|
|
Evolution of the genus Arabidopsis in its centre of diversity
Šrámková, Gabriela
Předpokladem pro řešení obecných otázek týkajících se vývoje vnitrodruhové variability v prostoru a čase je znalost rozložení variability v rámci areálu druhu. Velkým krokem kupředu byl rozvoj molekulárních metod, které umožnily řešení různých evolučních otázek za využití přirozených populací modelových druhů a jejich blízkých příbuzných. Ačkoli jsou volně žijící příbuzní Arabidopsis thaliana v centru pozornosti rostlinných evolučních biologů a molekulárních genetiků již dlouhou dobu, rozložení jejich genetické diverzity a fenotypové variability v přirozených populacích jsou často přehlíženy. Předkládaná práce se zaměřuje na jedny z nejstudovanějších modelových druhů v čeledi Brassicaceae, druh Arabidopsis halleri a druhový komplex A. arenosa, jejichž příslušníci jsou hojně využíváni pro studium ekologie, fyziologie a evoluce i molekulárních základů fytoremediace nebo paralelní adaptace. Cílem studie bylo zjistit vnitrodruhovou variabilitu na ploidní úrovni, odhalit fylogenetické vztahy a prostorové rozložení genetické diverzity v celém areálu výskytu a navrhnout nový taxonomický koncept založený na zjištěné vnitrodruhové variabilitě. Výsledků bylo dosaženo pomocí DNA průtokové cytometrie, několika molekulárních metod (AFLP, SSR, sekvenování cpDNA a single/low-copy genů, ddRADSeq, celogenomové...
|
|
|
Vliv atmosférických srážek na otevírání prašníků
Kampová, Anna ; Vosolsobě, Stanislav (vedoucí práce) ; Valuchová, Soňa (oponent)
Dehiscence prašníků je důležitý děj, který se odehrává v závěru životního cyklu rostliny. Jedná se o soubor postupně na sebe navazujících kroků, jejichž výsledkem je otevření prašníků. Tím jsou pylová zrna dána k dispozici do prostoru. Proces dehiscence je nutné správně načasovat a synchronizovat s dalšími procesy, které se v rámci rostliny odehrávají - pylová zrna musí být v momentu dehiscence zralá a je rovněž potřeba, aby se otevřel květ. Riziko však představují atmosférické srážky. Ty mohou snížit samčí fitness v případě, že dojde k dehiscenci prašníků tehdy, když jsou vnější podmínky nepříznivé. Cílem této práce bylo podrobné prozkoumání vlivu atmosférických srážek, deště a rosy, na dehiscenci prašníků Arabidopsis arenosa. Bylo zjištěno, že déšť a rosa vedou k odložení finální fáze dehiscence, a pylová zrna tak zůstávají uzavřena v prašníku. Mimo samotných srážek došlo k testování působení vodného a nevodného prostředí na dehiscenci prašníků a k pokusům o transformaci A. arenosa za využití Agrobacterium tumefaciens. Klíčová slova: dehiscence prašníku, otevírání květu, déšť, rosa, Arabidopsis arenosa, Agrobacterium tumefaciens, transformace
|
|
| |
|
|
Evolution of the genus Arabidopsis in its centre of diversity
Šrámková, Gabriela ; Marhold, Karol (vedoucí práce) ; Greimler, Josef (oponent) ; Mártonfi, Pavol (oponent)
Předpokladem pro řešení obecných otázek týkajících se vývoje vnitrodruhové variability v prostoru a čase je znalost rozložení variability v rámci areálu druhu. Velkým krokem kupředu byl rozvoj molekulárních metod, které umožnily řešení různých evolučních otázek za využití přirozených populací modelových druhů a jejich blízkých příbuzných. Ačkoli jsou volně žijící příbuzní Arabidopsis thaliana v centru pozornosti rostlinných evolučních biologů a molekulárních genetiků již dlouhou dobu, rozložení jejich genetické diverzity a fenotypové variability v přirozených populacích jsou často přehlíženy. Předkládaná práce se zaměřuje na jedny z nejstudovanějších modelových druhů v čeledi Brassicaceae, druh Arabidopsis halleri a druhový komplex A. arenosa, jejichž příslušníci jsou hojně využíváni pro studium ekologie, fyziologie a evoluce i molekulárních základů fytoremediace nebo paralelní adaptace. Cílem studie bylo zjistit vnitrodruhovou variabilitu na ploidní úrovni, odhalit fylogenetické vztahy a prostorové rozložení genetické diverzity v celém areálu výskytu a navrhnout nový taxonomický koncept založený na zjištěné vnitrodruhové variabilitě. Výsledků bylo dosaženo pomocí DNA průtokové cytometrie, několika molekulárních metod (AFLP, SSR, sekvenování cpDNA a single/low-copy genů, ddRADSeq, celogenomové...
