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Population structure and speciation history of two closely related wild tomato species [Elektronische Ressource] / Uraiwan Arunyawat

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Population structure and speciation historyof two closely related wild tomato speciesUraiwan ArunyawatMun¨ chen 2007Dissertation zur Erlangung des Doktorgradesder Naturwissenschaften an der Fakult¨at fur¨ Biologie derLudwig–Maximilians–Universit¨at Munc¨ henPopulation structure and speciation historyof two closely related wild tomato speciesUraiwan ArunyawatausRoi-et, Thailand2007Erkl¨arungDiese Dissertation wurde im Sinne von§ 12 der Promotionsordnung von Prof. Dr.Wolfgang Stephan betreut. Ich erkl¨are hiermit, dass die Dissertation nicht eineranderen Prufungsk¨ ommission vorgelegt worden ist und dass ich mich nichtanderweitig einer Doktorprufung¨ ohne Erfolg unterzogen habe.Ehrenw¨ortliche VersicherungIch versichere hiermit ehrenw¨ortlich, dass die vorgelegte Dissertation von mirselbstandig,¨ ohne unerlaubte Hilfe angefertigt wurde.Uraiwan Arunyawat1. Gutachter: Prof. Dr. Wolfgang Stephan2. Gutachter: Prof. Dr. John ParschDissertation eingereicht am: 04.04.2007Mundlic¨ he Prufung¨ am: 01.06.2007To my parents,with so much loveContentsNote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3General Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Published 01 January 2007
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Language English
Document size 4 MB

Population structure and speciation history
of two closely related wild tomato species
Uraiwan Arunyawat
Mun¨ chen 2007Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades
der Naturwissenschaften an der Fakult¨at fur¨ Biologie der
Ludwig–Maximilians–Universit¨at Munc¨ hen
Population structure and speciation history
of two closely related wild tomato species
Uraiwan Arunyawat
aus
Roi-et, Thailand
2007Erkl¨arung
Diese Dissertation wurde im Sinne von§ 12 der Promotionsordnung von Prof. Dr.
Wolfgang Stephan betreut. Ich erkl¨are hiermit, dass die Dissertation nicht einer
anderen Prufungsk¨ ommission vorgelegt worden ist und dass ich mich nicht
anderweitig einer Doktorprufung¨ ohne Erfolg unterzogen habe.
Ehrenw¨ortliche Versicherung
Ich versichere hiermit ehrenw¨ortlich, dass die vorgelegte Dissertation von mir
selbstandig,¨ ohne unerlaubte Hilfe angefertigt wurde.
Uraiwan Arunyawat
1. Gutachter: Prof. Dr. Wolfgang Stephan
2. Gutachter: Prof. Dr. John Parsch
Dissertation eingereicht am: 04.04.2007
Mundlic¨ he Prufung¨ am: 01.06.2007To my parents,
with so much loveContents
Note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
General Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1 Using multilocus data to assess population structure, natural selec-
tion and linkage disequilibrium in wild tomatoes 19
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2 Materials and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1 Population sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2 Loci studied . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3 DNA amplification and sequencing . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 Estimation of nucleotide diversity and neutrality tests . . . . . 24
2.5 Tests of population differentiation . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.6 Analyses of recombination and intragenic LD . . . . . . . . . 25
3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1 Patterns of nucleotide diversity and tests of neutrality . . . . . 27
3.2 Levels of population differentiation . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.3 Recombination and intragenic LD . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1 Levels and patterns of nucleotide diversity . . . . . . . . . . . 41
4.2 Evidence of an ongoing selective sweep in S. chilense . . . . . 42
4.3 Population structure and its consequences . . . . . . . . . . . 43
4.4 Recombination and the decay of linkage disequilibrium . . . . 45
5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
iCONTENTS ii
2 Population genomics of speciation in two closely related wild toma-
toes (Solanum section Lycopersicon) 49
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2 Materials and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.1 Study system and sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.2 Choice of marker loci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.3 Estimation of polymorphism, frequency spectrum and haplo-
type structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.4 Testing the isolation speciation model . . . . . . . . . . . . . . 55
2.5 Linkage disequilibrium test of gene flow . . . . . . . . . . . . . 56
3 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.1 Single nucleotide polymorphism and tests of neutrality . . . . 58
3.2 Polymorphic site categories in interspecific population contrasts 59
3.3 Parameter estimates and model fitting . . . . . . . . . . . . . 61
3.4 Linkage disequilibrium test of historical gene flow . . . . . . . 62
4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.1 Consequences of population subdivision and sampling scheme 67
4.2 Fit of the isolation model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3 Sources of shared polymorphisms and signatures of historical
gene flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.4 Implications of patterns of postzygotic reproductive isolation . 72
5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Bibliography 75
A Primers 91
B Protocols 93
Curriculum Vitae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Publications and Presentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101