Taxonomická studie rodu Zygnema (Zygnematophyceae, Viridiplantae)

• Název v anglickém jazyce: Taxonomic study of the genus Zygnema (Zygnematophyceae, Viridiplantae)
• Klíčová slova: konfokální mikroskopie, konjugace, molekulární fylogenetika, ontogeneze chloroplastu, polyploidie, taxonomie, zygospory, Zygnema
• Klíčová slova anglicky: confocal microscopy, conjugation, molecular phylogeny, chloroplast ontogeny, polyploidy, taxonomy, zygospores, Zygnema
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra botaniky (31-120)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jan Šťastný, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 01.10.2014
• Datum zadání: 01.10.2014
• Konzultanti: doc. Mgr. Pavel Škaloud, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Kosmopolitně rozšířený a druhově bohatý rod Zygnema, patřící mezi zelené vláknité spájivé řasy (Zygnemataceae), tvoří mnohdy dominantní část biomasy v různých sladkovodních biotopech. I přes jeho značný ekologický význam není ovšem jeho taxonomie doposud uspokojivě vyřešena. Jeho tradiční morfologický druhový koncept je založen na znacích asociovaných s charakteristickým způsobem pohlavního rozmnožování (tzv. konjugací), jako jsou např. typ spájení, poloha, ornamentace či barva zygospor. Bohužel však tento tradiční koncept nebyl v rámci existujících studií vůbec (či pouze velmi slabě) vztažen k moderním fylogenetickým datům. Primárním cílem práce bude tedy propojit tradiční morfologické znaky s fylogenetickými daty a zjistit, které z nich korelují s fylogenezí a jsou proto evolučně významné, a které naopak sdílejí zástupci napříč jednotlivými liniemi.
Tradiční morfologická taxonomie u spájivých zelených řas je mnohdy (např. u blízce příbuzného rodu Spirogyra) dále komplikována častou polyploidií, přičemž různé ploidní úrovně mohou vykazovat např. různou šířku vegetativních buněk či velikost zygospor, jež jsou též pomocnými determinačními znaky. U rodu Zygnema ovšem prozatím konkrétní důkazy o vlivu tohoto fenoménu chybí. Dalším dílčím cílem práce bude tedy v rámci vhodných, morfologicky diverzifikovaných populací (tj. s podezřením na to, že by se mohlo jednat pouze o směs různých ploidních úrovní téhož genotypu), zjistit s využitím průtokového cytometru rozsah možné polyploidie a její morfologické projevy.
Třetím cílem projektu bude využití konfokální mikroskopie pro detailní studium morfologie a ontogeneze chloroplastů vybraných kmenů za účelem odlišení a charakterizace jednotlivých fylogenetických cladů právě na základě tohoto znaku. Konfokální mikroskopie byla již v minulosti podobným způsobem úspěšně využita například v taxonomii zelených kokálních řas a je tudíž slibným a perspektivním nástrojem i pro studium diverzity v rámci rodu Zygnema.
Vzhledem k tomu, že práce bude primárně zaměřena na studium přírodních populací, bude posledním dílčím cílem co nejpřesnější ekologická charakterizace zjištěných druhů / fylogenetických cladů.