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Scrophularia neesii und umbrosa in Deutschland – ähnliche Ökologie, aber unterschiedliche Verbreitung zweier Sippen eines Autopolyploidie-Komplexes

Thomas Gregor, Markus S. Dillenberger, Marco Schmidt, Ralf Hand, Anja Abdank, Reinhard Böcker, Peter Ciongwa, Wolfgang Diewald, Franz G. Dunkel, Wolfgang Ehmke, Paul Finus, Dieter Frank, Steffen Hammel, Alexander Hofstetter, Michael Hohla, Eggert Horst, Heino John, Jürgen Klotz, Marion Korsch, René Mause, Lenz Meierott, Frank Müller, Friederike Möbius, Markus Peintinger, Hans Reichert, Heike Ringel, Rudi Schneider, Christof Nikolaus Schröder, Irene Timmermann-Trosiener & Sabine Mutz Zusammenfassung: Scrophularia neesii und could be reliably differentiated by relative mea- S. umbrosa ließen sich durch relative Messung surement of DNA weight using flow cytometry. des DNA-Gewichtes mit Durchflusszytometrie No hybrids were found. S. neesii is more fre- sicher unterscheiden. Hybriden wurden nicht quent with a distribution focus in southern Ger- gefunden. S. neesii ist die weiter verbreitete Sip- many and parts of western Germany, whereas pe mit einem Vorkommensschwerpunkt in Süd- S. umbrosa is more frequent in northern Ger- deutschland sowie in Teilen Westdeutschlands, many. According to our results, there is a slight S. umbrosa ist dagegen in Norddeutschland die ecological differentiation between the two taxa: häufigere Sippe. Nach unseren Daten ergibt S. neesii is more likely to colonize areas with sich eine leichte ökologische Differenzierung lower temperatures and higher precipitation. zwischen beiden Sippen: S. neesii besiedelt S. umbrosa occurs more frequently along riv- eher Gebiete mit niedrigeren Temperaturen und ers, whereas S. neesii is more likely to settle höheren Niederschlägen. S. umbrosa kommt ditches and streams. Both species preferentially signifikant häufiger an Flüssen vor, wogegen colonize the banks of running waters, records S. neesii deutlich häufiger Gräben und Bäche on lakes or ponds are rare. The phylogenetic besiedelt. Beide Arten wachsen bevorzugt an relationship of S. neesii and S. umbrosa as well Ufern von Fließgewässern, Funde an Still- as the origin of S. neesii was investigated using gewässern sind selten. Die phylogenetische two DNA markers (nuclear genome: ITS – gen- Verwandtschaft von S. neesii und S. umbro- otype; plastic genome: trnQ-rps16 – haplotype) sa sowie der Ursprung von S. neesii wurden on 6 of S. neesii, 5 plants of S. umbrosa mit Hilfe von zwei DNA-Markern (Kerngenom: and 2 plants of S. auriculata. Although the ques- ITS – Genotyp; Plastidengenom: trnQ-rps16 – tion of whether S. neesii is an autopolyploid of Haplotyp) an sechs Pflanzen vonS. neesii, fünf S. umbrosa or of hybrid origin from S. umbro- Pflanzen vonS. umbrosa und zwei Pflanzen von sa and S. auriculata cannot be answered with S. auriculata untersucht. Die Frage, ob S. neesii absolute certainty, both markers show a close autopolyploid aus S. umbrosa hervorgegangen relationship between S. neesii and all samples ist oder hybridogen aus S. umbrosa und S. au- of S. umbrosa. An autopolyploid formation from riculata, lässt sich danach zwar nicht absolut S. umbrosa seems likely. sicher beantworten, jedoch zeigen beide Mar- ker eine nahe Verwandtschaft von S. neesii zu allen Proben von S. umbrosa. Dies macht eine autopolyploide Entstehung aus S. umbrosa Thomas Gregor wahrscheinlich. Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum – Abteilung Botanik Abstract: Scrophularia neesii and S. umbro­ und molekulare Evolutionsforschung, sa in Germany – similar ecology but different Senckenberganlage 25, distribution of two taxa of an autopolyploidy 60325 Frankfurt am Main; complex. Scrophularia neesii and S. umbrosa [email protected] 38 T. Gregor & al.

Markus S. Dillenberger Steffen Hammel Institut für Organismische und Molekulare Rathausstraße 44, 74391 Erligheim; Evolutionsbiologie, [email protected] Johannes-Gutenberg-Universität, 55099 Mainz; [email protected] Alexander Hofstetter Alte Dorfstraße 6, 17509 Neu Boltenhagen; Marco Schmidt [email protected] Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum Michael Hohla Daten und Modellierzentrum Therese-Riggle-Straße 16, Senckenberganlage 25, A-4982 Obernberg am Inn; 60325 Frankfurt am Main; [email protected] [email protected] Eggert Horst Ralf Hand Brückenstraße 29c, 25524 Itzehoe; Winterfeldtstraße 25, 10781 Berlin; [email protected] [email protected] Heino John Anja Abdank Nikolaus-Weins-Straße 10, Landesamt für Umwelt, Naturschutz und 06120 Halle (Saale); Geologie Mecklenburg-Vorpommern, [email protected] Abteilung Naturschutz und Naturparke, Goldberger Straße 12, 18273 Güstrow; Jürgen Klotz [email protected] Weinweg 45, 93049 Regensburg; [email protected] Reinhard Böcker Osterwiesenstraße 3/3, 70794 Filderstadt; Marion Korsch [email protected] Hamburger Straße 23, 19309 Lenzen; [email protected] Peter Ciongwa Gesundbrunnen 6, 37154 Northeim; René Mause [email protected] Beginenstraße 7, 52062 Aachen; [email protected] Wolfgang Diewald Stephanusweg 4, 94315 Straubing; Lenz Meierott [email protected] Am Happach 43, 97218 Gerbrunn; [email protected] Franz G. Dunkel Am Saupurzel 1, 97753 Karlstadt; Frank Müller [email protected] TU Dresden, Institut für Botanik, 01062 Dresden; Wolfgang Ehmke [email protected] Lindenstraße 2, 65232 Taunusstein; [email protected] Friederike Möbius Dorfstraße 11, 17235 Klein Trebbow; Paul Finus [email protected] Alemannenstraße1, 79379 Müllheim; [email protected] Markus Peintinger Eidgenössische Forschungsanstalt WSL Dieter Frank Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf; Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt [email protected] Reideburger Straße 47, 06116 Halle (Saale); [email protected] Scrophularia neesii und S. umbrosa 39

