|
|
Polyploidie v přirozených populacích v rodu Arabidopsis
Bayerová, Jana ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Čertner, Martin (oponent)
Tato práce se zabývá polyploidizací v přirozených populacích v rodu Arabidopsis. Shrnuje informace o příbuzných druzích rodu Arabidopsis thaliana, známého modelového organismu pro výzkum genetiky a fyziologie rostlin. Dosud publikované práce ukazují, že polyploidizace přináší v rámci rodu Arabidopsis nejen změny ekologických, klimatických a půdních nároků, ale i změnu způsobu rozmnožování. Na rozdíl od většiny prací zaměřených na studium polyploidních hybridů vzniklých umělým křížením - především s modelovým druhem Arabidopsis thaliana, se zde zaměřuji na případy spontánně vzniklých polyploidů v rámci rodu. Zvláštní pozornost pak věnuji dosud téměř nestudovanému di- ploidnímu komplexu vysokohorských populací Arabidopsis arenosa v Tatrách. Tento komplex, díky pozorované velké pestrosti v morfologii, v ekologických nárocích i předpokládané blízkosti rodičovských populací polyploidů, představuje jedinečný modelový systém pro studium důsledků polyploidizace v přirozených populacích rostlin. Klíčová slova: allopolyploid, Arabidopsis, Arabidopsis arenosa, autopolyploid, hybridizace, polyploidizace, Tatry
|
|
|
Ecological and evolutionary consequences of edaphic differentiation in plant polyploid systems
Kolář, Filip ; Suda, Jan (vedoucí práce) ; Tribsch, Andreas (oponent) ; Krahulec, František (oponent)
Předkládaná práce se zabývá evolučně ekologickými důsledky souhry mezi procesy edafické specializace a genomové duplikace (polyploidizace). Obecné hypotézy byly testovány pomocí širokého spektra ekologických, karyologických a molekulárních metod na třech modelových systémech krytosemenných rostlin (ploidně variabilní druhy nebo druhové komplexy vyskytující se na běžných i edaficky zvláštních substrátech jako hadce a vápence). V případě Knautia arvensis agg. (Caprifoliaceae) se podařilo detekovat ve střední Evropě zvláštní kryptickou diploidní skupinu vázanou na hadcové a vápencové výchozy, které zřejmě sloužily jako její refugia v průběhu dramatických změn v Holocénu (šíření lesa, člověkem podmíněné změny krajiny). Tyto refugiální populace navíc vykazovaly silný evoluční potenciál jak dokládá jejich nedávná polyploidizace a únik nového tetraploidního cytotypu za hranice hadcového refugia prostřednictvím hybridizace s okolními populacemi. Přežívání obou cytotypů Knautia na hadcové půdě bylo usnadněno tolerancí k hlavním chemickým stresovým faktorům hadců (vysoká koncentrace niklu a nízký poměr vápníku ku hořčíku). Ve skupině Galium pusillum agg. (Rubiaceae) byla odhalena překvapivě vysoká cytologická, ekologická a taxonomická diverzita v dříve zaledněných oblastech západní a severní Evropy. Hlavními...
|
|
| |
|
|
Role triploidních hybridů v cytotypově smíšených populacích heřmánkovce nevonného (Tripleurospermum inodorum)
Jirsáková, Hana ; Čertner, Martin (vedoucí práce) ; Kolář, Filip (oponent)
Zdvojení jaderného genomu je považováno za jeden z hlavních způsobů, jak mohou u rostlin vznikat v sympatrii nové druhy. Polyploidizace je také zpravidla významným zdrojem nových evolučně výhodných vlastností. Nicméně není tomu tak ale vždy, polyploidi s lichým počtem chromozómových sad často trpí omezenou životaschopností a fertilitou. V cytotypově smíšených populacích diploidů s tetraploidy, nebo i v diploidních populacích za přispění vysoké tvorby neredukovaných gamet mohou vznikat triploidní hybridi. V některých případech je jejich vitalita dokonce srovnatelná s rodičovskými cytotypy, ale produkují jen malé množství potomstva a to navíc o různých ploidních úrovních. Ačkoliv se dříve myslelo, že žádný evoluční význam nemají, dnes již na základě mnoha experimentálních prací s jistotou víme, že se mohou značně podílet na vzniku nových polyploidů. Pokud se triploidi vyskytují v populaci s dostatečnou frekvencí, mohou sehrát roli i při stabilizaci společné koexistence diploidního a tetraploidního cytotypu. Triploidní hybridi mohou i se svou omezenou fertilitou přispívat k obousměrnému toku genů mezi rodiči, a překonat tak bariéru jejich odlišných ploidních úrovní. Vhodným modelem pro studium úlohy, jakou mohou hrát triploidní hybridi v přirozených smíšených populacích diploidů s tetraploidy, je...
|
|
|
Procesy řídící sympatrickou koexistenci di- a tetraploidního cytotypu v primární kontaktní zóně chrastavce rolního (Knautia arvensis agg.)
