|
|
Ekologické důsledky polyploidizace u mokřadní rostliny šmelu okoličnatého (Butomus umbellatus)
Rydlo, Jan ; Fér, Tomáš (vedoucí práce) ; Trávníček, Pavel (oponent)
Cílem této práce bylo srovnat environmentální požadavky, morfologické a biologické vlastnosti diploidního a triploidního cytotypu mokřadní rostliny šmelu okoličnatého (Butomus umbellatus) v oblasti Východoslovenské nížiny, kde tento druh tvoří unikátní cytotypově smíšené populace, a vyvinout primery pro variabilní mikrosatelitové lokusy vhodné k dalším populačně genetickým studiím. Celkem bylo objeveno 72 populací šmelu okoličnatého. Pomocí analýzy relativní velikosti genomu (průtoková cytometrie, FCM) bylo odhaleno 34 populací tvořených pouze triploidním cytotypem, 8 bylo tvořeno pouze diploidním cytotypem a 30 populací bylo smíšených. Ve smíšených populacích jsou počty jedinců obou cytotypů často velmi vyrovnané a tvoří prorůstající se kompaktní porosty. Na základě analýz environmentálních charakteristik lokalit cytotypů (PCA, RDA, ANOVA) nebyl prokázán rozdíl mezi stanovištními nároky diploidních a triploidních rostlin. Na základě morfometrických analýz (PCA, CDA) souboru znaků 36 diploidních a 54 triploidních rostlin byl ověřen rozdíl v morfologii obou cytotypů v přírodě. Po následném přesazení rostlin do kultivace a přeměření znaků se tento rozdíl ještě prohloubil. Nejspolehlivějším znakem, který odlišuje diploidní a triploidní rostliny je poměr šířky a délky vnitřního okvětního lístku, který...
|
|
|
Evoluce velikosti genomu v čeledi Costaceae
Böhmová, Alžběta ; Fér, Tomáš (vedoucí práce) ; Rybka, Vlastimil (oponent)
Variabilita ve velikosti genomu dosahuje u rostlin velkého rozpětí; u krytosemenných rostlin může být toto rozpětí až 2400-násobné. Proto častým předmětem studia je snaha vysvětlit tyto rozdíly v mnoha kontextech. Jedním z nich je i fylogenetické hledisko, kdy se studuje vztah velikosti genomu k jednotlivým taxonomickým skupinám. Doposud bylo publikováno mnoho prací zabývající se rostlinami temperátního pásu. Prací, které reflektují velikost genomu u tropických rostlin, je však velmi málo. Proto byla předmětem této práce analýza velikosti genomu u pantropicky rozšířené čeledi Costaceae Nakai. Tato čeleď v současnosti zahrnuje sedm rodů: Monocostus K.Schum., Dimerocostus Kuntze, Costus L., Paracostus C.D.Specht, Chamaecostus C.D.Specht & D.W.Stev., Hellenia Retz. a Tapeinochilos Miq., které dohromady čítají přibližně 300 druhů. Čeleď je sesterská k čeledi Zingiberaceae, která je díky svému ekonomickému významu výrazně lépe prozkoumána. Cílem této práce byla částečná revize fylogeneze, kterou publikovala Specht (2006). K analýze fylogenetických vztahů byly použity molekulární metody, a to jednak klasické sekvenování úseku trnL-F, jednak next-generation sequencing - konkrétně metoda HybSeq, kdy byly použity předem designované proby pro zisk cílových genů. Dalším z cílů této práce bylo srovnat...
|
|
|
Evoluční vztahy tetraploidních zástupců skupiny Galium pusillum (sekce Leptogalium) na území střední Evropy. Alopatrická diferenciace českého endemického druhu G. sudeticum.