Hans Reichert zur Bildung einer ersten sekundären Basis Kohlweg 16, 66123 Saarbrücken; x = 13 geführt haben, die heute die Gattung [email protected] weitgehend beherrscht. Aus dieser Basis eines zweiten Niveaus könnte sich die Gattung dann, Heike Ringel wie oben geschildert, weiterentwickelt haben.“ Uhlandstraße 1a, 17489 Greifswald; Danach wäre S. umbrosa s. str. tetraploid und [email protected] allopolyploid aus heute ausgestorbenen dip- loiden Arten mit der Basiszahl x = 6 und x = 7 Rudi Schneider entstanden. Zumeist wird aber S. umbrosa Frankenstraße 5, 97900 Külsheim; s. str. als diploid mit einer Basiszahl von x = 13 [email protected] angegeben. Hand (2019) wies bereits darauf hin, dass Christof Nikolaus Schröder es zwei konkurrierende Theorien über den Fliederstraße 15, 68535 Edingen-Neckarhausen; Ursprung der tetraploiden S. neesii gibt, die [email protected] bisher nicht weiter untersucht wurden. Während Vaarama & Hiirsalmi (1967) durch Kreuzungs- Irene Timmermann-Trosiener experimente zwischen S. umbrosa s. str. und Mühlenstraße 40, 23611 Bad Schwartau; S. auriculata (2n = 78) Hybriden erzeugen konn- [email protected] ten, die morphologisch und zytologisch S. neesii stark ähneln, bezweifelt Grau (1976) deren Sabine Mutz Ergebnisse und nimmt einen autopolyploiden Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Ursprung für S. umbrosa an. Botanik, AG Wissemann Der Verbreitung der beiden Sippen in Heinrich-Buff-Ring 38, 35392 Gießen; Deutschland wurde durch durchflusszytomet- [email protected] rische Untersuchungen von möglichst aus ver- schiedenen Teilen Deutschlands stammenden Pflanzen nachgegangen. Zur Aufklärung des Ursprungs von S. neesii wurden molekular- 1. Einleitung genetische Methoden eingesetzt. Anhand der ermittelten Arealdaten wurde die Verbreitung Auf die geringe Kenntnis der Verbreitung von in Deutschland modelliert. Scrophularia neesii und S. umbrosa in Deutsch- land machte Hand (2019) aufmerksam. Um hier zu einer besseren Kenntnis zu gelangen, 2. Methode gründete sich eine Arbeitsgruppe „Scrophularia“ innerhalb der Gesellschaft zur Erforschung der Die durchflusszytometrischen Untersuchungen Flora Deutschlands (GEFD). Da sich die beiden wurden am 27.5.2019, 17.6.2019, 15.7.2019, Sippen in ihren Chromosomenzahlen deutlich 27.8.2019 und 16.9.2019 an der Justus-Liebig- unterscheiden (Grau 1976; http://chromoso- Universität Gießen in der Arbeitsgruppe Spezi- mes.senckenberg.de; http://ccdb.tau.ac.il) – elle Botanik, Leitung Volker Wissemann, durch- S. umbrosa mit 2n = 26, S. neesii mit 2n = 52 –, geführt. Insgesamt beteiligten sich 38 Personen lag es nahe, die Sippen mit Hilfe von Durchfluss- an den Aufsammlungen des Pflanzenmaterials. zytometrie zu unterscheiden. Bei der Beprobung wurde eine Abdeckung des Es ist schwierig in der Gattung Scrophularia Bundesgebietes angestrebt; sie war jedoch letzt- Basiszahlen anzugeben. Grau (1976) vermutet, lich abhängig von der Bereitschaft zur Mitwirkung „Das unter anderem aus der weiten Verbreitung Ehrenamtlicher. zu vermutende relativ hohe Alter der Gattung An einer von S. Hammel am 10.8.2019 Scrophularia macht es verständlich, wenn gesammelten Pflanze (Baden-Württemberg; primitive diploide Chromosomenzahlen heute Landkreis Heilbronn, Beilstein, Birkenweg, am weitgehend fehlen und alte Basiszahlen wie Ufer des Söhlbaches; 6921/42, 49,03864 N/ x = 7 nur in Polyploiden, oft durch Aneuploidie 9,31299 E) wurde eine Chromosomenzählung verändert, auftreten. Diese Basis x = 7 könnte von T. Gregor mit der Standardmethode zur Chro- in Verbindung mit der ebenfalls möglichen x = 6 mosomenzählung durchgeführt (Wurzelspitzen 40 T. Gregor & al.

4 h in 0,5 % Colchicin-Lösung; 24 h in ¾ Alkohol 1-km-Auflösung (worldclim.org,Fick & Hijmans und ¼ Essigsäure, 10 min in 1 M HCl, Anfärben 2017) verschnitten­ und zu ausgesuchten Kli- mit Orcein-Essigsäure, Quetschpräparate unter- maparametern Mann-Whitney-U-Tests dieser sucht bei 1000× Vergrößerung mit Ölimmersion Werte bei beiden Arten durchgeführt. Außerdem mit einem Leica DM1000 LED Mikroskop). wurden auf der Basis der Verbreitungspunkte Zur Bestimmung des relativen DNA-Gehaltes und der auf die Untersuchungsregion zuge- wurde frisches Blattmaterial (ca. 20 mg) in einer schnittenen, in Worldclim enthaltenen biokli- Petrischale unter Zugabe von Extraktionspuffer matischen Daten Artverbreitungsmodelle mit (Sysmex, Kobe, Japan) mit einer Rasierklinge Maxent v. 3.3.3 (Phillips & al. 2006) erstellt. zerkleinert. Dabei wurde das Probenmaterial Dafür wurde der Median aus zehn Modellen er- parallel mit dem Material der Referenzpflanze rechnet, für die je 25 % der Verbreitungspunkte (Pisum sativum cv. Ctirad) verarbeitet. Nach der als Testdaten verwendet wurden. mechanischen Behandlung wurden 500 µl Nuclei Die phylogenetische Verwandtschaft und der Extraction Buffer (sysmex 05-5002) zugegeben, Ursprung von S. neesii wurde mit Hilfe von zwei um die Zellen zu lysieren. Anschließend wurden DNA-Markern an sechs Pflanzen von S. neesii, größere Gewebereste mittels Filtration (30 µm fünf Pflanzen von S. umbrosa und zwei Pflan- Porengröße) entfernt. Um die Beeinflussung zen von S. auriculata untersucht (siehe Tab. 1 störender Faktoren zu reduzieren, wurden die im elektronischen Anhang). Zum einen wurde Lösungen gekühlt verwendet. der Marker ITS (internal transcribed spacer) Die isolierten Zellkerne wurden mit 1 ml Farb- sequenziert, ein nicht-kodierender Teil der DNA, lösung (4′,6-Diamidin-2-phenylindol; Sysmex) der zwischen ribosomalen Genen im Kerngenom gefärbt. Der Farbstoff lagert sich dabei an der liegt und standardmäßig für Phylogenien in der doppelsträngigen DNA in den an Adenosin und Botanik verwendet wird. Zum anderen wurde Thymin reichen Regionen an. Durch Anregung im der Marker trnQ-rps16 aus dem Plastidengenom Bereich von 365 nm Wellenlänge kommt es zur sequenziert. Dieser Marker ist ein ebenfalls Emission im Bereich von 460 nm. Nach 30–60 s nicht-kodierender Teil der DNA, der zwischen wurde diese im CyFlow® Ploidy Analyzer (Par- den Genen für eine tRNA (für Glutamin) und für tec) analysiert. Es wurden mindestens 5 000 das ribosomale Protein 16S liegt. Die gesamte Messungen durchgeführt. In vier Fällen wurden genomische DNA wurde mithilfe des DNeasy Messungen aus unterschiedlichen Gründen Mini Kits (Qiagen, Hilden, Deutschland) wiederholt, ohne dass dies zu einer Änderung entsprechend den Herstellerangaben mit ge- des Ergebnisses führte. ringfügigen Modifikationen extrahiert. ITS wurde Das Hauptelement ist eine Durchflussküvette mit den Primern ITS-17SE und -26SE (Sun aus Quarzglas mit einem Kapillar-Durchmesser & al. 1994) in einer PCR amplifiziert. Die 25-µl- von 200 µm × 350 µm. Durch die Mikrokapillare Reaktionsansätze bestanden aus 2,5 µl Polyme- werden kleinste Partikel, hier die Zellkerne, nach- rase-Puffer, 4 mM MgCl2, 0,4 mM dNTPs, 80 µg/ einander einzeln durch das System transportiert. ml bovinem Serumalbumin, jeweils 1 µM Primer

