倍体蕨类植物的配子体自交产生的孢子体在所有位点上都是纯合的。这导致产生的孢子体中任何隐性有害等位基因的直接表达，可能会严重影响近交孢子体的适应度[20.]．多倍体的配子细胞具有每个基因的多个副本。因此，它们都可以含有每位基因座的多个等位基因。即使在胆囊炎的自我中，也可以通过孢子体中的其他等位基因掩盖隐性有害等位基因，使得近亲繁殖的抑郁症的效果不太明显。因此，通常假设多倍体蕨类植物显示出增强的近交年代的存活率，较高的人口近亲繁殖率[21.]．

可以通过育种实验进行实验研究蕨类交配系统[17.]．这样的实验用专性的方法比较产生孢子体的情况内部配子体自交的分离配子体与孢子体的产生在配对培养，在这种情况下米如果第二种配子体来自同一母体孢子体源自同一母体孢子囊，则可以（或间歇性自行）可以（或间歇性自行）。20.])。蕨类植物似乎普遍缺乏自交不亲和的遗传机制[22.，但不成功的自受精可能是由于配子体变成两性体失败，精子运输到女性生殖器官失败，或存在遗传负荷。因此，物种在性别比例、配子体形态和遗传负荷上的差异可能导致不同类型的交配策略。结合已观察到的蕨类种群遗传变异的研究，以往的育种实验表明，蕨类物种采用的交配策略具有双峰模式:一些物种主要通过自受精繁殖，另一些物种依靠专性配子体间杂交[17.那23.-26.]．然而，有些物种确实表现出混合交配制度[27.那28.[现在，几次研究表明，交配系统甚至在物种内的不同基因型之间也可能变化[18.那29.那30.]．这种种内变异与群体遗传学研究中观察到的各位点间近亲繁殖率的巨大变异是一致的。[31.那32.]]。然而，由于具有多种基因型的育种实验是非常费力的，因此只评估了交配策略的内部变化仅用于几种物种。由于这种数据缺乏，它仍然很大程度上是未知的，在先前被描述为典型的outcrossers的物种中也存在于多种程度上，以及交配策略的含有含有多倍体和多倍体物种之间的内部变化。因此，还不清楚自行基因型的选择程度，Sensu Baker [11.那12.]，是蕨类植物中的广泛现象。

在本研究中，我们同时调查了4种温带蕨类植物(包括2种二倍体和2种异源四倍体)在交配策略上的种间和种内差异。我们对每个物种进行了多个基因型的育种试验，以确定不同近交水平的孢子体生产的成功程度。通过这种方法，我们检验了不同物种之间的交配系统是否存在种内变异，是否存在高自交能力的基因型，以及二倍体和多倍体物种之间的自交能力和总体交配策略是否存在差异。

使用的大多数基因型源自Kuinderbos的幼苗，荷兰圩区的种植森林最近从海中接收。由于四种调查的物种都是荷兰稀有稀有的，距离最近的源人群距离酒店有30-350千米，KuinderBOS中的人口必须在长途分散后建立[33.那34.]．人口遗传学研究（G.A. de Groot，未发表的结果）建议大多数人群是独立定植事件的结果。因为这种种群可能从单孢子建立[18.[我们预测采样的基因型可能具有相对高的自我施肥能力。然而，该容量预计二倍体对多倍体物种的降低。我们发现所有四种物种的所有Kuinderbos基因型都发现了令人惊讶的高自行性能力，而这些物种的所有额外基因型的结果与来自较少分离的群体的结果相比，并与同一物种的先前研究的结果相比。在这里，我们根据面包师的法律解释我们的结果，并建议在具有不同倍性水平的蕨类植物物种中发生自行性基因型的选择。

