Abstract The internal transcribed spacers (ITS) exhibit concerted evolution by the fast homogenization of these sequences at the intragenomic level. However, the rate and extension of this process are unclear and might be conditioned by the number and divergence of the different ITS copies. In some cases, such as hybrid species and polyploids, ITS sequence homogenization appears incomplete, resulting in multiple haplotypes within the same organism. Here, we studied the dynamics of concerted evolution in 85 individuals of seven plant species of the genus Erysimum (Brassicaceae) with multiple ploidy levels. We estimated the rate of concerted evolution and the degree of sequence homogenization separately for ITS1 and ITS2 and whether these varied with ploidy. Our results showed incomplete sequence homogenization, especially for polyploid samples, indicating a lack of concerted evolution in these taxa. Homogenization was usually higher in ITS2 than in ITS1, suggesting that concerted evolution operates more efficiently on the former. Furthermore, the hybrid origin of several species appears to contribute to the maintenance of high haplotype diversity, regardless of the level of ploidy. These findings indicate that sequence homogenization of ITS is a dynamic and complex process that might result in varying intra- and inter-genomic diversity levels.

Abstract Widely distributed plants of western North America experience divergent selection across environmental gradients, have complex histories shaped by biogeographic barriers and distributional shifts, and often illustrate continuums of reproductive isolation. Rubber rabbitbrush ( Ericameria nauseosa ) is a foundational shrub species that occurs across diverse environments of western North America. Its remarkable phenotypic diversity is currently ascribed to two subspecies – E. n. nauseosa and E. n. consimilis – and 22 named varieties. We analyzed how genetic variation is partitioned across subspecies, varieties, and environment using high throughput sequencing of reduced representation libraries. We found clear evidence for divergence between the two subspecies, despite largely sympatric distributions. Numerous locations exhibiting admixed ancestry were not geographically localized but were widely distributed across a mosaic hybrid zone. The occurrence of hybrid and subspecific ancestries was strongly predicted by environmental variables as well as the proximity to major ecotones between ecoregions. Although this repeatability illustrates the importance of environmental factors in shaping reproductive isolation, variability in the outcomes of hybridization also indicated these factors likely differ across ecological contexts. There was mixed evidence for the evolutionary cohesiveness of varieties, but several genetically distinct and narrow endemic varieties exhibited admixed subspecific ancestries, hinting at the possibility for transgressive hybridization to contribute to phenotypic novelty and the colonization of new environments in E. nauseosa .

Abstract Analyses of the factors shaping spatial genetic structure in widespread plant species are important for understanding evolutionary history and local adaptation and have applied significance for guiding conservation and restoration decisions. Thurber’s needlegrass ( Achnatherum thurberianum ) is a widespread, locally abundant grass that inhabits heterogeneous arid environments of western North America and is of restoration significance. It is a common component of shrubland steppe communities in the Great Basin Desert, where drought, fire, and invasive grasses have degraded natural communities. Using a reduced representation sequencing approach, we generated SNP data at 5,677 loci across 246 individuals from 17 A. thurberianum populations spanning five previously delineated seed zones from the western Great Basin. Analyses revealed pronounced population genetic structure, with individuals forming consistent geographical clusters across a variety of population genetic analyses and spatial scales. Low levels of genetic diversity within populations, as well as high population estimates of linkage disequilibrium and inbreeding, were consistent with self-fertilization as a contributor to population differentiation. Moreover, variance partitioning and partial RDA indicated local adaptation to the environment as an additional factor influencing the spatial distribution of genetic variation. The environmental variables driving these results were similar to those implicated in recent genecological work which inferred local adaptation in order to delineate seed zones. However, our analyses also reveal a complex evolutionary history of A. thurberanium in the Great Basin, where previously delineated seed zones contain distantly related populations. Overall, our results indicate that numerous factors shape genetic variation in A. thurberianum and that evolutionary history, along with differentiation across distinct geographic and environmental scales, should be considered for conservation and restoration plans.

Abstract Rhinonyssidae (Mesostigmata) is a family of nasal mites only found in birds. All species are hematophagous endoparasites, which may damage the nasal cavities of birds, and also could be potential reservoirs or vectors of other infections. However, the role of members of Rhinonyssidae as disease vectors in wild bird populations remains uninvestigated, with studies of the microbiomes of Rhinonyssidae being almost non-existent. In the nasal mite ( Tinaminyssus melloi ) from rock doves ( Columba livia ), a previous study found evidence of a highly abundant putatively endosymbiotic bacteria from Class Alphaproteobacteria. Here, we expanded the sample size of this species, incorporated contamination controls, and increased sequencing depth in shotgun sequencing and genome-resolved metagenomic analyses. Our goal was to increase the information regarding this mite species with its putative endosymbiont. Our results support the endosymbiotic nature of this bacterial taxon, which is the first described for bird’s nasal mites to date, and improve the overall understanding of the microbiota inhabiting these mites.

ABSTRACT Background and Aims Hybridization is a common and important force in plant evolution. One of its outcomes is introgression - the transfer of small genomic regions from one taxon to another by hybridization and repeated backcrossing. This process is believed to be common in glacial refugia, where range expansions and contractions can lead to cycles of sympatry and isolation, creating conditions for extensive hybridization and introgression. Polyploidization is another genome-wide process with a major influence on plant evolution. Both hybridization and polyploidization can have complex effects on plant evolution. However, these effects are often difficult to understand in recently evolved species complexes. Methods We combined flow cytometry, transcriptomic and genomic analyses, and pollen-tube growth assays to investigate the consequences of polyploidization, hybridization, and introgression on the recent evolution of several Erysimum (Brassicaceae) species from the South of the Iberian Peninsula, a well-known glacial refugium. This species complex differentiated in the last 2Myr, and its evolution has been hypothesized to be determined mainly by polyploidization, interspecific hybridization, and introgression. Key Results Our results support a scenario of widespread hybridization involving both extant and “ghost” taxa. Several taxa studied here, most notably those with purple corollas, are polyploids, likely of allopolyploid origin. Moreover, hybridization in this group might be an ongoing phenomenon, as prezygotic barriers appeared weak in many cases. Conclusions The evolution of Erysimum spp. has been determined by hybridization to a large extent. The adaptive value of such genomic exchanges remains unclear, but our results indicate the importance of hybridization for plant diversification across evolutionary scales.