Dieser geordnete Partikelstrom wird durch den und 0,05 U/ µl Taq-Polymerase. Die PCR wurde Wirkungsbereich eines Laserstrahls geleitet. unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Das emittierte Lichtsignal wird erfasst und von 2 min bei 95 °C, dann 30 Wiederholungen von einem Photomultiplier verstärkt. Diese Methode 30 s bei 95 °C, 30 s bei 59 °C und 2 min bei 72 °C, ermöglicht eine Aussage über die Partikelgröße. anschließend einmalig 72 °C für 10 min. Durch die Verwendung einer Referenzpflanze Der Marker trnQ-rps16 wurde mithilfe der mit bekannter Genomgröße kann diese für die Primer trnQ(UUG) und rps16x1 (Shaw & al. 2007) untersuchte Pflanze berechnet werden. Die entsprechend den Angaben in Dillenberger & Auswertung der Messungen wurde mit Flow- Kadereit (2017) amplifiziert. Die Aufreinigung ing Software 2.5.1 (http://flowingsoftware.btk.fi) der PCR-Produkte erfolgte enzymatisch mit durchgeführt. ExoSAP-IT (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Zur Untersuchung möglicher Unterschiede MA, USA) entsprechend den Herstelleranga- in Hinblick auf klimatische Ansprüche beider ben. Die Produkte wurden bei StarSeq (Mainz, Arten wurden die bekannten Verbreitungs- Deutschland) sequenziert. Die resultierenden punkte aller Funde (64 für S. neesii, 45 für Sequenzen wurden per Hand überprüft, alig- S. umbrosa) mit makroklimatischen Daten in niert und verglichen. Die Datensätze wurden Scrophularia neesii und S. umbrosa 41

Abb. 1: Durchflusszytometrie für eine von Michaela Berghofer am 22.5.2019 am Rickenbach imStadtge- biet von Lindau (Bayern) gesammelten Scrophularia-neesii-Pflanze. Mittelwert des „H1-Peaks“ von S. neesii bei 15712, Mittelwert des „H2-Peaks“ von Pisum sativum bei 44360; H1/H2 = 0,35. 1 Strich auf x-Achse = 1 000. – Flow cytometry for a S. neesii plant collected by Michaela Berghofer on 22.5.2019 at the Rickenbach in the urban area of Lindau (Bavaria). Mean value of the “H1-peak” of S. neesii at 15712, mean value of the “H2-peak” of Pisum sativum at 44360; H1/H2 = 0.35. 1 line on x-axis = 1 000.

Abb. 2: Durchflusszytometrie für eine von Peter Ciongwa am 11.6.2019 in einem Graben westlich von Nort- heim (Niedersachsen) gesammelte Scrophularia-umbrosa-Pflanze. Mittelwert des „H1-Peaks“ von S. umbrosa bei 5499, Mittelwert des „H2-Peaks“ von Pisum sativum bei 29823; H1/H2 = 0,18. 1 Strich auf x-Achse = 1 000. – Flow cytometry for a S. umbrosa plant collected by Peter Ciongwa on 11.6.2019 in a ditch west of Northeim (Lower Saxony). Mean value of the “H1 peak” of S. umbrosa at 5499, mean value of the “H2 peak” of Pisum sativum at 29823; H1/H2 = 0.18. 1 line on x-axis = 1 000. mit bereits publizierten Sequenzen von Scro- 3. Ergebnisse phularia ergänzt, mit MAFFT v7.402 (Katoh & Standley 2013) automatisch aligniert, und S. neesii und S. umbrosa erwiesen sich als gut Maximum-likelihood-Stammbäume für ITS und geeignet für Durchflusszytometrie. Gegenüber trnQ-rps16 wurden mit RAxML v.8.0.26 (Sta- dem Standard Pisum sativum betrugen die matakis & al. 2008) unter dem GTR+Γ-Modell Probe-Standard-Verhältnisse 0,18 (Standardab- berechnet, wobei die Berechnung der Bootstrap- weichung 0,1) und 0,36 (Standardabweichung Unterstützungswerte automatisch gestoppt wur- 0,1). 42 Pflanzen wurden S. umbrosa und 69 de. Als Außengruppe wurde Antirrhinum majus Pflanzen S. neesii zugeordnet (Tab. 1 im elek­ verwendet. Außerdem wurde eine Netzwerkana- tronischen Anhang). Triploide Hybriden wurden lyse mit Splitstree v.4.14.2 (Huson & Bryant selbst bei gemeinsamen oder räumlich eng 2006) mit dem NeighborNet-Algorithmus und benachbarten Vorkommen beider Taxa nicht 1 000 Bootstrap-Replikaten durchgeführt. Alle gefunden. Die Chromosomenzählung einer generierten Sequenzen wurden bei GenBank1 Pflanze vonS. neesii aus Baden-Württemberg (Tab. 1) hinterlegt. (Landkreis Heilbronn, Beilstein, Birkenweg, am Ufer des Söhlbaches) ergab 2n = 52 (siehe 1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank Kapitel 2). 42 T. Gregor & al.