研究品种和抽样策略

选择四种偶然型蕨类型物种，其在KuinderBOS中殖民化各种位点，但在殖民化之前的群体大小和最小所需的分散距离中变化很大。polystichum setiferum.(Forssk)。摩尔ex Woynar是一种二倍体物种，在昆德博斯只有少数殖民点。这片森林位于其分布范围的北部边缘，最近的种群来源在殖民时期位于250公里之外[34.]．的异源四倍体Polystichum aculeatum（L.）罗斯在森林里有更多的殖民化地点，但在当地到达前至少散发了至少100公里（Bremer，2007）。另外两个物种，Asplenium scolopendriuml .(二倍体)和Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节D.E.Meyer（Allotetraploid），将源人群更接近Kuinderbos。尽管如此，他们的孢子必须覆盖> 30公里以达到它[34.]．在本地，A. Scolopendrium.到目前为止是森林中众多殖民地遗址的最丰富的罕见蕨类植物。Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节仅存在于三个网站上，每个孢子体都有约10个孢子囊。

2008年7月，孢子在Kuinderbos中的三个位点从植物中收集，这可能代表不同的殖民化事件，作为群体遗传研究（G.A. de Goot，未发表的结果）显示这些群体代表不同的基因库。整个肥沃的叶片是每位网站收获一株植物。另外，孢子从距Kuinderbos的一个或多个群体中从一个或多个群体收集。对于聚苯体，从商业种植者获得的植物中收集额外的孢子。由于一些收集的叶子没有足够的孢子进行实验，一些采样的孢子体最终不能用于实验。表中介绍了所有二手植物的概述，以及它们的起源和应用代码名称1．

基因分析

通过使用先前发表的标记，评估每个物种的四个(物种特定的)微卫星位点的等位基因变异，对收集到的每个物种的孢子体进行了基因型变异分析[35.]．使用Genelute TM植物基因组DNA Miniprep套件（Sigma-Aldrich，St.Louis，USA）从新鲜叶片碎片中提取DNA。使用De Groot等人描述的引物组和协议进行PCR扩增。[35.[碎片尺寸是通过使用ABI 3730毛细血管测序器（Life Technologies，Carlsbad，USA）的自动检测确定的，并且使用ABI PeakScanner V.1.0软件进行最终等位基因评分。

得到的基因型数据主要用于检查使用的植物是否具有不同的基因型。另外，数据表明孢子体的纯合子。这对解释结果具有重要影响，因为源自纯合父母的SIB配子体将是遗传相同的。然而，在推断纯合子对于二倍体物种的纯合子，而且对同种异体进行更难。源自腺瘤自行的同种异体四倍体孢子体将是纯合的同源染色体（源自同一祖细胞），但仍然可以含有变化同种型染色体（来自不同祖细胞的染色体）。在蕨类植物中，最常常展示遗产的二倍体模式[36.，这样的个体每个位点会显示两个等位基因，但他们的配子体后代的基因都是相同的。然而，如果亲本在每个位点上显示两个以上的等位基因，则同胞配子体之间的遗传变异必然存在。

在本文的其余部分中，术语“基因型”用于指代父母（孢子体）基因型和创始个体的基因型。当讨论复制配子体之间的比较时，我们明确使用术语“杂草基因型”。

实验设计

叶龙在风干中，为了获得有植物的股票培养物，每个父母孢子体的孢子播种到含有帕克的Macronuriver和Thompson的微量营养素组成的高压灭菌培养基的分开的培养皿中[37.， 5.0 g L固化^-1凝胶^®．盘子是用塑料薄膜密封的^®置于20℃，光周期16:8 h(光:暗)，134.8(±8.3)μmol m的生长箱中^-2年代^-1光合有效辐射(PAR)。6周后，配子体已达到足够大小，可以移植到实验环境中。