Knotek, Adam ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Chrtek, Jindřich (oponent)
V předkládané práci se zabývám evoluční historií polyploidní skupiny Galium pusillum se zaměřením na český endemický druh G. sudeticum, který představuje ideální modelový případ pro studium alopatrické speciace v kontextu (post)glaciálního vývoje středoevropské krajiny. Získaná morfologická a molekulární data poukazují na zcela odlišnou historii dvou izolovaných arel G. sudeticum v Krkonoších a na hadcích ve více jak 200 km vzdáleném Slavkovském lese. Krkonošské populace G. sudeticum jsou pravděpodobně pozůstatkem severního okraje areálu horského druhu G. anisophyllon, který při poledových změnách vegetace hybridizoval s nížinným druhem G. valdepilosum. To podporuje jak intermedierní postavení krkonošských populací v morfologických a molekulárních AFLP analýzách tak i sdílení téhož chloroplastového haplotypu s geograficky blízkými nížinnými populacemi. Na druhé straně hadcové populace ze Slavkovského lesa jsou morfologicky i molekulárně zcela neodlišitelné od druhu G. valdepilosum. Překvapivým výsledkem je nalezení geneticky zcela odlišné skupiny několika populací G. valdepilosum v západních Čechách a v Bavorsku, nacházejících se na reliktních stanovištích (vápencové a hadcové výchozy). Tato skupina může představovat pozůstatek jiné, možná dávnější migrace a vyzdvihuje funkci edaficky podmíněných stanovišť...
|
|
| |
|
|
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...
|
|
|
Polyploidní speciace u rodu Anthoxanthum v Evropě
Khodlová, Zuzana ; Trávníček, Pavel (vedoucí práce) ; Štech, Milan (oponent)
Z celkového počtu patnácti druhů rodu Anthoxanthum (Poaceae) se na území Evropy odlišuje 8 taxonů. Pět z nich je vytrvalých a tvoří komplex A. odoratum s. l., tři jsou jednoleté, víceméně mediteránní taxony (A. aristatum, A. ovatum a A. gracile). V rámci komplexu A. odoratum s. l. jsou vylišovány tyto taxony: široce rozšířené A. odoratum s. str. (4x; 2n = 20), arkto-alpinské A. alpinum (2x a 4x; 2n = 10 a 20), endemit Madeiry A. maderense (2x; 2n = 10), endemit balkánských hor A. pauciflorum (2x; 2n = 10) a endemit Pyrenejského poloostrova A. amarum (?x; 2n ~ 90). Předmětem této studie je objasnění dosud neznámých vzájemných evolučních vztahů mezi taxony, mezi jednoletými a vytrvalými zástupci a mezi diploidy a polyploidy. Konkrétními otázkami jsou: 1) Jaký je původ a rozšíření znovuobjeveného diploidního vytrvalého taxonu a jaká je jeho vazba k ostatním zástupcům skupiny; 2) Jaké distribuční pattern zaujímají vytrvalí zástupci rodu Anthoxanthum v Evropě a jaká je jejich haplotypová diferenciace (celkové rozšíření taxonů a haplotypů a existence jejich sympatrického výskytu); 3) Jaké jsou evoluční vazby mezi jednotlivými zástupci rodu v Evropě a jakým způsobem vznikl allotetraploidní druh A. odoratum s. str. Stanovení ploidních úrovní a velikostí genomu studovaných taxonů bylo prováděno pomocí...
|
|
|
Úloha polyploidizace v evoluci rodu Chenopodium (merlík) se zaměřením na Chenopodium quinoa
Babčanová, Natália ; Štorchová, Helena (vedoucí práce) ; Cvrčková, Fatima (oponent)
Chenopodium (merlík) je kosmopolitně rozšířený polyfyletický rod. Patří do čeledi Amaranthaceae a monofyletické podčeledi Chenopodioideae. V tomto rodu najdeme diploidní, tetraploidní i hexaploidní druhy téměř u všech vývojových linií podčeledi, u Chenopodium album se dokonce vyskytují různé stupně ploidie v rámci druhu. Stupeň ploidie je důležitý při objasňování evoluce a detailních fylogenetických vztahů jednotlivých druhů, má vliv na morfologii rostliny a může se uplatnit při speciaci. Kromě planě rostoucích druhů do tohoto rodu patří i druhy hospodářsky využívané, jako například Chenopodium quinoa, Ch. pallidicaule, Ch. ambrosioides nebo Swaeda foliosa. Quinoa (Chenopodium quinoa) je nejznámějším zástupcem rodu Chenopodium. Je allotetraploidní (2n = 4x = 36), blízce příbuzný Ch. berlandieri, se kterým sdílí zatím neznámé diploidní rodiče. Při segregaci některých alel se však chová jako funkčně diploidní, což značně komplikuje genetické analýzy a šlechtění nových kultivarů. Díky genovému toku mezi planými a pěstovanými populacemi a působení některých evolučních procesů souvisejících s polyploidií si tento druh udržuje vysokou genetickou variabilitu. Quinoa se řadí mezi pseudoobilniny a jako hospodářská plodina byla v Jižní Americe využívána již za dob Inků. Vysoká variabilita, schopnost adaptace a...