Abb. 3: Zytologisch geprüfte Scrophularia-neesii- und S.-umbrosa-Pflanzen in Deutschland; Kartographie: C. N. Schröder. – Cytologically tested S. neesii and S. umbrosa in Germany. Scrophularia neesii und S. umbrosa 43

Die Abb. 3 zeigt die geographische Verteilung ist am höchsten in Süddeutschland, bei S. um- der gemessenen Pflanzen von S. neesii und brosa im Mittelgebirgsraum und im Nordosten. S. umbrosa in Deutschland und angrenzenden Die Phylogenie des internal transcribed Gebieten. spacers (ITS) zeigt, dass vier S.-neesii-Proben Der Vergleich der Klimaparameter an den (Sne1, 3, 5, 6) gut gestützt mit einem Bootstrap- Fundorten beider Arten zeigt geringe, aber Unterstützungswert (BS) von 90 % mit sechs statistisch relevante Unterschiede (Abb. 4). Proben von S. umbrosa gruppieren (Abb. 6). S. neesii tritt bei niedrigeren Temperaturen Die Probe Sne4 von S. neesii bildet eine Klade und höheren Niederschlägen als S. umbrosa (BS 95 %) mit vier ITS-Kopien von S. auriculata. auf. Auch in den Verbreitungsmodellen beider Alle weiteren S.-auriculata-Sequenzen finden Arten (Abb. 5) zeigen sich Unterschiede. Die sich in einer anderen Klade, die mit einem BS Vorkommenswahrscheinlichkeit von S. neesii von 81 % gestützt ist (Abb. 6).

a b c Abb. 4: Histogramme der Klimawerte an den Fundorten beider Scrophularia-Arten mit Mittelwerten (gestri- chelte Linie). (a) Mittlere Jahrestemperatur, (b) Minimaltemperatur des kältesten Monats, (c) Jahres- niederschlag. Für alle drei Klimaparameter sind die Werte der beiden Arten signifikant unterschiedlich (Mann-Whitney-U-Test, p<0,01). – Histograms of climate values at the sites of both Scrophularia species with mean values (dashed line). (a) mean annual temperature, (b) minimum temperature of the coldest month, (c) annual precipitation. For all three climate parameters the values of the two species are significantly different (Mann-Whitney-U-Test, p<0.01).

○ S. neesii ○ S. umbrosa Min. Min. Vorkommenswahrsch. Vorkommenswahrsch. Max. Max.

a b c

Abb. 5: Verbreitungsmodelle beider Scrophularia-Arten. Der AUC-Wert für Testdaten lag für S. neesii bei 0,777 und für S. umbrosa bei 0,820. – Distribution models of both Scrophularia species. The AUC value for test data was 0.777 for S. neesii and 0.820 for S. umbrosa. 44 T. Gregor & al.

ITS S. auriculata u. weitere Arten trnQ-rps16 S. neesii Sne6 S. umbrosa Sum3 S. umbrosa Sum2 77 S. umbrosa Sum3 S. umbrosa 114AOO/11 KC692589 Haplotyp 1 78 S. umbrosa Sum4 S. umbrosa Sum4 S. taygetea KY067874 S. neesii Sne1 S. neesii Sne3 S. umbrosa Sum5 Variante 1 S. neesii Sne1 S. neesii Sne6 S. neesii Sne4 S. umbrosa Sum1 S. neesii Sne2 S. neesii Sne3 Haplotyp 2 S. neesii Sne5 79 S. umbrosa Sum2 S. umbrosa Sum5 90 S. neesii Sne2 S. umbrosa Sum1 S. neesii Sne5 Variante 3 S. alpestris KF447332 S. auriculata 429k8 KY067726 S. scopolii KF447331 S. auriculata 429k11 KY067727 S. umbrosa 52AOO/10 KR361648 S. auriculata 429k6 KY067725 Variante 2 94 S. umbrosa HQ130035 95 S. auriculata 429k2 KY067728 S. crenophila KY067873 S. neesii Sne4 S. auriculata Sau1 74 S. umbrosa 52AOO/10 KR361751 weitere Scrophularia-Arten

97 S. umbrosa HQ130065 S. auriculata u. weitere Arten S. umbrosa 35124 JF409913 S. pyrenaica KF447272 S. macrorrhyncha KF447271 -Arten S. cf. scopolii KC692581 S. scopolii KC692580 78 S. taygetea KY067691 S. macrophylla JF409907 97 S. crenophila KY067690

weitere Scrophularia-Arten 82

82 weitere Scrophularia

Antirrhinum majus FJ648325 Antirrhinum majus KF447311

Abb. 6: Maximum-likelihood-Phylogenie von Scrophularia des nukleären Markers ITS und des Plastidenmar- kers trnQ-rps16. Alle nicht relevanten Kladen wurden kollabiert, nur Bootstrap-Unterstützungswerte ≥ 70 % werden gezeigt. – Maximum likelihood phylogeny of Scrophularia of the nuclear marker ITS and the plastid marker trnQ-rps16. All irrelevant clades were collapsed, only bootstrap support values ≥ 70 % are shown.

Die Stammbaum-Berechnung mit RAxML zeigt Sne1, 2, 3 und 6 zu finden, die in ihrer Sequenz für trnQ-rps16 (Abb. 6), dass mehrere Arten mit identisch sind (mit der Ausnahme zweier Stellen S. neesii gruppieren. Eine gut gestützte Grup- in Sne2; Tab. 2). Im Vergleich mit S. umbrosa pe (BS 94 %) enthält alle Proben von S. neesii, und S. auriculata ist diese ITS-Variante auch S. umbrosa, S. alpestris, S. crenophila, S. scopo- bei S. umbrosa Sum1 und 3 sowie abgesehen lii, S. taygetea Boiss. und die Probe S. auricula- von 1–2 heterozygoten Stellen auch bei Sum2, ta Sau1. Alle übrigen Proben von S. auriculata 4 und 5 zu finden, die alle im Netzwerk zusam- befinden sich in einer anderen großen Klade mit men gruppieren (Abb. 7). Alle sequenzierten weiteren Scrophularia-Arten. S.-auriculata-Proben sowie alle auf GenBank Der Vergleich der Sequenz-Daten von S. nee- verfügbaren Proben haben vier Stellen ge- sii, S. umbrosa, S. auriculata und anderen Scro- meinsam, die sie von der ersten ITS-Variante phularia-Arten zeigt ein komplexes Bild. Für den in S. neesii unterscheiden. Die ähnlichste S.- kerngenomischen Marker ITS (Abb. 6 und 7, auriculata-Sequenz (KY067728; Tab. 2 im elek- Tab. 2 im elektronischen Anhang) wurden in tronischen Anhang) unterscheidet sich durch S. neesii drei verschiedene Varianten gefunden. zwölf Punktmutationen und ein Indel von der Die erste Variante ist bei den Proben S. neesii ersten ITS-Variante von S.-neesii. Scrophularia neesii und S. umbrosa 45

Scrophularia umbrosa s.l. ITS-Variante 1 ITS-Variante 2 S. neesii Sne1 S. neesii Sne4 S. neesii Sne2 S. auriculata 429k2 KY067728 S. neesii Sne3 S. auriculata 429k6 KY067725 S. neesii Sne6 S. auriculata 429k8 KY067726 S. umbrosa Sum1 S. auriculata 429k11 KY067727 S. umbrosa Sum2 S. umbrosa Sum3 93 S. umbrosa Sum4 S. umbrosa Sum5 S. umbrosa 114AOO/11 KC692589