对于每个物种，来自Kuinderbos位点和(当可用时)一个遥远居群的亲本孢子体被指示为焦点植物。从较远的位置选择一个孢子体作为非聚焦植物。在含有上述相同培养基的培养皿(Ø 6cm)上选择重点植物的配子体进行试验杂交。为了比较不同近交水平的繁殖成功，使用了两种不同的处理方法:配子体要么单独生长(处理I)，要么与不同基因型的配子体(来自非聚焦植株的孢子)配对，并将配子体放置在培养皿上1厘米的距离(处理II)。对于每个聚焦孢子体，每个处理重复30次。将所有培养皿随机分成18个组，置于20 × 30 cm的透明塑料盒底部，用塑料薄膜密封^®．这些盒子被放置在生长箱中，在与砧木培养相同的条件下。在30周内，每隔2周对所有重点植物配子体进行孢子体产生的检测。同时，用无菌吸管和无菌水浇灌所有配子体，以促进雄配子在配子体上和配子体之间的运动。为p . setiferum在处理II中，Kuinderbos基因型与林外基因型杂交。然而，在配对环境和附加的分离配子体中，也记录了该非聚焦植株的孢子体产生，因此可以解释为附加的聚焦基因型。

随着我们对单个基因型的整体能力感兴趣以分离产生孢子体，并且在第二种基因型存在下，我们没有选择双性恋的配子体，但在他们开始生产性器官之前将配子化物移植到实验环境中。所有移植的配子体达到性成熟，因为在物种，基因型和治疗的所有个体上观察到群组。然而，无论这些人是否是女性的，无论是女性还是双性恋都没有评估，因为在不扰乱配子体的情况下，在不扰乱配子体的情况下被证明非常困难。然而，在涉及基因型的股票培养中产生了氮素。

数据分析

使用二元逻辑回归分析（SPSS，版本16.0，SPSS Inc.，SPSS Inc.，USA），我们评估了物种，父母基因型和近亲繁殖水平以及它们的相互作用对孢子体生产的影响。首先，对来自三个时间点（第16,22和30周）的数据进行总体分析，包括物种，家长基因型（嵌套在物种）和治疗中作为因素。基于来自第30周的数据，然后使用父母基因型和治疗作为因素单独进行类似的分析。

根据Peck等人的定义[18.在蕨类植物育种研究中，我们将“配子体分离潜力”定义为产生孢子体的分离配子体(即处理I中复制的配子体)的百分比。因此，在第二种分析中，我们通过排除处理II的数据，使用倍性水平进行二元logistic回归分析(同样是第16、22和30周)，检验不同倍性水平物种间配子体分离潜力的变异。以种(嵌套的倍性)和亲本基因型(嵌套的种和倍性)为因子。此外，我们还对每个物种配子体分离潜力的基因型差异进行了单独测试。

由于对自交基因型的选择可能会改变孤立群体的倍性水平和种内变异量的影响，所有分析都重复进行，同时排除了库因德博斯群体以外的基因型。在整个试验过程中监测配子体死亡率。利用这一信息计算配子体移植后存活的周数。这个“已实现的受精时间”[30.]在所有试验中作为协变量，以纠正配子体因死亡率而导致的受精机会差异。

基因分析

在实验中用作局灶性或非局灶性植物的每个孢子体具有独特的基因型（参见附加文件1）.在每个物种中，亲本孢子体在四个位点中至少有一个(植物AS1和AS2)存在差异A. Scolopendrium.;ps1和ps2的p . setiferum)，在所有四个位点(植物AT2和Eck，以及植物的Eck和B答:trichomanes无性系种群。四轮节）.除了植物AS3外，两个二倍体物种的KuinderBOS基因型在所有测试的基因座上均匀。对于Kuinderbos基因型A. Scolopendrium.这与基于同义一体的先前结果一致[30.]．来自Kuinderbos外部的基因型对于二倍体物种杂合。每个四倍体孢子体是单数氏蛋白，其至少有一半的基因座，并且它们均未显示出超过两种轨迹的等位基因。这些结果支持四倍体植物的纯合状态，尽管不能排除杂合子。

育种实验

所有物种配子体死亡率都很低。22周后死亡率开始上升。实验结束时(第30周)死亡率最高Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节(20%;见附加文件2）.

