Plant breeding systems - MB120P144

• Title: Plant breeding systems
• Czech title: Rozmnožovací systémy u rostlin
• Guaranteed by: Department of Botany (31-120)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2019 to 2023
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:2/2, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: English
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. Mgr. Patrik Mráz, Ph.D.; Mgr. Jindřich Chrtek, CSc.
• Teacher(s): Mgr. Jindřich Chrtek, CSc.; doc. Mgr. Patrik Mráz, Ph.D.
• Class: Digestoř pro karyologii/palynologii s odtahem

Annotation

English

Last update: doc. Mgr. Patrik Mráz, Ph.D. (23.02.2022)

Students will learn about variation in breeding systems in vascular plants, methodological approaches for studying
such variation and its evolutionary and ecological consequences. Each lecture will include an introduction to a
specific topic following by student's presentation of selected scientific paper – a case study.

Czech

Last update: doc. Mgr. Patrik Mráz, Ph.D. (23.02.2022)

Pokud nejsou zapsáni anglicky mluvící studenti, bude výuka probíhat v češtině.
Posluchači tohoto kursu získají hlubší poznatky týkající se variability rozmnožování cévnatých rostlin a
metodologických přístupů jak tuto variabilitu a její evolučně-ekologické důsledky zkoumat. Každá přednášky se
bude skládat z úvodu do problematiky, na kterou bude navazovat studentský referát na dané téma - prezentace
případové studie.

Literature

English

Last update: prof. RNDr. Jiří Neustupa, Ph.D. (21.05.2018)

A.J. Richards: Plant Breding Systems. - Garland Science, 1997.

D. Charlesworth: Evolution of plant breeding systems. - Current Biology 16, 2006.

Syllabus

English

Last update: RNDr. Jana Rubešová, Ph.D. (14.09.2019)

1. Introduction - angiosperm plants and their sexual and asexual reproduction
2. Sexual plant reproduction: allogamy versus autogamy, distribution of these features among angiosperm lineages
3. Gene flow witihn and across populations
4. Flowers - structure and function, variation and evolution of flower types in relation to reproduction systems
5. Flowering - spatial and temporal dynamics, phenology
6. Pollination - diversity of pollinating systems, different types of pollinators
7. Pollination at the level of plant communities
8. Pollination trends in bioms - variation at the global level in relation to ecological factors
9. Apomixis - frequently occuring asexual reproduction in angiosperm plants
10. Vegetative reproduction in angiosperm plants
11. Synthesis

The course is taught with the support of the project reg. number CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002362

Czech

Last update: RNDr. Jana Rubešová, Ph.D. (05.09.2019)

1. Úvod
Vymezení a historie disciplíny, vztahy k populační biologii a genetice. Základní způsoby reprodukce u rostlin.

2. Sexuální rozmnožování, alogamie vs. autogamie
Autogamie - vlastnosti, výhody a nevýhody, inbrední deprese, fenotypová plasticita, P:O ratio, ekologie a rozšíření, vztah k životním a růstovým formám. Jednopohlavnost - evoluční historie, rozšíření, teoretické modely. Přechodné stavy - gynodioecie.

3. Genový tok
Metody (přímé a nepříme) na jeho zjištení. Vztah mezi hlavními evolučními mechanismy, reprodukčními systémy a diversitou a diferenciací populací, vztah k foraging strategies opylovačů. Pollen limitation (pověra nebo realita?), assortative mating, vztah mezi vzdáleností přenosu pylu a fitness potomstva (outbrední a inbrední deprese), ideální vzdálenost, vztah k densitě populace.

4. Květy
Tvar, barva, vůně, evoluce květní morfologie, koevoluce s opylovači (význam frekvence a efektivity opylovačů), evoluce andrecea a gynecea. Pyl - morfologie, uchovávaní a přenos, pylová kompetice a preference. Blizna - morfologie, receptivita, vztah mezi typem blizny, typem inkompatibility a typem pylu. Megasporogeneze a vývoj zárodečného vaku. Mikrosporogeneze. Dvojité oplození. Endosperm, endosperm:embryo poměr. Imprinting. Nektar.

5. Fenologie kvetení, množství květů (jeden velký květ vs. bohatá květenství) a relace k foraging strategy opylovačů, hlavní fenologické strategie (příklad z tropů), vztah délky kvetení k diversitě získaného pylu a potomstva, mate choice, geitonogamie; auto-inkompatibita - jedno a vícelokusová, di- a multialelická, dimorfismus, sporofytická a gametocytická, hlavní známé mechanismy, evoluce, rozšíření v rostlinné říši, vztah k populační variabilitě, fitness atd.

6. Opylování
Základní způsoby (abiotické, biotické), výhody a nevýhody. Hlavní skupiny opylovačů a jejich charakteristika, vztahy ke květní morfologii, barvě a dalším atraktantům.

7. Opylování na úrovni společenstev
Syndromy a pollination network. Specialisti versus generalisti. Vztahy k diversitě a fenologii společenstev. Millerian and Batesian mimicry, šálivé květy, cheating, competition a pollination interakce opylování a šíření semen.

8. Opylování a biomy.
Tropy, oblasti mediteránního klimatu, vysoké hory a arktida, pouště. Rozdíly v breeding systémech v rámci populací jednoho druhu nebo blízce příbuzných druhů na gradientu prostředí.

9. Apomixie
Principy a hlavní členění. Rozšíření v rostlinné říši. Důsledky a evoluční význam (slepá ulička nebo odrazový můstek?). Interakce apomikti ´ sexuálové, cykly apomikti - sexuálové. Residuální sexualita a její vztah k ekologickým faktorům.

10. Vegetativní rozmnožování
Typy. Výhody a nevýhody ve srovnání se semenným rozmnožováním. Trade off mezi vegetativním a generativním rozmnožováním

11. Celková syntéza
Propojení jednolivých temat a konkrétní příklady z řešených diplomek.

Předmět je vyučován za podpory projektu Zvýšení kvality vzdělávání na UK a jeho relevance pro potřeby trhu práce, reg.č. CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002362.