96

S. umbrosa 52AOO/10 KR361751 ITS-Variante 3 81 S. neesii Sne5 93 100 79 S. umbrosa HQ130065

Scrophularia auriculata 98 Sau1 Sau2 Sau3 Sau4 S. umbrosa 35124 JF409913 334 KF447287 394 KY067597 429 KY067931 429k1 KY067723 429k3 KY067722 429k4 KY067721 429k9 KY067720 429k10 KY067719 429k14 KY067724 76PV07 KC692527 0.01 COA51832 KR361736

Abb. 7: Maximum-likelihood-Phylogenie von Scrophularia des plastidären Markers trnQ-rps16. Alle nicht re- levanten Kladen wurden kollabiert, nur Bootstrap-Unterstützungswerte ≥ 70 werden gezeigt. – Maxi- mum likelihood phylogeny of Scrophularia of the plastic marker trnQ-rps16. All irrelevant clades were collapsed, only bootstrap support values ≥ 70 are shown.

Die zweite ITS-Variante von S.-neesii ist bei der ersten beiden ITS-Varianten erklären. Ein Sne4 zu finden und unterscheidet sich von vergleichbares Bild ergibt sich mit S. auriculata der ersten Variante durch 15 Punktmutationen (KY067728) als potenziellem Hybrid-Elternteil (Tab. 2 im elektronischen Anhang, orange mar- mit der ersten ITS-Variante. Für beide hypothe- kiert). Die ähnlichste Sequenz findet sich bei tischen Fälle bleiben jedoch wenige Stellen, an S. auriculata (KY067728; Abb. 7) mit vier Punkt- denen heterozygote Signale zu erwarten wären, mutationen Unterschied (Tab. 2, rot markiert); jedoch nicht sichtbar waren (im Fall von S. au- alle S.-umbrosa-Sequenzen unterscheiden sich riculata z. B. Alignment-Position 66, für S. neesii durch mindestens acht Punktmutationen von Sne4 z. B. Position 364; Tab. 2). Im Netzwerk der zweiten ITS-Variante (beispielhaft für S. um- (Abb. 7) ist dementsprechend S. neesii Sne5 brosa 52AOO/10, rot markiert in Tab. 2). in einer intermediären Position zwischen den Die dritte ITS-Variante von S. neesii findet beiden anderen Varianten zu finden. sich bei Sne5. Dieser ist durch zwölf Stellen der Für den plastidären Marker trnQ-rps16 ergibt Sequenz charakterisiert, die heterozygot sind sich mit zwei Haplotypen ein einfacheres Bild (Tab. 2 im elektronischen Anhang, gelb markiert). (Abb. 6 und 8; Tab. 3 im elektronischen An- Elf dieser Stellen lassen sich als Hybrid-Signal hang). Der erste Haplotyp ist bei den Proben 46 T. Gregor & al.

S. auriculata Sau1 0.005

Haplotyp 1 S. neesii Sne3 S. neesii Sne6 S. umbrosa Sum2 S. umbrosa Sum3 S. umbrosa Sum4 S. taygetea KY067874

61 Haplotyp 2 S. neesii Sne1 S. umbrosa HQ130035 S. neesii Sne2 S. neesii Sne4 S. neesii Sne5 S. umbrosa Sum1 S. umbrosa Sum5 S. crenophila KY067873 S. umbrosa 52AOO/10 KR361648 S. scopolii KF447331 S. alpestris KF447332

Abb. 8: Netzwerk der NeighborNet-Analyse der relevanten Scrophularia-Arten des pastidären Markers trnQ- rps16. Nur Bootstrap-Unterstützungswerte ≥ 60 % werden an den Hauptästen gezeigt. – Network of the NeighborNet analysis of the relevant Scrophularia species of the plastid marker trnQ-rps16. Only bootstrap support values ≥ 60 % are shown on main branches.

S. neesii Sne3 und 6 zu finden und ist identisch an Position 787–792 (Tab. 3). Die ähnlichste mit den Proben S. umbrosa Sum2, 3 und 4, S.-auriculata-Sequenz findet sich bei Sau1, sowie S. taygetea, einer Art aus Griechenland. welche ebenfalls die 235-bp-Deletion aufweist. Alle S.-neesii- und S.-umbrosa-Proben zeigen Diese Probe unterscheidet sich vom zweiten eine 235 bp-lange Deletion, die sie von allen trnQ-rps16-Haplotypen jedoch durch drei klei- S.-auriculata-Sequenzen unterscheiden, mit nere Indels und zehn Punktmutationen (Tab. 3, Ausnahme von S. auriculata Sau1 (Tab. 3). orange markiert). Die anderen vier Arten, die Des Weiteren haben alle S.-auriculata-Proben im Stammbaum mit S. neesii gruppieren, ha- eine Deletion an Position 787–792, die sie vom ben 1–5 Punktmutationen und zwei Indels als ersten trnQ-rps16-Haplotypen unterscheiden. Unterschied zu diesem Haplotypen (Tab. 3, rot Die übrigen drei Arten, die im trnQ-rps16- markiert). Stammbaum mit S. neesii gruppieren, zeigen alle mindestens drei Punkmutationen, die sie von diesem Haplotyp unterscheiden (Tab. 3, 4. Diskussion gelb markiert). Im trnQ-rps16-Netzwerk (Abb. 8) gruppieren beide Haplotypen jeweils zusam- In allen Fällen ließ sich das untersuchte Blatt- men. Die relativ geringe Variation des Marker material eindeutig zuordnen. Triploide Hybriden trnQ-rps16 (Tab. 3) im Vergleich zu ITS (Tab. 2) zwischen S. neesii und S. umbrosa wurden ist auch an dem schlechter aufgelösten Stamm- nicht gefunden. Hand (2019) fasste die Kennt- baum (Abb. 6) und dem wenig gestützten und nisse zur Verbreitung von S. neesii in Deutsch- weniger verzweigten Netzwerk (Abb. 8) zu land zusammen, diese können ergänzt werden: erkennen. Die Proben S. neesii Sne1, 2, 4 und 5 haben Baden-Württemberg den zweiten Haplotypen gemeinsam. Dieser ist Es konnte fast nur S. neesii nachgewiesen fast identisch mit den Sequenzen von S. umb- werden, 19 untersuchte Herkünfte gehörten zu rosa Sum1 und 5, abgesehen von einem Indel dieser Art. Eine Ausnahme machte ein Fund Scrophularia neesii und S. umbrosa 47