虽然在播种后六周内移植所有配子细胞，但是aslenium.种比种小polystichum.并稍后熟练效果。结果，在移植到聚苯砜后四周观察第一个孢子体，而孢子体答:trichomanes无性系种群。四轮节和A. Scolopendrium.未观察到移植后六和八周（图1）.

在所有物种中，局灶性聚合物的总孢子体生产通常很高。从16周开始，整体生产中的物种在大幅不同（表格）2)， 30周后平均产量最高A. Scolopendrium.和p . aculeatum（78％）和最低的p . setiferum（59％）。父母基因型在所有物种中出现孢子体产生的强烈和显着差异（图1， 桌子3.）.在第30周，所有物种的基因型差异显著。两种基因型间变异特别大p . setiferum，植物PS1的配子体产生超过2.5倍的孢子体比植物PS2（图1;沃尔德χ²= 41.043，P.<0.001）。

4个物种的配子体分离潜力(处理I的受精成功率百分比)在Kuinderbos基因型中都很高(图)2）.在每种物种中，我们观察到一种或多种父母基因型，其中大多数孤立的配子体（80-90％）产生的孢子体。在实验中很少观察到中止的Zygotes（每个人的单一观察polystichum.物种，没有aslenium.）.单独的回归分析显示，配子体分离潜能的倍性水平在第16周有显著差异，而在第22周和30周没有显著差异(表1)2）.物种和父母基因型之间的配子体分离潜力显着差异。当每种物种单独进行测试时，父母基因型之间的配子体分离潜力的差异并不重要p . aculeatum（P.= 0.071)，但对其他物种的影响非常显著(表3.）.当从Kuinderbos之外的亲本基因型被排除在分析之外时，配子体分离潜力在倍性水平之间没有显著差异(Waldχ²= 0.182,P.= 0.670)，物种之间也一样(Waldχ²= 3.283，P.= 0.194）。但是，基因型差异仍然很大（沃尔德χ²= 71.487，P.<0.001）。

对于某些基因型来说，配子体与另一种基因型配对时(处理II)比单独培养配子体时(处理I)聚焦配子体的受精成功率更高。这种增强的受精成功配对培养在所有亲本的基因型测试中一直被观察到。为答:trichomanes无性系种群。四轮节在所有基因型中的治疗中30周后的孢子素产生约为相等（图2）.对于另外三种物种，通过透明基因型差异在治疗效果中模糊的整体模式（来自所有位置的基因型）。同时在A. Scolopendrium.和p . aculeatum，一个Kuinderbos基因型在治疗II中具有更高的产量，而在其他基因型中，在分离的prothalli的治疗中或甚至更高的过程中产生相等。基因型和治疗之间的相互作用是显着的A. Scolopendrium.（桌子3.）.数字2表明这种互动也可能存在p . aculeatum，但这种关系在第30周不显著(但在第16周显著;沃尔德χ²= 0.990,P.= 0.019）。为p . setiferum基因型和治疗之间的相互作用是显着的（表3.），但不再排除在Kuinderbos外部的基因型（Waldχ²= 0.114，P.= 0.735），这是唯一一个在治疗中增加产量的基因型（图2）.

各种蕨类型物种的育种和群体遗传研究表明，与其二倍体父母相比，近溴抑郁症通常在异聚倍数中减少，因为在基因组重复后，可隐性有害或致命的等位基因不太可能表达[19.那21.那38.]．我们的研究种类可以预期相同的模式，其中包括两个四倍体（p . aculeatum和答:trichomanes无性系种群。四轮节)及两个二倍体(A. Scolopendrium.和p . setiferum）.事实上，之前对它们交配系统的研究与预期一致[29.那39.]．然而，我们的实验结果显示了一个非常不同的模式。