|
|
|
The role of phenotypic plasticity in parallel altitudinal differentiation in Arabidopsis arenosa
Požárová, Doubravka ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Klimeš, Adam (oponent)
Rostliny reagují na obtížné podmínky jak změnami v genech samotných, tak změnami fenotypu bez změn v genotypu - fenotypickou plasticitou. Alpinské prostředí představuje pro rostliny výzvu v řadě faktorů zahrnujících chlad, vysokou úroveň záření a krátkou vegetační dobu. Aby rostliny v takových podmínkách přežily, často zásadně mění svůj vzhled. Ve své práci jsem zkoumala, nakolik se znaky specifické pro alpinské ekotypy opakovaně objevují u nezávisle vzniklých alpinských populací a do jaké úrovně jsou tyto změny dány zafixovanými rozdíly a do jaké míry jde o fenotypickou plasticitu. Experiment, zahrnující kultivaci řeřišničníku písečného (Arabidopsis arenosa) z šestnácti populací, alpinského i nížinného ekotypu, v podmínkách připomínajících jak nížinné, tak horské prostředí, byl proveden pro zodpovězení těchto otázek. Manipulovala jsem s úrovní osvitu a teplotou, tak aby byly napodobeny alpinské a nížinné podmínky a experimentální design doplnila o zbylé dvě možné kombinaci teploty a záření. Diskriminační a klasifikační analýza byly použity pro prozkoumání celkové morfologické diferenciace charakterizované souborem dvaceti znaků. Poté jsem hodnotila rozdíly v jednotlivých znacích Bayesovským modelem vytvořeným pro daný účel. Došla jsem k závěru, že přestože jsou ekotypy odlišeny hlavně v geneticky...
|
|
|
Local adaptation of natural population of Arabidopsis arenosa to serpentine soil
Lamotte, Timothée ; Kolář, Filip (vedoucí práce) ; Chrtek, Jindřich (oponent)
Arabidopsis arenosa represents a promising model for studying the mechanisms underlying the adaptation to serpentine soil. Genetic basis of serpentine adaptation is still poorly known and A. arenosa possesses many advantages as a tool to complete that knowledge. The first step of this study was to reveal the presence of a local adaptation to serpentine soil in a population of A. arenosa. To do so, I used the data from a reciprocal transplant experiment realized between a Czech pair of serpentine - non-serpentine populations and I explored the phenotypes associated with the adaptation. Subsequently, I produced the F2 hybrids coming from crosses between serpentine - non-serpentine parents and I studied the expression of fitness traits in F2 plants growing in serpentine in order to estimate the number of loci underlying the adaptation which I compared with other studies. I confirmed the presence of a local adaptation, with the population of serpentine origin performing better than the non-serpentine population in the serpentine substrate of origin, associated with accumulation of heavy metals in the leaves. Analyses of the soil composition revealed differences in heavy metals and nutrients contents, Ca/Mg ratio and pH between the two localities. Those results fitted with the function of the candidate...
