Ekologie patosystému Vinca minor – Puccinia cribrata v přirozených populacích

• Název práce v češtině: Ekologie patosystému Vinca minor – Puccinia cribrata v přirozených populacích
• Název v anglickém jazyce: Ecology of the pathosystem Vinca minor – Puccinia cribrata in natural populations
• Klíčová slova: patogeny planých rostlin, abiotické prostředí, rzi, klonální rostliny, ekologie lesa
• Klíčová slova anglicky: wild plant pathogens, abiotic environment, rust fungi, clonal plants,forest ecology
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra botaniky (31-120)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Tomáš Koubek, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 27.11.2017
• Datum zadání: 27.11.2017
• Datum odevzdání elektronické podoby: 09.08.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 03.09.2019
• Oponenti: Mgr. Martin Macek, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Ekologie planých rostlin ve vztahu k jejich patogenům je stále do jisté míry omezena množstvím systémů, z nichž máme informace. Tím je omezena možnost zobecnění a navíc přicházíme o zajímavé případové studie, na nichž by šly pozorovat interakce hostitele s patogenem a s jejich prostředím. Barvínek menší (Vinca minor) je celosvětově rozšířenou ozdobnou rostlinou, která má v Evropě původní výskyt v širším okolí Alp a rozšíření na sever od nich je téměř jistě nepůvodní, což potvrzuje výskyt několika málo středověkých a pozdějších okrasných klonů. Puccinia cribrata je mikrocyklická autoecická rez, která je poměrně hojná například ve Slovinsku, ale nálezy na sever od Rakouska jsou velmi vzácné. Nabízí se otázka, zda jde o vliv prostředí, které neumožňuje výskyt rzi v oblasti s chladnými zimami nebo je to jen otázka rezistence na severu rozšířených klonů. Dále je zajímavé, že i na území Slovinska existují populace čisté a nakažené ve vzdálenostech v řádu stovek metrů od sebe. Jediná zatím nalezená infikovaná populace v ČR se nachází v Českém Krase a umožňuje studovat podrobněji obrat zdravých a nakažených rostlin v populaci. V neposlední řadě je barvínek silně klonální rostlina, což nabízí možnost prozkoumat zatím jen okrajově studovaný vztah chorob a klonálního růstu.

Práce se pokusí A) pomocí terénního mapování najít abiotické faktory ovlivňující výskyt choroby v původním areálu a dále za B) pomoci infekčních experimentů ověřit, zda lze infikovat zdravé populace jak z původního, tak z nepůvodního areálu. Terénní práce se konají v okolí Bovce (SLO) a budou nejspíše rozšířeny o jednu další oblast. Díky nedávno vytvořeným mikrosatelitům na Vinca minor lze zjistit i genetickou variabilitu testovaných populací. C) Případné populační studie nám pomohou zjistit obrat nakažených a zdravých ramet v populaci a způsob udržení nákazy (systemicky vs. sporami vzduchem). Práce ponechává studentovi mnoho dalších vlastních směrů iniciativy, například v použití infikovaných klonů v zahradě pro případné experimenty s klonalitou a translokací v nakažených klonech.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Ecology of wild plants' interactions with their pathogens is generally restricted to several systems which are well studied. This limits our ability not only to generalize but we miss many interesting case studies in which we could study the interplay of host, pathogen and the environment. Vinca minor is world widespread cultivated perennial plant originating in area south of Alps but extending much further north. This area is definitely non-native area for periwinkle as indicated by apparent relict or commercial nature of most of the northern clones. Puccinia cribrata is autoecious microcyclic rust fungus that is almost exclusively restricted to the broad native range of the plant. The burning question is whether this is due to cold winter climate of the northern populations (acting on the fungus or the plants) or if it might be resistance in the broadly distributed clones. In the native area there are populations heavily infected by the fungus but also ones with no infection located in their vicinity. Only northern infected population we know now is in Czech karst and it might be useful for marking and demography of infected and healthy clones. Last but not least Vinca minor is highly clonal which might be a great opportunity to study the interaction of clonality and systemic infection.

The thesis aims to i) use a field study to find determinants of prevalence of the disease in the native area and consequently ii) use inoculation experiments to check if it is possible to infect both infected and healthy populations' plants from both native and introduced range. Additionally we could use newly developed microsatellites to test genetic variability of the populations. iii) A potential demographic study would tell us the turnover of healthy and infected ramets within a population. Generally the work leaves many open possibilities for the students own projects and initiative, e.g. testing hypotheses about interaction of clonality, translocation and systemic pathogen effects.