可以从我们的数据中提取两个关键结果。首先，在所有物种中存在自行率的内部内部变化，两种物种似乎显示了从KuinderBos采样的基因型中的交配策略的变化。其次，所有物种的Kuinderbos基因型显示出令人惊讶的是，通过腺体瘤自行性产生孢子体产生的高能力。结果，未观察到二倍体和四倍体物种之间的交配策略的预测差异。在长途分散后的自行性基因型的强烈选择，先前被描述为面包师的机制[13.]可以解释这些观察。下面，我们讨论为什么我们的结果可能表明面包师的法律也适用于蕨类植物。

配子体隔离潜在和交配策略的内部内化变异

在育种研究与我们非常相似，Klekowski [17.那20.各种其他方案解释了性双性化的配子体的百分比，其未能产生孢子体作为父母孢子体中的遗传载荷的衡量标准，从中衍生出该研究的孢子。基于该原理，产生孢子体产生孢子体的分离的配录百分比的内部变化可以在父母基因型之间的遗传负荷的差异方面解释[例如，[40]]。然而，这一原则对完全纯合的父母孢子体不太适用，因为在这种情况下，所有的杂草基因型都是相同的并且致命的隐性等位基因应该导致任何SIB配方化合物产生的所有Zygotes（尽管应该指出那部分遗传载荷可以由有害但不致死的等位基因组成，并且这种等位基因的表达可能仍可降低孢子体形成的成功[41.])。随着遗传分析表明，大多数父母孢子体是纯合的，孢子体含有含量百分比的差异可能主要是由于其他因素而不是遗传载荷。随着我们对某种父母基因型的总体潜力感兴趣，而不是仅在遗传载荷的效果中，我们在前期性阶段移植配子体。因此，不能在分离中产生孢子体的未能达到功能性双性恋状态或通过限制配子上的传输的杂种形态来引起的[16.]．考虑到这一点，我们一直应用Peck等人的术语。[18.]，将处理I产生孢子体的成功称为“配子体分离潜能”而不是“自交潜能”(后者被定义为两性配子体产生孢子体的成功[18.])。配子体的形态和性状态受环境因素的影响，但也受遗传因素的影响[16.那42.]．

由于配子体是在控制条件下的随机环境下培养的，由于环境差异，不同处理之间的受精成功不太可能存在物种和基因型差异。然而，第二个配子体在处理II中的存在可能导致了轻微的条件改变[26.]．最重要的是，成对的配子体可能通过分泌花药原体来影响彼此的性地位，而花药原体抑制附近配子体的进一步生长，并刺激其变为雄性，例如[43.]．然而，我们观察到几乎所有的配子体具有正常的心脏状形状并产生的雌性生殖器官表明痰的有限效果。所有培养皿中的湿度近100％，并将营养素过剩加入到培养基中。因此，我们假设孢子体产生的成功在分离和与遗传不同的配方（即治疗效果）配对的差异之间的差异具有遗传基础。治疗中增强的生产II可以是由于遗传负荷或配子体形态或抑制自施肥的GAMETAGIAL Ontogeny。因此，在这种交配策略的遗传差异方面，父母基因型之间的差异（基因型治疗相互作用）被解释。

我们的结果表明，所有四种物种的配子体隔离潜力都明确含有含有含有的含量。此外，所有物种，除了答:trichomanes无性系种群。四轮节结果表明，不同亲本基因型在孢子体产生的相对成功程度上存在差异:一个基因型在第二个基因型存在时孢子体产生明显增强(提示优先异交交配系统)，而其他基因型没有表现出这种效应。

