Evoluční ekologie rodu Geosmithia

• Thesis title in Czech: Evoluční ekologie rodu Geosmithia
• Thesis title in English: Evolutionary ecology of the genus Geosmithia
• Key words: evoluční ekologie, Geosmithia, podkorní hmyz, velikost genomu,enzymatický profil, mastné kyseliny, ergosterol
• English key words: evolutionary ecology, Geosmithia, bark beetles, genome size, enzymatic profile, fatty acids, ergosterol
• Academic year of topic announcement: 2010/2011
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Botany (31-120)
• Supervisor: Mgr. Miroslav Kolařík, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 10.11.2010
• Date of assignment: 04.01.2011
• Date of electronic submission: 14.08.2013
• Date of proceeded defence: 09.09.2013
• Opponents: doc. RNDr. Milan Gryndler, CSc.
• Advisors: RNDr. Sylva Pažoutová, CSc.

Preliminary scope of work

Rod Geosmithia čítá na padesát druhů hub, které žijí v symbiose s kůrovci. Tento rod je díky své taxonomické i ekologické diverzitě vynikajícím modelem pro studium evoluční ekologie hub žijících v symbióze s podkorním hmyzem a vzniku ambrosiových hub. Těsná koevoluce s kůrovci vystavila tyto houby selektivním tlakům, které vedly k velkým adaptacím v morfologii i fyziology. Komplexní rekonstrukce evoluce celé skupiny, včetně poznání toho jak a proč k ní docházelo a jaké adaptivní změny ji provázely, bude provedena na základě informací o příbuznosti geosmithií, areálu výskytu, hostitelské specificitě, ekologii vektoru, a dále o fyziologických vlastnostech a biochemickém složení. Dále bude zjišťován evoluční mechanismus náhlého vzniku druhů velkosporých ambrosiových druhů.Tato část bude zahrnovat studium velikosti genomu za cílem odhalit případnou , a u hub velmi netradiční, speciaci pomocí polyploidizace.
Cílem práce je: U vybraných kmenů zjistit:
1) Zjistit spektrum využívaných zdrojů C, N, P, S a nutričních doplňků. Cílem je popsat adaptace na daný substrát (požerky v lýku či dřevě), který je často díky stabilní ekologické nice značně specifický a lze tedy očekávat druhově specifické změny enzymatické výbavy. Tato část bude zahrnovat optimalizaci a použití systému BIOLOG.
2) Charakterizovat nutriční hodnotu jednotlivých druhů. Měřen bude obsah DNA (výrazný zdroj P a N), ergosterolu a mastných kyselin, tedy látek důležitých pro výživu kůrovců. Poměr výživné a nevýživné části buňky (protoplast/buněčná stěna) bude zjišťován pomocí optické mikroskopie.
3) Zjistit aktivitu základních enzymů katabolismu polysacharidů (celulosa, chitin), bílkovin a DNA.
4) Na modelovém případu Geosmithia sp. 8 a G. microcorthylii studovat rozdíly ve velikosti a komplexitě genomu. Tato část zahrnuje optimalizaci průtokové cytometrie u hub.
Jednotlivé charakteristiky budou namapovány na fylogenetický strom rodu, a budou hledány taxonomickou příbuzností nepodmíněné korelace mezi ekologií houby a jejím fyzio-, biochemickým profilem. U sledovaných charakteristik (např. určitý zdroj C), které budou vykazovat podobnou korelaci, bude hledána příčina korelace pomocí publikovaných dat.
Vstupní materiál: Izoláty Geosmithia spp. (50 izolátů). Jsou vybrány kmeny reprezentující jak druhy saprofytní tak druh parasitický; volněji asociované symbionty lýkožravých i obligátní symbionty ambrosiových kůrovců; druhy s úzkou vazbou na opadavé dřeviny či konifery vybraných kmenů u vybraných kmenů rodu. Sledované znaky jsou mozaikovitě distribuovány v několika nepříbuzných fylogenetických liniích rodu, což umožní odfiltrovat vliv příbuznosti. Známy jsou také fylogenetické vztahy v rámci rodu.