|
|
|
Vliv atmosférických srážek na otevírání prašníků
Kampová, Anna ; Vosolsobě, Stanislav (vedoucí práce) ; Valuchová, Soňa (oponent)
Dehiscence prašníků je důležitý děj, který se odehrává v závěru životního cyklu rostliny. Jedná se o soubor postupně na sebe navazujících kroků, jejichž výsledkem je otevření prašníků. Tím jsou pylová zrna dána k dispozici do prostoru. Proces dehiscence je nutné správně načasovat a synchronizovat s dalšími procesy, které se v rámci rostliny odehrávají - pylová zrna musí být v momentu dehiscence zralá a je rovněž potřeba, aby se otevřel květ. Riziko však představují atmosférické srážky. Ty mohou snížit samčí fitness v případě, že dojde k dehiscenci prašníků tehdy, když jsou vnější podmínky nepříznivé. Cílem této práce bylo podrobné prozkoumání vlivu atmosférických srážek, deště a rosy, na dehiscenci prašníků Arabidopsis arenosa. Bylo zjištěno, že déšť a rosa vedou k odložení finální fáze dehiscence, a pylová zrna tak zůstávají uzavřena v prašníku. Mimo samotných srážek došlo k testování působení vodného a nevodného prostředí na dehiscenci prašníků a k pokusům o transformaci A. arenosa za využití Agrobacterium tumefaciens. Klíčová slova: dehiscence prašníku, otevírání květu, déšť, rosa, Arabidopsis arenosa, Agrobacterium tumefaciens, transformace
|
|
|
Molecular evolution of meiosis in diploids and tetraploids of Arabidopsis arenosa
Holcová, Magdalena ; Schmickl, Roswitha Elisabeth (vedoucí práce) ; Mozgová, Iva (oponent)
Meióza je děj, který je funkčně konzervován přes celou říši eukaryot. Neočekává se tedy, že se bude měnit mezi druhy, natož mezi liniemi uvnitř jediného druhu. Studie z nedávné doby ale ukázaly, že tomu tak není u druhu Arabidopsis arenosa. Pomocí genomických skenů bylo zjištěno značné rozrůznění meiózních genů mezi diploidní a tetraploidní linií tohoto druhu, které bylo vysvětleno jako přizpůsobení meiózy k zdvojnásobení genomu u tetraploidní linie. Navíc bylo jisté rozrůznění patrné i mezi dvěma diploidními liniemi tohoto druhu. V předložené práci se proto zabývám rozborem vlivu pozitivní selekce na meiózní proteiny na úrovni populací a linií. Ukázala jsem, že pozitivní selekce působí na meiózní proteiny ve všech diploidních liniích, především však v linii z Panonské oblasti a z Jihovýchodních Karpat. Pozitivní selekce, kterou jsem pozorovala u diploidních linií ukazuje, že se meióza mohla na vnitrodruhové úrovni vyvíjet různými způsoby. Mohla tak odpovídat na nutnost lokální adaptace, nejspíš k rozdílné teplotě. Nejvíce aminokyselin, na které působila selekce, jsem detekovala v tetraploidní linii, což bylo v souladu s předchozími výsledky genomických skenů. Vzhledem k tomu, že některé interagující meiózní proteiny byly selektovány společně v jedné linii, se domnívám, že byly v procesu koevoluce,...
|
|
| |
|
|
Autopolyploids: particularly hopeful monsters
Holcová, Magdalena ; Schmickl, Roswitha Elisabeth (vedoucí práce) ; Mráz, Patrik (oponent)
Autopolyploidie (znásobení celého genomu organismu) je náročná mutace. Přináší druhům, které ji prodělají, jak náročné výzvy, tak mnohé nové možnosti. Jako první se musí vypořádat s problémy, jako je ustálení nové linie v diploidní populaci rodičů, zajištění správného fungování buňky s dvojnásobným množstvím DNA a obnovení funkční mitózy a meiózy. Poté se však mohou projevit výhodné změny populační genetiky, jako je dvojnásobná efektivní velikost populace a polysomická dědičnost, které zvyšují heterozygotnost a genetickou variabilitu v nové polyploidní linii. Dále také snižují negativní působení genetického driftu a inbrední deprese. Z evolučního úhlu pohledu je patrné, že vlastnictví jednoho genomu navíc umožňuje selekci, aby působila na geny mnohem volněji. Alely si tak rychle rozdělí své dřívější funkce nebo získají funkce zcela nové. Abych lépe demonstrovala molekulární mechanismy působení selekce na populační úrovni, zvolila jsem jako modelový příklad evoluci genů pro meiózu u polyploidního druhu Arabidopsis arenosa (brukvovité, Brassicaceae). Je to jediný diploidně-autotetraploidní druh v rodě Arabidopsis, který je klíčovým rostlinným modelem. Jako takový A. arenosa umožňuje klást si obecné otázky ohledně příčin a důsledků celogenomové duplikace u rostlin. A. arenosa zůstával (na rozdíl od...
|
host ::
RSS.