|
|
Genomic approaches for studying speciation
Vozárová, Zuzana ; Reifová, Radka (vedoucí práce) ; Hulva, Pavel (oponent)
Pokrok v oblasti technologií sekvenace DNA spolu se vznikem nových informatických přístupů, vedly ke vzniku nových možností na poli biologie. V této bakalářské práci se zaměřuji na informatické přístupy používané v speciační genomice,což je vědecký obor, který se soustředí na problematiku vzniku nových druhů. Představím statistické metody, které tyto přístupy využívají. Čtyři konkrétní metody, o kterých píšu, jsou Odhad maximální věrohodnosti, Bayesovské modely, Markovovské řetězce Monte Carlo a Iterativní přístup. Přiblížím několik metod používaných v detekci mezidruhových hybridů a určovaní jak nedávného tak historického mezidruhového genového toku. Tyto metody zahrnují program NewHybrids, hybridní index, genomické a prostorové klíny a metody založené na koalescenčních modelech. Tato práce vyzdvihuje prospěšnost propojení aplikované matematiky a genomiky při řešení obecných biologických problémů a speciace konkrétně.
|
|
|
Analysis of structure and origin of multiple sex chromosomes in \kur{Leptidea} wood white butterflies
POSPÍŠILOVÁ, Kristýna
Previous studies have shown a dynamic karyotype evolution and the presence of complex sex chromosome systems with 3-4 W chromosomes and 3-6 Z chromosomes in Leptidea wood white butterflies. To dissect the evolutionary history of multiple Z chromosomes of Leptidea species, we used identified and selected bacterial artificial chromosome (BAC) clones containing orthologous genes of Bombyx mori chromosome Z and 17, isolated them from the available BAC library and used them as probes for physical mapping by BAC-FISH, first in L. juvernica, then in the closely related L. sinapis. In both Leptidea species, the majority of BAC clones corresponding to the linkage group Z of the B. mori reference genome hybridized to one chromosome of the complicated sex chromosome multivalent. Thus, we named it as Z1 chromosome. Location of all Z-derived BAC clones was identical in both species suggesting a conserved synteny and gene order between L. juvernica and L. sinapis Z1 chromosome. Moreover, our findings indicate that the Z1 chromosome is probably the ancestral Z chromosome in the genus Leptidea. Results of BAC-FISH mapping with clones corresponding to the linkage group 17 of the B. mori reference genome revealed the fusion/translocation event between an ancestral Z chromosome and the chromosome corresponding to B. mori chromosome 17 and supported a previous hypothesis about the role of chromosomal rearrangements in the formation of multiple sex chromosomes in Leptidea butterflies.
|
|
|
Karyotype evolution of the family Araneidae
Pajpach, Filip ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Sember, Alexandr (oponent)
Križiakovití (Araneidae) sú početnou čeľaďou pavúkov zahŕňajúcou viac ako 3100 druhov v 170 rodoch. Spolu s 13 ďalšími čeľaďami tvoria nadčeľaď Araneoi- dea. Predložená práca je zameraná na karyotypovú evolúciu čeľade Araneidae, vrá- tane jej porovnania s príbuznou čeľaďou čeľustnatkovití (Tetragnathidae). Vý- sledky získané z 19 druhov križiakov a štyroch druhov čeľustnatiek potvrdzujú pub- likovanú hypotézu, že pôvodný karyotyp nadčeľade Araneoidea (vrátane čeľade Araneidae) pozostáva z 24 akrocentrických chromozómov u samcov, vrátane dvoch akrocentrických chromozómov X systému X1X20. U rady križiakov však dochádza k výraznému zníženiu 2n prostredníctvom centrických fúzií. Centrické fúzie zasiahli väčšinu autozómov (a niekedy aj gonozómy); počet párov klesol z 11 na šesť. V pred- loženej práci boli zistené tri takéto redukčné udalosti. Súčasťou práce bol aj výskum nukleolárnych organizátorov (NOR) s použitím fluorescenčnej hybridizácie in situ, nakoľko dostupné údaje o evolúcii tohto znaku u pavúkov sú obmedzené. Počet NOR bol veľmi variabilný, s rozpätím jeden až 13 lokusov. Mnohonásobné centrické fúzie boli vždy sprevádzané významným zvýšením počtu NOR. Frekvencia chiazmat na chromozóm bola u križiakov a čeľustnatiek s ancestrálnym karyotypom nízka. Na druhej strane u druhov vykazujúcich...