|
|
|
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...
|
|
|
Ekologické a evoluční důsledky polyploidizace
Pavlíková, Zuzana ; Münzbergová, Zuzana (vedoucí práce) ; Rooks, Frederick (oponent)
Frekvence výskytu polyploidie v přirozených populacích je mnohem častější než se původně předpokládalo, což naznačuje, že polyploidizace musí svým nositelům přinášet buď dlouhodobou, nebo alespoň krátkodobou evoluční výhodu oproti jejich diploidním předkům, protože jinak by tak masivně neexpandovali. Tato práce se tedy zabývá následky, které má polyploidizace na genom, meiózu, způsob reprodukce a výslednou životaschopnost polyploidních rostlin a nakonec popisuje a zhodnocuje možné důvody evolučního úspěchu polyploidních rostlin. Je popsán také vznik polyploidů v diploidní populaci, jejich vzájemné interakce a důvody vytvoření reprodukční izolace mezi cytotypy. Dále je věnována pozornost interakcím mezi polyploidy, herbivory a opylovači. Na závěr je pak ještě zmíněn nejčastější způsob syntézy neopolyploidních rostlin, možnosti jejich využití a způsoby detekce ploidie u rostlin.
|
|
|
Molekulární aspekty mezidruhové hybridizace jeseterovitých ryb ve vztahu k polyploidii a in situ konzervaci
HAVELKA, Miloš
Jednotlivé druhy jeseterů (nadřád: chrupavčití, řád: jeseteři) vykazují výraznou disjunkci areálu svého rozšíření na severní polokouli. Jejich potravní specializace, morfologie, evoluční historie a také status kriticky ohrožených druhů, v některých případech dokonce druhů na pokraji vyhynutí, dělá z jeseterů a veslonosů jednu z nejzajímavějších skupin obratlovců na naší planetě. Mimoto, ploidní diverzita jeseterovitých ryb, reprezentovaná druhy s ~ 120 chromozómy, 240 ? 270 chromozómy a jedním druhem s ~ 360 chromozómy v jádrech svých buněk, poskytuje unikátní model pro studium evolučních procesů jdoucích skrze celogenomové duplikační události. Jeseterovité ryby jsou také notoricky známé pro svoji výraznou náchylnost k mezidruhové hybridizaci, která může mít za následek tvorbu hybridů s různými úrovněmi ploidie. Všechny tyto skutečnosti dělají ze studia genetiky a cytogenetiky jeseterovitých ryb prosperující, ale také obtížnou oblast vědeckého poznání. V této práci byl za pomoci zvolených molekulárních márkrů studován význam celogenomových duplikačních a funkčně redukčních událostí v evoluci jeseterů, jejich ploidní úrovně a ploidní vztahy uvnitř tohoto řádu chrupavčitých ryb. Dále byl studován původ abnormálních ploidních úrovní jeseterovitých ryb a také vzor segregace mikrosatelitních alel při mezidruhové hybridizaci polyploidních druhů jeseterů. S ohledem na všechny předpoklady a pozorování popsané v této studii jsme dopěli k závěru, že evoluce jeseterovitých ryb je stále dynamicky probíhající proces, který může probíhat skrze allopolyploidizační stejně tak jako autopolyploidizační události.
|
host ::
RSS.