由于遗传差异可能以许多不同的方式影响受精成功，自交率中存在基因型差异并非不可能。然而，以前只有非常有限的数量的研究在单一实验中测试了同一蕨类物种的多种基因型的交配系统[但是参见[18.那29.那30.]]。我们的结果再次证实了在交配系统中的种内变异A. Scolopendrium.由WUBS等人。[30.]并显示三种额外物种的类似变异。由于所有以前使用每种物种的多种基因型的繁殖研究确实发现了交配系统的基因型变异，我们强调在借鉴蕨类植物的主要交配系统之前测试一系列不同基因型的重要性。在以前的一些研究中，例如[19.汇集了来自多个群体的孢子，以推断每种物种的一般交配策略。然而，这可能对实际交配系统的实际交配系统不太富有信息，而物种可以在自然界中展示。We note that even if a certain mating strategy is most abundant among the genotypes of a species, a particular mating strategy may be overrepresented in habitats which impose a selective pressure on capacities for a certain type of mating (e.g., disjunct habitats; see below).

自交基因型的选择是否掩盖了倍性水平中自交能力的变异?

研究表明，4个物种的所有基因型均具有通过配子体内自交产生受精和孢子体的潜力。各基因型配子体分离潜力均较高。这种在单个配子体上产生可行孢子体的高潜力意味着大多数配子体确实是两性的，自受精在有水的情况下是成功的，并且早期的近交衰退(即由于遗传负荷的表达而导致近交孢子体胚胎的死亡[44.]）在这些基因型中非常有限。此外，通过提供遗传学不同的伴侣（治疗II）很少增加孢子体产生与KuinderBos基因型的综合培养物相比，允许期间的孢子体产生。由于Intractiophytic Selfing最有可能在治疗II中常见II，因此没有治疗效果表明Kuinderbos基因型不仅具有高能力来自我施肥，而且还具有整体自我策略。然而，通过交叉施肥可以替代自施，不排除在没有成对培养物中产生的±250孢子体的遗传分析。不幸的是，我们无法在这项研究中进行这样的分析。apomixis在蕨类植物中很常见[45.，但不太可能解释我们的研究物种显示出的高配子体分离潜力。所有配子体都发育颈卵器，孢子体总是附着在颈卵器位置附近的配子体上。在大多数无融合生殖蕨类植物中，孢子体在原叶状体的其他地方形成[45.]．

两种材料均有较高的自吸能力Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节和p . aculeatum符合以前研究的结果[29.那39.]．但是，对于Aslenium Trichomans无性系种群。四轮节Kuinderbos基因型的自我浮动能力远高于Suter等人测试的瑞士基因型的能力。[29.]．我们的研究中使用的内地基因型“ECK”显示出与瑞士基因型（<50％）类似的配子体隔离潜力。Suter等人采样的瑞士人群。[29.]都位于山区，那里有大量的这一亚种的种群，因此那里的基因流动可能相对较高。我们的“Eck”基因型是在马斯特里赫特(荷兰)附近取样的，这里也是这个亚种相对普遍的地区。因此，自交能力的基因型变异似乎存在于物种的欧洲分布中，但自交率始终较高的基因型来自最孤立的种群。这与长距离传播后自交基因型选择假说所预测的模式是一致的。

类似的，但更令人惊讶的结果被发现p . setiferum．Pangua等人[39.]报道源自西班牙语群体的孤立的配子体，以完全不能易于弥合自我，因此描述了二倍体物种p . setiferum作为一个强制性的交叉。然而，我们的研究结果表明，来自外部的基因型具有子代内自交的能力，而来自通过远距离传播建立的种群的基因型具有更高的自交能力，并且在配对和分离培养之间的孢子体产量没有差异。首先，这表明自交策略甚至存在于二倍体中p . setiferum．其次，伊比利亚基因型之间交配策略的差异，位于物种地理分布中心的靠近的地理分布[39.[以及从分离的群体中获得的KuinderBos基因型再次与基于在长距离分散之后自行的选择的预测。