|
|
|
Analýza vlivu genové dávky myšího speciačního genu Prdm9 na fertilitu hybridů
Flachs, Petr ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Stopka, Pavel (oponent) ; Král, Jiří (oponent)
(cz) Fenomén hybridní sterility představuje jeden z evolučních mechanismů umožňující speciaci, tedy vznik nových druhů. Zatím bylo popsáno jen málo speciačních genů a Prdm9 (PR-domain 9) je první a zatím jediný identifikovaný u savců. Hraje totiž roli ve sterilitě hybridů vznikajících křížením poddruhů myši domácí. Ohledně vlivu Prdm9 na plodnost semifertilních hybridních samců bylo ale dosud publikováno jen omezené množství poznatků, přitom v přírodě jsou takoví samci daleko četnější než samci zcela sterilní. Pomocí panelu genetických nástrojů a baterií fenotypizačních testů dokazuje tato disertace ústřední roli Prdm9 v hybridní sterilitě na mnoha typech mezi-poddruhových kříženců s různě postiženou plodností a věkovým omezením. Přidáváním ale i ubíráním genové dávky Prdm9 se fenotyp snížené plodnosti vylepší. Také zvýšení genové dávky Prdm9 alely, která v jedné kopii zapříčiňuje sterilitu, zlepšuje parametry fertility F1 hybridů. PRDM9 protein hraje roli i v určování míst meiotické rekombinace. Práce poukazuje na princip interakce soutěže alel v určování rekombinančně preferovaných genomických lokusů - hotspotů, a tím možné způsoby propojení obou rolí Prdm9. Tato disertace shrnuje sestavu tří logicky propojených publikací, které mají ambici být významnými díly skládačky poznání mechanismu...
|
|
|
Změny forem stopových prvků po mechanické disturbanci půdního profilu
Kochergina, Yulia
Formy rizikových prvků v půdách byly studovány před a po porušení půdního profilu. Pro výzkum byly vybrány dvě oblasti s různým vegetačním pokryvem: porost buku lesního (Fagus sylvatica) a porost smrku obecného (Picea abies) na lokalitě Načetín v Krušných horách. Tato oblast v minulosti patřila k místům s vysokou kyselou atmosférickou depozicí. Přestože jednotlivá stanoviště od sebe nejsou příliš vzdálená a mají tedy stejné klimatické podmínky, geologické podloží a vstupy znečišťujících látek, fyzikálně-chemické parametry (pH, CEC, BS, Ctot, Stot) půd spolu s koncentracemi hlavních a stopových prvků se lišily. Na vybraných místech smrkového a bukového porostu v roce 2010 byly vykopány sondy do hloubky (40-50 cm) a odebrány vzorky jednotlivých půdních horizontů z profilu pro chemickou analýzu (cca 0,5 kg). V půdě smrkového lesa byly odebrány 4 vzorky z L, H, A a B horizontu, v bukovém lese bylo odebráno 5 vzorků z L, H, A, B a C horizontu. V roce 2011 byly odebrány půdní vzorky z horizontů, které byly porušeny v roce 2010, a také vzorky z neporušených horizontů ze stejných půdních sond. Celkové koncentrace stopových prvků byly stanoveny pomocí ICP-MS, formy jednotlivých prvků v půdách byly stanoveny pomocí BCR - sekvenční extrakční analýzy. Po porovnání výsledků analýz bylo zjištěno, že porušení...
