The Arctic is an excellent model system for the study of polyploidy. It is one the Earth's most polyploid-rich areas, in particular of high-level and recently evolved polyploids. Here we re-address previous hypotheses on arctic polyploidy based on a new analysis of the circumarctic flora, and review recent molecular, cytological and reproductive studies. The frequency and level of polyploidy strongly increase northwards within the Arctic. We found no clear-cut association between polyploidy and the degree of glaciation for the arctic flora as a whole, which contains many widespread species. However, for ‘arctic specialist’ taxa with restricted distributions, the frequency of diploids is much higher in the Beringian area, which remained largely unglaciated during the last ice age, than in the heavily glaciated Atlantic area. This result supports the hypothesis that polyploids are more successful than diploids in colonizing after deglaciation. There is abundant molecular evidence for recurrent formation of arctic polyploids at different scales in time and space. Examples are given of low-level polyploids formed after the last glaciation and of repeated and successively more high-level polyploidizations throughout the Quaternary. Recurrent polyploid origins, followed by interbreeding within and across ploidal levels, provide a major explanation for the taxonomic complexity of the arctic flora. In the well-studied, recently deglaciated archipelago of Svalbard, most species are mainly self-fertilizing or clonal. All Svalbard polyploids examined so far are genetic allopolyploids with fixed heterozygosity at isozyme loci. The level of heterozygosity in 65 taxa increases dramatically from diploids to high-level polyploids. In the circumarctic area, there is evidence for numerous recently evolved sibling species within diploid taxonomic species. Rapid evolution of crossing barriers at the diploid level promotes further diversification after expansion from different refugia, and may provide new raw materials for allopolyploid formation. We conclude that the evolutionary success of polyploids in the Arctic may be based on their fixed-heterozygous genomes, which buffer against inbreeding and genetic drift through periods of dramatic climate change.

Phylogenetic methods that rely on information from multiple, unlinked genes have recently been developed for resolving complex situations where evolutionary relationships do not conform to bifurcated trees and are more adequately depicted by networks. Such situations arise when successive interspecific hybridizations in combination with genome duplications have shaped species phylogenies. Several processes such as homoeolog loss and deep coalescence can potentially hamper our ability to recover the historical signal correctly. Consequently the prospect of reconstructing accurate phylogenies lies in the combination of several low-copy nuclear markers that when used in concert can provide homoeologs for all the ancestral genomes and help to disentangle gene tree incongruence due to deep coalescence events. The genus Silene L. is a prime example of a plant group whose evolutionary history involves numerous events of hybridization and polyploidization. As for many groups there is currently a shortage of low-copy nuclear markers, for which phylogenetic usefulness has been demonstrated. Here, we present two Expressed Sequence Tag (EST) libraries for two species of Silene that belong to large phylogenetic groups not previously investigated with next generation technologies. The assembled and annotated transcriptomes are used for identifying low copy number nuclear regions, suitable for sequencing.

Phylogenetic methods that rely on information from multiple, unlinked genes have recently been developed for resolving complex situations where evolutionary relationships do not conform to bifurcated trees and are more adequately depicted by networks. Such situations arise when successive interspecific hybridizations in combination with genome duplications have shaped species phylogenies. Several processes such as homoeolog loss and deep coalescence can potentially hamper our ability to recover the historical signal correctly. Consequently the prospect of reconstructing accurate phylogenies lies in the combination of several low-copy nuclear markers that when used in concert can provide homoeologs for all the ancestral genomes and help to disentangle gene tree incongruence due to deep coalescence events. The genus Silene L. is a prime example of a plant group whose evolutionary history involves numerous events of hybridization and polyploidization. As for many groups there is currently a shortage of low-copy nuclear markers, for which phylogenetic usefulness has been demonstrated. Here, we present two Expressed Sequence Tag (EST) libraries for two species of Silene that belong to large phylogenetic groups not previously investigated with next generation technologies. The assembled and annotated transcriptomes are used for identifying low copy number nuclear regions, suitable for sequencing.