von S. umbrosa südwestlich von Heilbronn in S. neesii für Hessen sicher bestätigt worden. einem Wassergraben bei Güglingen-Frauen- Frühere, offensichtlich korrekte Angaben wur- zimmern. Die Messergebnisse entsprechen den in den letzten Jahrzehnten durchweg an- den Verbreitungsübersichten in den Karten gezweifelt oder ignoriert (z. B. Starke-Ottich von Baden-Württemberg (Wörz & Thiv 2020). & al. 2019). Danach finden sich von S.-neesii-Vorkommen im Neckarland, am südlichen Oberrhein, dem Mecklenburg-Vorpommern Südrand der Schwäbischen Alb mit einem (Kar- Fünf Herkünfte gehören zu S. umbrosa. Bisher tier-)Schwerpunkt durch Harald Streitz in Ober- wurde nur S. umbrosa für dieses Bundesland schwaben. S. umbrosa kommt dagegen nur angegeben (Fukarek & Henker 2005). Auch sehr zerstreut vor. Im Schwäbisch-Fränkischen in der floristischen Datenbank des Landes Wald und in Hohenlohe scheinen beide Arten (https://www2.flora-mv.de) sind nur Funde für aufzutreten. Messungen aus diesem Gebiet S. umbrosa enthalten, die weit verbreitet im sind bisher keine erfolgt. Land ist. Funde im angrenzenden Schleswig- Holstein bei Bad Schwartau lassen allerdings Bayern vermuten, dass S. neesii auch in Mecklenburg- S. neesii ist deutlich häufiger als S. umbrosa. Vorpommern vorkommt. Von 31 Herkünften gehörten nur 7 zu S. um- brosa. Diese stammten aus dem Uferbereich Niedersachsen von großen Flüssen (5× Main, 1× Inn) und nur Je vier Herkünfte gehören zu S. neesii und in einem Fall von einem Bachufer ca. 3 km vom S. umbrosa. Ein Fund von S. neesii erfolgte im Inn entfernt. Die Karten des Botanischen Infor- Bereich der offenbar bisher einzigen Angabe für mationsknotens Bayern2 sind zum Teil wenig dieses Bundesland von Brandes (1897). Die plausibel. Dort sind für S. umbrosa inselartige Sippe wurde in der Floristik des Bundeslandes Areale im mittleren Schwaben, nördlichen Ober- in den letzten Jahrzehnten nicht beachtet; ihr bayern (Raum Ingolstadt) und westlichen Nie- Vorkommen ist nunmehr sicher bestätigt. derbayern (Raum Landshut) verzeichnet. Die Karte für S. neesii ist dagegen deutlich plausi- Nordrhein-Westfalen bler und zeigt eine weite Verbreitung außerhalb 18 Herkünfte gehören etwa zu gleichen Teilen der Hochlagen. Dies entspricht auch Beobach- zu S. neesii (8) und S. umbrosa (10). Allerdings tungen von Wolfgang Diewald und Jürgen Klotz, stammten die Proben überwiegend aus dem wonach alle an der niederbayerischen Donau Regierungsbezirk Köln, nur eine Probe von bzw. um Regensburg nach Blütenmerkmalen S. neesii stammt von der Ruhr bei Duisburg. bestimmbaren Pflanzen zu S. neesii gehörten. Die Flora der Haßberge und des Grabfelds Rheinland-Pfalz (Meierott 2008) zeigt S. neesii als nicht selten Drei Herkünfte gehören zu S. umbrosa. Aller- mit einem Schwerpunkt in Flussauen. dings wurden bekannte Vorkommensschwer- punkte der S. neesii nicht beprobt. Brandenburg Zwei Herkünfte gehörten zu S. umbrosa. Saarland (und benachbartes Lothringen/ Frankreich) Hessen Eine Herkunft gehört zu S. umbrosa. Grenz- Von acht Herkünften erwiesen sich fünf zu nah in Frankreich wurden hingegen beide Sip- S. neesii gehörig und drei zu S. umbrosa. Letz- pen nachgewiesen (Hand 2019). Vorkommen tere stammten von der Nidda, einem mittelgro- der S. neesii im Saarland sind also durchaus ßen Fluss, sowie von einem Bach. Damit ist möglich.

Sachsen 2 S. umbrosa: http://daten.bayernflora.de/de/info_ Von drei Herkünften gehören zwei zu S. umb- pflanzen.php?taxnr=6511&suchtext=Scrophula- ria%20um&g=&de= rosa und eine zu S. neesii. Für letztere Art stellt S. neesii: http://daten.bayernflora.de/de/info_pflan- der Fund von Frank Müller am Jahnabach bei zen.php?taxnr=6512&suchtext=Scrophularia%20 Keilbusch im Kreis Meißen einen Erstnachweis um&g=&de= für dieses Bundesland dar. 48 T. Gregor & al.