|
|
|
Populační genetika a speciační mechanizmy u řasníků rodu Stylops (Strepsiptera)
Kodejš, Karel ; Straka, Jakub (vedoucí práce) ; Černá, Kateřina (oponent)
Práce se zabývá populační genetikou vybraných druhů rodu Stylops v rámci Evropy. V rámci tohoto rodu bylo analyzováno pět druhů za použití dvou přístupů - analýzy mikrosatelitů u druhu Stylops ater a u všech druhů analýzy mitochondriální DNA za použití genu cytochrom oxidáza I. Pro analýzu mikrosatelitových markerů byla použita jednak bayesovská klastrovací analýza a analýza ABC (Aproximate Bayesian Analysis). Mitochondriální markery byly zpracovány formou haplotypových sítí a analýzy populační historie prostřednictvím Bayesian skyline plots. Byla zjištěna nečekaně nízká úroveň populační struktury u druhu Stylops ater s výrazně odlišnými populačními klastry na území Skandinávie a Pobaltí, které naznačují možnost období izolace těchto populací v minulosti, případně nedávnou expanzí a změnu frekvencí alel následkem malé velikosti populací. Dále byla podpořena hypotéza časové segregace populací v rámci druhu Stylops nevinsoni, a to na základě rozdílného období letové aktivity několika druhů jejho hostitelů. U ostatních druhů byla prokázána buď segregace na základě rozdílných hostitelů (S. mellitae), případně na základě geografického rozšíření (S.nassonowi, S.spreta) Zajímavým zjištěním je také detekce redukce velikosti populací v období před cca 8 000 až 2 000 lety, tedy v historicky velmi nedávné době.
|
|
|
Haldaneovo pravidlo a mechanismy hybridní sterility samic u ptáků
Baránková, Lucie ; Reifová, Radka (vedoucí práce) ; Jansa, Petr (oponent)
Hybridní sterilita je jedním z mechanismů vnitřních postzygotických reprodukčních bariér mezi druhy a hraje klíčovou roli při procesu speciace čili vzniku nových druhů. V souladu s Haldaneovým pravidlem postihuje hybridní sterilita přednostně heterogametické pohlaví, což znamená, že u organismů s pohlavními chromozomy XY, jako jsou savci či drozofila, budou sterilitou hybridních potomků postiženi samci, zatímco u organismů s pohlavními chromozomy ZW, jako jsou ptáci či motýli, budou sterilní hybridní samice. Projevy a mechanismy hybridní sterility jsou dobře prostudovány na organismech s heterogametickými samci, oproti tomu u organismů s heterogametickými samicemi bylo provedno mnohem méně výzkumů. Ve své bakalářské práci uvedu základní teorie, vysvětlující dvě obecná pravidla speciace, Haldaneovo pravidlo a s ním související velký vliv chromozomu X nebo Z při vzniku hybridní sterility. Dále se ve své práci budu zabývat projevy hybridní sterility samic u ptáků a u vybraných druhů uvedu mechanismy, které tuto sterilitu způsobují. Klíčová slova: Haldaneovo pravidlo, hybridní sterilita, speciace, ptáci, postzygotická izolace
|
|
|
Horský fenomén a jeho role při speciaci na příkladu endemických zástupců rodu Campanula ve střední Evropě
Folbrová, Magdaléna ; Šemberová, Kristýna (vedoucí práce) ; Reif, Jiří (oponent)
Horské prostředí je důležitým faktorem v životě rostlin. Vlivem extrémních podmínek na horách dochází k neustálé speciaci. Ta je provázena složitými procesy, jako je např. geografická izolace (vikariance) nebo polyploidizace. Tyto evoluční jevy lze studovat na vhodných příkladech rostlin, představovaných vybranými horskými endemickými druhy zvonků z komplexu Campanula rotundifolia agg. Tyto druhy jsou si morfologicky velmi podobné, ale předpokládá se u nich odlišný původ. Horský ekosystém je považován za jedno z nejbohatších a ochranářsky cenných prostředí, hostící řadu ohrožených a zákonem chráněných rostlin, z vybrané modelové skupiny jsou to: Campanula bohemica Hruby, Campanula gelida Kovanda a Campanula rotundifolia subsp. sudetica (Hruby) Soó. Cílem bakalářské práce je shrnout na základě dostupné literatury dosavadní poznatky o hostitelském prostředí, endemismu a popsat speciační mechanismy vedoucí k variabilitě horských zvonků a dále se zaměřit na jejich ohroženost, ochranu a původ. V závěrečné části této rešerše je představena náplň navazující diplomové práce, která se bude zabývat původem českých a slovenských horských endemitů z rodu Campanula L. (zvonek), především cytotypovou a morfologickou diferenciací C. tatrae Borbás za využití moderních biosystematických metod (průtoková cytometrie,...
