Plant Molecular Evolution - MB120P79

• Title: Molekulární evoluce rostlin
• Czech title: Molekulární evoluce rostlin
• Guaranteed by: Department of Botany (31-120)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2023
• Semester: winter
• E-Credits: 3
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Note: enabled for web enrollment; the course is taught as cyclical
• Guarantor: RNDr. Helena Štorchová, CSc.
• Teacher(s): RNDr. Helena Štorchová, CSc.

Annotation

English

Last update: PhDr. Gabriela Kubátová, Ph.D. (14.04.2006)

Please note, the lectures are given in Czech language only. Introduction to the current molecular methods employed for DNA sequence analysis. Its application in population genetics and evolutionary biology will be demonstrated. Synthesis of developmental and evolutionary biology (evo-devo) will be shown in several examples. Bioinformatic approach and discussion of new seminal papers are parts of the course.

Czech

Last update: PhDr. Gabriela Kubátová, Ph.D. (13.05.2005)

Seznámení s analýzou DNA sekvencí a jejím uplatněním v populační genetice a evoluční biologii. Důraz je kladen na analýzu ontogeneticky významných genů. Součástí kurzu je demonstrace bioinformatických postupů a diskuse nad novými publikacemi.

Literature

Last update: PhDr. Gabriela Kubátová, Ph.D. (13.05.2005)

Wen-Hsiung Li: Molecular evolution, Sinauer 1997

Vybrané kapitoly

Requirements to the exam

Last update: RNDr. Alena Kubátová, CSc. (23.04.2012)

Písemná a ústní zkouška je založena na řešení konkretních problémů. Podmínkou úspěchu je kritický rozbor jedné publikace z oboru, která bude studentovi zadána.

Syllabus

English

Last update: RNDr. Alena Kubátová, CSc. (10.10.2008)

Block 1.Plant Genes and Genomes

1. Introduction. DNA and chromosome structure. DNA replication, transcription, translation, reverse transcription. Gene structure. Three plant genomes.

2. Chloroplast genome, its evolution in lower and higher plants. Genes and intergenic regions used as molecular markers in population genetics and phylogenetics.

3. Evolution of plant mitochondrial genome. Recombination and mutation, gene transfer from mitochondrion into nucleus and chloroplast and vice versa. Comparison of mtch and chloroplast genome evolution.

4. Nuclear genome of higher plants. Transposons and retroposons, their activation and silencing. Mechanisms of gene duplication.

5. Genetic consequences of polyploidisation; auto- and allopolyploids. Gene silencing and subfunctionalisation. Transposons in polyploids. Recent and ancient polyploids. Examples of the genome rearrangement in polyploids.

Block 2.

6. DNA sequencing, editing, alignment, BLAST, GenBank, CLUSTALX

7. Practical course ? BLAST, FASTA, alignment; in computer classroom

8. Genetic distance, correction for multiple hits, examples

9. Coding and non-coding sequences, trees ? MP, ML

10. Selection vs. neutrality (Tajima D, HKA), application in search for markers of adaptation

11. Discussion of current papers on plant molecular evolution

Block 3. Development and Evolution

12. Higher plant development. Molecular background of vegetative growth regulation; meristem and organ determination

13. Induction of flowering and flower development. ABC model. Phylogenesis of LEAFY in land plants.

14. Molecular background of plant reproduction. Pollen selfincompatibility, gynodioecy, gender and sex chromosomes in plants

15. Evolution-development (evo/devo): new synthesis of evolutionary genetics

Czech

Last update: RNDr. Alena Kubátová, CSc. (10.10.2008)

Blok 1. Rostlinné geny a genomy

1. Úvod. Struktura DNA a chromozomu. Replikace, transkripce, translace, reverzní transkripce. Struktura genu. Typy rostlinných genomů.

2. Chloroplastový genom, jeho evoluce u nižších a vyšších rostlin. Příklady genů a intergenových oblastí užívaných jako markery v populační genetice a v rostlinné fylogenetice.

3. Mitochondriální genom, jeho evoluce. Rekombinace a mutace, přenos genů z mtch genomu do jádra a chloroplastu. Srovnání evoluce mitochondriálního a chloroplastového genomu u vyšších rostlin.

4. Jaderný genom vyšších rostlin. Transpozony a retropozony, jejich aktivace a umlčení. Mechanismy genové duplikace.

5. Polyploidizace a její genetické důsledky. Auto- a allopolyploidi. Silencing a změna funkce genů. Chování repetitivních sekvencí při polyploidizaci. Recentní a dávní polyploidi. Příklady z okruhu vyšších rostlin

Blok 2. Analýza sekvencí

6. Princip sekvenování, editace sekvencí, alignment. BLAST, FASTA, GenBank, CLUSTALX

7. Praktikum ? BLAST, alignment atd. v počítačové učebně

8. Genetická vzdalenost, korekce mnohonasobne substituce (multiple hit), kdy je vhodné kterou korekci použít.

9. Kodujici a nekodujici sekvence, typy dendrogramů - MP, ML

10. Neutralita vs. selekce (Tajima D, HKA), užití při hledání vhodných markerů adaptace

11. Diskuse publikací (molekulární evoluce vyšších rostlin) ? studenti debatují nad připravenými referáty se současné odborné literatury.

Blok 3. Ontogeneze a evoluce

12. Ontogeneze vyšších rostlin. Molekulární základy regulace vegetativního růstu rostlin, genetická determinace meristému a rostlinných orgánů

13. Indukce kvetení a ontogeneze květu. ABC model. Fylogeneze genu LEAFY u suchozemských rostlin

14. Molekulární základy rostlinné reprodukce. Pylová selfinkompatibilita. Gynodiecie, oddělená pohlaví a pohlavní chromozomy rostlin

15. Evo-devo, aneb syntéza studia ontogeneze a evoluce- nový směr v evoluční genetice rostlin; příklady.