Sachsen-Anhalt nach den Erfahrungen von Michael Hohla heute Von vier Herkünften gehören drei zu S. umbro- häufiger als S. umbrosa. Sie wächst dort vor sa und eine zu S. neesii. Für letztere Art stellt allem an Bächen und Wassergräben im Hügel- der Fund von Dieter Frank am Flussufer der land des Alpenvorlandes; S. umbrosa ist hier Weißen Elster einen Erstnachweis für dieses eher im Einzugsbereich der Flüsse zu finden. Bundesland dar. Im „Katalog und Rote Liste der Gefäßpflanzen Oberösterreichs“ (Hohla & al. 2009) konnten Schleswig-Holstein die beiden Unterarten jedoch wegen fehlender Von sechs Herkünften gehören zwei zu S. umb- Kenntnis der Verbreitung und Entwicklung nicht rosa und vier zu S. neesii. Auf das Vorkommen eingestuft werden, wohl aber S. umbrosa s. l. als von S. neesii deutete bereits eine mit 2n ca. 52 eine ungefährdete Art Oberösterreichs. S. neesii gezählte Pflanze aus dem Schwentine-Tal bei konnte aus Oberösterreich bestätigt werden Kiel (Scheerer 1940). Ein Vorkommen an der (siehe Tab. 1). Trave bei Kiel wurde bereits in Knuth (1888) wahrscheinlich gemacht. Hier gelang Irene Nach NetPhyD & BfN (2013) ist die generelle Timmermann-Trosiener der Nachweis des ge- Verbreitung von S. umbrosa s. l. in Deutschland meinsamen Vorkommens beider Arten. gut bekannt. Die Sippe ist im norddeutschen Tief- land von Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Österreich Hamburg regional selten bis sogar fehlend, in In der „Exkursionsflora für Österreich, Liechten- anderen Bereichen ist die Rasterfrequenz höher. stein und Südtirol“ (Fischer & al. 2008) wird Sie fehlt weitgehend in den Hochlagen von Ba- S. u. subsp. umbrosa aus allen österreichischen den-Württemberg, Bayern, Hessen, Rheinland- Bundesländern mit Ausnahme von Kärnten und Pfalz und Sachsen; hier mangelt es offenbar an Nordtirol angegeben; S. u. subsp. neesii kennt entsprechenden Habitaten der zumeist an Ufern man aus Oberösterreich, Steiermark, Kärnten, von Fließgewässern vorkommenden Pflanze. In Salzburg, Nordtirol und Vorarlberg, außerdem Sachsen ist die Sippe weitgehend auf das Elb- aus dem Fürstentum Liechtenstein. In Südtirol tal und den Nordwesten beschränkt. Im übrigen ist bisher keine der beiden Unterarten nachge- Teil von Deutschland kommt die Pflanze flächig wiesen (Wilhalm & al. 2006). vor. In der Internetversion des Deutschlandat- In der „Flora der Steiermark“ werden von las (Deutschlandflora-WebGIS 2019) wird Maurer (1998) beide Unterarten unterschieden S. umbrosa s. str. für einige Kartiergebiete ange- und viele Fundorte aufgezählt. In der „Flora von geben, doch erschienen die Angaben teilweise Nordtirol, Osttirol und Vorarlberg“ (Polatschek nicht plausibel, so für Südostbayern. Vielfach & Neuner 2013) wird S. neesii als Synonym dürften sich Angaben für S. umbrosa s. str. auf von S. umbrosa verstanden. Im „Verbreitungs- S. umbrosa s. l. beziehen. Für S. neesii zeigt die atlas der Farn- und Blütenpflanzen Kärntens“ Karte nur wenige Bereiche, die von Kartierern (Hartl & al. 1992) wird lediglich eine Karte von bearbeitet wurden, denen die Sippe bekannt ist, S. umbrosa gezeigt. Im Bundesland Salzburg wie M. Breitfeld, L. Meierott oder C. Weingart. sei S. u. subsp. neesii nach Leeder & Reiter Nach unseren Ergebnissen ist S. neesii in (1958) im Alpenvorland verbreitet; über rezente Süddeutschland die deutlich häufigere und Funde in diesem Bundesland berichten Stöhr gebietsweise wahrscheinlich die einzige vor- & al. (2002 & 2004). kommende Sippe der S.-umbrosa-Gruppe. Im S. neesii wurde in Österreich unter ver- Zentrum, im Norden, im Osten und im Westen schiedenen Namen bereits von Autoren des Deutschlands ist mit beiden Sippen zu rechnen. 19. Jahrhunderts von S. umbrosa unterschie- Nur im Nordosten Deutschlands scheint S. um- den, so etwa im „Prodromus einer Flora des brosa die dominierende und gebietsweise wohl Kronlandes Salzburg“ von Hinterhuber & die einzige Sippe zu sein. Hinterhuber (1851) oder in der „Flora von Im Zuge der Floristischen Kartierung Nord- Oberösterreich“ (Duftschmid 1883), ebenso rhein-Westfalens wurden seit 2013 161 Fund- von Vierhapper (1887) für den Innkreis in orte im Regierungsbezirk Köln für S. umbrosa Oberösterreich. Die Autoren nennen eine Reihe erfasst, 216 Fundorte gehörten zu S. neesii von Fundorten, wo S. neesii zum Teil auch heute (www.florenkartierung-nrw.de). Es zeigt sich eine noch wächst. In Oberösterreich ist S. neesii Tendenz zu einer ökologischen Differenzierung Scrophularia neesii und S. umbrosa 49

Tab. 4: Anzahl der untersuchten Vorkommen in der beiden Sippen im Rheinland. S. neesii verschiedenen Habitaten von Scrophularia hat eine durchgehende Verbreitung entlang neesii und S. umbrosa. – Number of sites in des Rheins und der Rur sowie ihrer Zuläufe. different habitats of Scrophularia neesii and S. umbrosa wächst in deutlich basenreicheren S. umbrosa. Lebensräumen: So werden basenreiche Bruch- S. neesii S. umbrosa wälder besiedelt sowie Bäche und Gräben in den Kalkgebieten der Eifel. Die Bäche Neffelbach Graben 12 5 und Erft entwässern aus diesen Gebieten, so- Bach 35 14 dass S. umbrosa entlang der Bachläufe weit ins Fluss 15 17 Tiefland hinabgeht. Dies ist allerdings bereits im Stillgewässer 3 2 angrenzenden Rheinland-Pfalz anders, wo nach Beobachtungen von Ralf Hand in den südlichen Andere 3 5 Kalkmulden, die kühl und regenreich sind, offen- Summe 68 43 bar nur S. neesii vorkommt. Es ergibt sich eine leichte ökologische Diffe- Danach kommt S. neesii signifikant häufiger renzierung der beiden Sippen. S. neesii besiedelt an Gräben oder Bächen (x²-Test; p = 0,009) im Vergleich zu S. umbrosa eher Gebiete mit als S. umbrosa vor. S. umbrosa ist signifikant niedrigeren Temperaturen und höheren Nieder- häufiger an Flüssen (x²-Test; p <0,001). Andere schlägen (Abb. 4 und 5). Die Unterschiede sind Biotope wie Stillgewässer oder brachliegende zwar statistisch signifikant, aber eher gering Nasswiesen spielen für das Vorkommen der und mit einem breiten klimatischen Bereich, der beiden Arten nur eine geringe Rolle. von beiden Sippen ausgefüllt werden kann. Da Die unterschiedliche Verbreitung der bei- keine systematische Besammlung vorliegt, sind den Arten lässt sich kaum durch die geringen die Ergebnisse zurückhaltend zu interpretieren. ökologischen Unterschiede erklären. In einigen Ekkehard Foerster schrieb uns am 27. Juni Fällen wurde nachgewiesen, dass polyploide 2019: „Obwohl ich beide Arten nie zusammen Nachkommen und diploide Eltern ehemals vorkommend gesehen habe, kann ich mich an unzugängliche Gebiete zum Beispiel nach der verschiedenartige Standorteigenschaften nicht letzten Eiszeit unterschiedlich gut besiedeln erinnern“. Beide Arten besiedeln bevorzugt die konnten, was zu verschiedenen Verbreitungs- Ufer von Fließgewässern, Funde an Stillgewäs- gebieten führte (z. B. Burnier & al. 2009, sern sind selten. Allerdings kommt S. umbrosa Parisod & Besnard 2007). Inwieweit solche signifikant häufiger an Flüssen vor alsS. neesii, Effekte hier eine Rolle gespielt haben, ist je- wohingegen S. neesii deutlich häufiger Gräben doch unklar. und Bäche besiedelt. Die Sequenzdaten zeigen ein recht ein- Bestimmungsmerkmale standen nicht im Fo- deutiges Bild. Im ITS-Stammbaum (Abb. 6) kus der Untersuchung. Doch war der Fall nicht gruppieren alle S.-neesii-Proben mit S. um- allzu selten, dass die Pflanzen unter einem fal- brosa und vier Sequenzen von S. auriculata, schen Namen zur Untersuchung eingesandt wur- die von einer Probe aus England stammen. den. Hier war offenbar vor allem die Blattserratur Keine weitere Art fällt in diese Gruppen hin- für die falsche Ansprache verantwortlich. Auf die ein, auch nicht die vier Arten, die im plasti- geringe Verlässlichkeit dieses Merkmals machte dären trnQ-rps16-Stammbaum mit S. neesii bereits Hand (2019) aufmerksam. Auch von und S. umbrosa gruppieren. Da diese Proben Jürgen Klotz wurde beobachtet, dass die Blatt- nur im plastidären Stammbaum mit S. neesii merkmale bei S.- neesii-Pflanzen oft nicht typisch gruppieren, wäre es höchstens denkbar, dass entwickelt waren. Offenbar ist die Blattserratur sie als maternaler Elternteil in einer hypotheti- vor allem bei Jungpflanzen unzuverlässig. Im schen Hybridisierung fungiert haben. Die ersten Zweifel muss das Staminodium herangezogen beiden ITS-Varianten von S. neesii zeigen werden. Dass die Kronröhrenfärbung gelegent- Sequenzdaten ohne auffällige Hinweise auf lich von der beschriebenen Norm abweichen verschiedene Kopien von ITS im Genom, was kann, hat Hand (2019) bereits beschrieben. auf einen allopolyploiden Ursprung hindeuten kann. Jedoch kann ein entsprechendes Hybrid- Ein Vergleich der Habitate ergibt das in Tab. 4 Signal in ITS auch durch Sequenzhomogenisie- dargestellte Bild. rung verloren gehen. Die Frage, ob S. neesii 50 T. Gregor & al.