在其他二倍体物种中也观察到清晰的自我施肥能力，Asplenium scolopendrium．所有三种Kuinderbos基因型都显示出极高的孢子体产生的分离。WUBS等人的先前研究。[30.[测试了9个父母基因型中的8个中还显示出自行能力。两倍物种的KuinderBos基因型显然能够自施用，并且至少对于Kuinderbos来说，在二倍体和多倍体物种之间没有发现配子体分离潜力的显着差异是与先前的研究表现出增加的自行性的合同in polyploid ferns e.g. [21.]．这可能意味着多倍化对蕨类植物的自行式容量的影响比有时被假设的效果不太直接[例如[40]]。然而，它也可能是Kuinderbos群体的具体特征的结果：分离的群体，这可能通过在长距离分散之后通过单孢子殖民化建立。选择自我自行性基因型（即Baker的法律[13.)可能掩盖了被研究物种的主要交配系统的任何差异。我们预测，在欧洲范围内，这两个二倍体物种可能表现出更大比例的强制性异交基因型，但在孤立的库因德博斯物种到达时存在强烈的交配限制，这在很大程度上阻碍了无法实现配子体内自交的基因型的建立。

由于我们只研究了每个物种数量有限的库因德博斯基因型，我们不能排除这片森林中一些成功的殖民者是专性异交者，他们确实在附近找到了配偶。对同一4个物种的群体遗传研究(G.A. de Groot，未发表的数据)表明，通过配子体间杂交建立群体至少发生过一次p . setiferum．Wubs等人之前的研究结果[30.也表明一些库因德波斯基因型缺乏自交能力A. Scolopendrium.．有趣的是，唯一的kuinderbos基因型A. Scolopendrium.这表明，在本研究的处理II (AS3植物)中，孢子体产量的增加也是唯一的杂合子(因此肯定是异受精的结果)。

可以从我们的数据中汲取两个重要的结论。首先，我们展示即使在先前报告的二倍体蕨类植物中，也据报道是明确的outcrossers，一些基因型可能非常能够自我施肥。我们展示了四种不同物种的交配系统的内部变化，并预测这种变化的存在可能是常见的，至少在温带偶体蕨类植物中。

其次，配子体分离潜力[18.尽管倍率水平差异，但在所有四种物种中，从Kuinderbos获得的所有基因型始终高。对孢子抵达时强大的交配限制所施加的自我自行能力的选择性压力（即面包师的法律[13.]）可能模糊了在研究的二倍体和多倍体物种之间以较大规模存在的主要配合系统的任何差异。在群体中的交配系统变化的观察之前，已经提出了蕨类植物之间这种选择效果的发生。[22.那46.那47.]．

虽然调查的基因型数量有限，但我们的结果支持这样一种观点，即自交能力对蕨类植物在远距离传播后的种群建立是非常重要的[30.那48.[蕨类植物中长距离殖民化期间，单孢子建立的优势偏强自行性基因型。这与其他植物群的结果一致，并有助于解释蕨类植物中近亲繁殖的演变[24.那41.]．

我们感谢荷兰森林机构Staatsbosbeheer.允许我们在其财产上呈现孢子体叶子。在许可证号FF / 75A / 2009/066A（荷兰经济部，农业和创新部）下，采样由GAG进行。GAG由Schure-Beijerinck-Powping Fund（荷兰克劳）的财务支持。rhje是通过荷兰科学研究（NWO）的创新研究激励计划（veni）的支持，项目编号863.09.017。

隶属关系

1. 乌得勒支大学环境生物研究所生态学和生物多样性小组，帕多瓦兰8，乌得勒支CH, 3584，荷兰

   G Arjen de Groot，Betty Verduyn，ER Jasper Wub，Roy HJ Erkens＆Heinjo J期间

通讯作者

对应到G Arjen de Groot．

利益争夺

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

作者的贡献

Gag，Erjw和HJD构思和设计了该研究，BV和Gag进行了实验并收集了数据，Gag和Erjw进行了数据分析。Gag，HJD，Erjw和Rhje起草了手稿。所有作者阅读并认可的终稿。

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