|
|
|
Využití genomiky při studiu speciace
Habalová, Kateřina ; Hulva, Pavel (vedoucí práce) ; Mikulíček, Peter (oponent)
Speciace, adaptace a hybridizace jsou tři pojmy, každý označující jiný proces, přesto ale mají velmi mnoho evolučních souvislostí. Při speciaci dochází k rozštěpení původní mateřské linie na dvě sesterské nebo pouze k odštěpení dceřinné linie od mateřské, nicméně se jedná o proces vedoucí ke vzniku nového druhu. Stejně tak adaptace i hybridizace mohou vést ke vzniku nového druhu, kdy při adaptaci tento druh vzniká přizpůsobením se novým podmínkám, zatímco při hybridizaci je potomkem dvou různých linií, křížících se mezi sebou. Této problematice se věnuje většina práce, menší část je věnována i konkrétním příkladům. Zahrnuta je i kapitola o metodách sekvenování nové generace, které jsou v poslední době stále více využívány v evolučních studiích. Klíčová slova: speciace, adaptace, hybridizace, genomika, sekvenování nové generace
|
|
|
Variabilita zdravotního stavu myší v rámci hybridní zóny Mus musculus musculus a Mus musculus domesticus
Bílková, Barbora ; Vinkler, Michal (vedoucí práce) ; Vetešníková Šimková, Andrea (oponent)
Hybridní zóna myši domácí je dlouhodobě sledovaným komplexem jedinců poddruhů Mus musculus musculus, Mus musculus domesticus a jejich hybridů. Tato hybridní zóna je považována za tenzní zónu, která je udržována rovnováhou mezi disperzí jedinců ke středu hybridní zóny a negativní selekcí působící proti hybridním jedincům. Jedním ze selekčních faktorů udržujících tenzní zónu může být snížená rezistence hybridních jedinců k parazitárním nákazám. V této práci porovnávám variabilitu ve zdravotním stavu myší v rámci hybridní zóny myši domácí pomocí hematologických znaků a otokového kožního testu. Otokový kožní test je metoda měření prozánětlivé imunitní reakce. Protože doposud používaná metodika tohoto testu neumožňovala jasnou intepretaci výsledků, v této práci jsme se zaměřili i na optimalizaci této metody. Zjistili jsme, že použití konkanavalinu A (ConA) je u myší mnohem vhodnější než aplikace doposud používaného fytohemaglutininu (PHA). Porovnání zdravotního stavu pomocí hematologických metod i otokového kožního testu shodně ukázalo, že poddruh M. m. musculus má předpoklady pro zvýšenou schopnost anti-parazitární rezistence oproti poddruhu M. m. domesticus. Hematologické vyšetření dále ukazuje, že hybridní jedinci jsou v lepším zdravotním stavu oproti rodičovským poddruhům. Naše výsledky tedy podporují...
|
host ::
RSS.