eine autopolyploide Variante von S. umbrosa ihrer Hybriden mit S. neesii ist eventuell darauf darstellt oder ein Hybrid aus S. umbrosa und zurückzuführen, dass S. auriculata selbst als S. auriculata ist, lässt sich nicht absolut sicher Elternteil S. umbrosa aufweist und die gene- sagen, jedoch gibt es eine eindeutige Tendenz. tische Zusammensetzung daher nicht sehr Beide Marker zeigen eine nahe Verwandtschaft verschieden war zur autopolyploiden S. neesii von S. neesii zu allen Proben von S. umbrosa (zur Hybridisierung von S. umbrosa mit S. au- und nur zu einzelnen Proben von S. auriculata. riculata siehe auch Wilcox 2013). Weitere Die S.-auriculata-Sequenzen im ITS-Baum, die Untersuchungen zum Beispiel mit Next-gene- hier mit der zweiten ITS-Variante von S. neesii ration-sequencing-Methoden müssen jedoch gruppieren, wurden von Scheunert & Heubl die Abstammung abschließend klären, sowie (2017) so interpretiert, dass diese selbst Bewei- Fragen danach, wann, wo und wie oft S. neesii se für den allopolyploiden Hybridursprung von entstand und inwieweit S. neesii und S. umbro- S. auriculata aus S. umbrosa und S. hispida sa heutzutage reproduktiv getrennt sind. Desf. darstellen, wie bereits von Grau (1979) vermutet. Damit sind die Sequenzähnlichkeiten dieser vier Akzessionen nicht zwingend als Hin- Danksagung weis für eine Beteiligung von S. auriculata an S. neesii zu interpretieren, sondern als Hinweis Volker Dühring, Siegfried Henkel, Ulrike Ruch- auf eine Beteiligung von S. umbrosa an S. au- te (alle Güglingen), Kurt Volkert (Beilstein) riculata (detaillierte Erklärung zu S. auriculata und Harald Streitz (Überlingen) führten uns zu bei Scheunert & Heubl 2017). Des Weiteren Fundorten. Brigitte und Jürgen Adler (Nördlin- spricht für S. umbrosa als einzigen Elternteil, gen), Michaela Berghofer (Lindau und Mün- dass es in beiden Markern Sequenzen von S.- chen), Matthias Breitfeld (Markneukirchen), neesii-Proben gibt, die vollkommen identisch Christian Dolnik (Kiel), Kristian Gehrken (Itze- sind mit Sequenzen von S. umbrosa, jedoch hoe), Ernst Krach (Zuchering), Ute Hammel nie mit solchen von S. auriculata (Tab. 2 und 3). (Erligheim) sowie Marvin Thomas stellten uns Der dritte ITS-Genotyp kann als Hybride Material für die Untersuchung zur Verfügung. verschiedener S.-neesii-Linien interpretiert Für die Vermittlung der genetischen Untersu- werden. Eine Kreuzung aus S. neesii und chungen danken wir Joachim W. Kadereit von S. auriculata kann aufgrund der klaren Ergeb- der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. nisse des DNA-Gehalts/Ploidie für diese Probe ausgeschlossen werden. Außerdem ist es unwahrscheinlich, dass fünf S.-neesii-Proben 5. Literatur einen autopolyploiden Ursprung haben ist, jedoch für eine mitten aus dem Verbreitungs- Brandes, W. 1897: Flora der Provinz Hanno- gebiet stammende Pflanze die Alternativhypo- ver. – Hannover & Leipzig: Hahn. these von Vaarama & Hiirsalmi (1967) zutrifft. Burnier, J., Buerki, S., Arrigo, N., Küpfer, P. Die Tatsache, dass es verschiedene Geno- & Alvarez, N. 2009: Genetic structure and und Haplotypen in S. neesii gibt, die verschie- evolution of Alpine polyploid complexes: denen S. umbrosa Geno- und Haplotypen Ranunculus kuepferi (Ranunculaceae) as a ähneln, weist darauf hin, dass die Art mehrfach case study. – Molec. Ecol. 18: 3730–3744. aus S. umbrosa entstand. Eine mehrfache Ent- Deutschlandflora-WebGIS 2019: https:// stehung ist für eine ganze Reihe von polyploi- deutschlandflora.de (aufgerufen am 16. den Sippen nachgewiesen und kann als üblich Dez. 2019). angesehen werden (Soltis & Soltis 1999). Dillenberger, M. S. & Kadereit, J. W. 2017: Die hier präsentierte Datenlage zeigt in Simultaneous speciation in the European Übereinstimmung mit Grau (1976) eine wahr- high mountain genus Fac- scheinlich mehrfach erfolgte autopolyploide chinia (Minuartia s. l., Caryophyllaceae) Entstehung von S. neesii aus S. umbrosa. Es revealed by genotyping-by-sequencing. – scheint plausibel, dass S. auriculata nicht an Molec. Phylogen. Evol. 112: 23–35. der Artbildung von S. neesii beteiligt war, wie Duftschmid, J. 1883: Die Flora von Ober- es die Versuche von Vaarama & Hiirsalmi österreich 3. – Linz: Oberösterr. Museum (1967) scheinbar nahelegten. Die Ähnlichkeit Francisco-Carolineum. Scrophularia neesii und S. umbrosa 51

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