Intraspecific plant-soil feedback as a mechanism underlying invasiveness of neophytes of the Czech Republic

• Název práce v češtině: Vnitrodruhová zpětná vazba mezi rostlinou a půdou jako mechanismus invazivnosti neofytů České republiky
• Název v anglickém jazyce: Intraspecific plant-soil feedback as a mechanism underlying invasiveness of neophytes of the Czech Republic
• Klíčová slova: vnitrodruhová zpětná vazba mezi rostlinou a půdou, rostlinné vlastnosti, invazní rostliny, neofyty České republiky
• Klíčová slova anglicky: intraspecific plant-soil feedback, plant traits, invasive plants, neophytes of the Czech Republic
• Akademický rok vypsání: 2015/2016
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra botaniky (31-120)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Zuzana Münzbergová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem, čeká na schválení garantem
• Datum přihlášení: 11.11.2015
• Datum zadání: 11.11.2015
• Datum odevzdání elektronické podoby: 15.08.2017
• Datum proběhlé obhajoby: 11.09.2017
• Oponenti: RNDr. Kateřina Štajerová, Ph.D.
• Konzultanti: RNDr. Anna Florianová, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Cílem mé diplomové práce je zjistit, jaký má přímá zpětná vazba mezi rostlinou a půdou vliv na invazivnost rostlin. Konkrétně chci testovat hypotézu, že pozitivní přímá zpětná vazba je významným faktorem podporujícím invazivnost druhů. Tuto hypotézu budu testovat pomocí experimentu sledujícího 34 nepůvodních druhů rostlin, z nichž polovina je v ČR invazní a polovina naturalizovaná, ale neinvazní. U těchto druhů srovnám jejich růst v půdě kultivované daným druhem (tj. v půdě ovlivněné přímou zpětnou vazbou) a v půdě nekultivované. Porovnáváním nadzemní a podzemní biomasy mezi ovlivněnou a kontrolní půdou se pokusím určit, zda li má rostlina pozitivní či negativní přímou zpětnou vazbu a jestli invazní rostliny vykazují pozitivní nebo alespoň méně negativní zpětnou vazbu než rostliny neinvazní.

Metodika:
Při realizaci projektu budu pracovat s vybranými druhy ze souboru druhů, který byl využit ve studiích Kubesova et al. (2010) a Moravcova et al. (2010). 17 druhů je invazních a 17 naturalizovaných, ale neinvazních.
Přímou zpětnou vazbu mezi rostlinami a půdou budu zkoumat pomocí tzv. dvoufázového pokusu. V první fázi budu pěstovat rostliny v půdě, ve které následně dojde k biotickým a abiotickým změnám. Tuto ovlivněnou půdu využiji v druhé fázi pokusu, kdy budu pěstovat stejné druhy rostlin v půdě, kterou si ovlivnily a kontrolně v půdě neovlivněné. Po 12 týdnech rostliny sklidím, usuším a zvážím a budu porovnávat biomasu z ovlivněných a kontrolních květináčů. Tímto srovnáním bude možné zjistit, jestli se jedná o pozitivní či negativní přímou zpětnou vazbu a jestli se invazní rostliny liší od neinvazních.

Otázky:
1. Vykazují jednotlivé druhy vybraného souboru rostlin přímou zpětnou vazbu a popřípadě jakou (pozitivní či negativní) a jak silnou?
2. Lze nalézt signifikantní rozdíl mezi silou a směrem zpětné vazby u invazních a neinvazních, ale naturalizovaných druhů rostlin?
3. Jaký význam v rámci invazivnosti rostlin má zpětná vazba v porovnání s ostatními vlastnostmi rostlin, které byly zkoumané již dříve (např. velikost genomu či reprodukční znaky (Kubesova et al., 2010; Moravcova et al., 2010))?
Reference
Kubesova, M., L. Moravcova, J. Suda, V. Jarosik, and P. Pysek, 2010, Naturalized plants have smaller genomes than their non-invading relatives: a flow cytometric analysis of the Czech alien flora: Preslia, v. 82, p. 81-96.
Moravcova, L., P. Pysek, V. Jarosik, V. Havlickova, and P. Zakravsky, 2010, Reproductive characteristics of neophytes in the Czech Republic: traits of invasive and non-invasive species: Preslia, v. 82, p. 365-390.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The aim of my diploma thesis is to examine influence of intraspecific plant-soil feedback on invasiveness of plants. I want to test the hypothesis that intraspecific plant-soil feedback is important mechanism underlying plant invasiveness. I will do it using 34 neophytes of the Czech Republic - half of them is invasive and half of them naturalized, but non-invasive. I will compare their growth in self-conditioned soil with growth in uncultivated soil. From this comparison I will try to determine whether the plant experiences positive or negative intraspecific feedback with soil and whether the invasive plants show positive or at least less negative feedback than non-invasive plants.

Methods:
For realization of the project I will choose plants from the set of species which was used in studies of Kubesova et al. (2010) and Moravcova et al. (2010). 17 species is invasive and 17 naturalized, but non-invasive.
I will examine the intraspecific plant-soil feedback using two-phase experiment method. During the first phase I will plant the species in soil and then I will use this soil in the second phase of the experiment. In the second phase I will plant the same species in their own soil from the fist phase. After 12 weeks plants will be harvested, dried and weighed and I will compare the biomass from the control and conditioned soil.

Questions:
1. What is the direction and intensity of intraspecific plant-soil feedback in neophytes of the Czech Republic?
2. Is there a significant difference in plant-soil feedback between invasive and non-invasive, but naturalized, plant species?
3. Is intraspecific plant-soil feedback better explanation of plant invasiveness than other plants characteristics studied previously (Kubesova et al., 2010; Moravcova et al., 2010)?

References
Kubesova, M., L. Moravcova, J. Suda, V. Jarosik, and P. Pysek, 2010, Naturalized plants have smaller genomes than their non-invading relatives: a flow cytometric analysis of the Czech alien flora: Preslia, v. 82, p. 81-96.
Moravcova, L., P. Pysek, V. Jarosik, V. Havlickova, and P. Zakravsky, 2010, Reproductive characteristics of neophytes in the Czech Republic: traits of invasive and non-invasive species: Preslia, v. 82, p. 365-390.