Hanzl, Martin ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Duchoslav, Martin (oponent)
Intenzivní cytotypový screening v primární kontaktní zóně cytotypů Knautia arvensis na hadcovém tělese u Mariánských Lázní odhalil značnou převahu tetraploidů (81 % subpopulací) nad zástupci mateřské diploidní rasy. Objeveno bylo rovněž jedenáct cytotypově smíšených subpopulací, ve kterých se di- i tetraploidní rostliny vyskytovaly v bezprostřední prostorové blízkosti. Cytometrická analýza téměř 5 tis. jedinců vedla i k zaznamenání dvou extrémně vzácných minoritních cytotypů (3x, 6x). Vegetační analýzy provedené na dvou prostorových škálách neprokázaly, že by se diploidní a tetraploidní rostliny lišily svými stanovištními požadavky. Na nejmenších prostorových škálách však výskyt cytotypů koreloval s mikrostanovištními podmínkami. Rozmístění jedinců obou cytotypů ve smíšených subpopulacích nebylo náhodné. Nápadná byla především tvorba cytotypově uniformních shluků a negativní prostorové korelace mezi diploidními a tetraploidními jedinci. Ve studovaných smíšených subpopulacích se přítomné diploidní a tetraploidní rostliny prokazatelně lišily poměrným zastoupením jedinců z různých kategorií životního cyklu. V subpopulacích obou cytotypů značně převládalo vegetativní rozmnožování, pohlavní cestou vznikalo v průměru pouze 7 % z nových rostlin. Srovnání cytotypů přímo in situ ve smíšených subpopulacích...
|
|
|
Evoluční historie polyploidního okruhu Galium pumilum ve Střední Evropě
Knotek, Adam ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Urfus, Tomáš (oponent)
Práce shrnuje dosavadní poznatky o polyploidním komplexu Galium pumilum agg. ve střední Evropě a vytváří tak teoretický základ pro navazující diplomovou práci. Většina druhů v rámci agregátu je obtížně determinovatelná, kvůli značné morfologické variabilitě, a pravděpodobně i komplikované evoluční historii zahrnující (opakované) polyploidizace i hybridizace, což vedlo ke značně nejisté taxonomii v rámci tohoto komplexu. Názory na taxonomické členění se v současnosti mění také díky přispění molekulárních metod. Druhy tohoto agregátu se v ČR vyskytují převážně na reliktních stanovištích v ostrůvkovitých areálech, které zřejmě představují pozůstatky poledových migrací a následných fragmentací příhodných biotopů (výjimkou je pouze vysoký polyploid G. pumilum MURRAY). Studiem rodu Galium včetně detailnějších studií zaměřených na problematiku G. pumilum agg., se nejvíce zabývá Friedrich Ehrendorfer, který již od 50. let definoval na základě chorologie, morfologie a karyologie členění komplexu a jehož teorie mohou být dnes, ve světle nových metod, vystaveny ověřování. Galium sudeticum TAUSCH je velmi zajímavý a v ČR zákonem chráněný taxon české flóry, který vyvolává otázky z hlediska evolučního i z hlediska ochrany. Vykazuje pozoruhodný disjunktní výskyt v Krkonoších a na hadcích v západních Čechách...
|
|
|
Evoluce velikosti genomu v čeledi Zingiberaceae
Pospíšilová, Monika ; Fér, Tomáš (vedoucí práce) ; Kolář, Filip (oponent)
Cílem této práce je zhodnotit dosavadní poznatky o evoluci velikosti genomu a podrobněji se věnovat jeho studiu ve fylogenetickém kontextu. U krytosemenných rostlin nacházíme široké rozpětí C-hodnot (1C = 0,63 pg ? 1C = 127,4 pg), ovšem s modální hodnotou rovnou 0,6 pg. O mechanismech a charakteru evoluce velikosti rostlinného genomu stále nevíme mnoho, ale každým rokem se cíli úspěšně přibližujeme. Existují již desítky prací zabývající se dynamikou velikosti genomu menší taxonomické skupiny a na čtyřech z nich demonstruji možné přístupy. Studium v rámci vyšších taxonomických skupin, jako jsou čeledi, je obtížné a o to cennější. Již započal výzkum evoluce velikosti genomu v čeledi Zingiberaceae, jehož součástí by se měla stát i má diplomová práce zabývající se tribem Globbeae.
|
|
|
Ekologické a evoluční procesy v primární kontaktní zóně cytotypů chrastavce rolního (Knautia arvensis agg.)
Hanzl, Martin ; Urfus, Tomáš (oponent) ; Kolář, Filip (vedoucí práce)
Proces genomové duplikace hraje nezastupitelnou roli v evoluci rostlin. Současné odhady předpokládají, že téměř všechny krytosemenné rostliny jsou dávnými polyploidy. Teoretické analýzy však shledaly uchycování nových polyploidních linií v diploidních populacích velmi nepravděpodobným. Vlivem reprodukčních interakcí mezi cytotypy (tzv. "nevýhoda malých čísel") a kompetice o sdílené zdroje by totiž po určité době mohlo dojít k vymizení polyploida z populace. V přírodě ovšem může působení obou procesů kompenzovat celá řada faktorů (např. samosprašnost, nenáhodné opylení, prostorová separace cytotypů). Podmínky uchycení polyploidní linie v sympatrii s diploidy by proto nemusely být tak výrazně omezené. Následná koexistence cytotypů může být v čase stabilní, či se může jednat pouze o přechodný stav vedoucí k vytlačení jedné chromozómové rasy. Mezi těmito alternativami však bývá zpravidla velmi obtížné rozlišit. Expanze polyploida vede ke zvětšení areálu jeho výskytu, a bývá spojena s kompetičním vyloučením diploidů nebo s kolonizací nových míst. Pokud se areály rozšíření cytotypů dotýkají, mohou vznikat kontaktní zóny. Lze je rozdělit dle jejich původu na primární a sekundární. Primární kontaktní zóny se tvoří, pokud jedna chromozómová rasa dá vzniknout druhé a posléze spolu v sympatrii koexistují....
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.