velikost textu

Cytogenetika vybraných skupin paprskoploutvých ryb (Actinopterygii): Evolučně -ekologické aspekty spjaté s dynamikou repetitivních sekvencí a s výskytem polyploidie

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Cytogenetika vybraných skupin paprskoploutvých ryb (Actinopterygii): Evolučně -ekologické aspekty spjaté s dynamikou repetitivních sekvencí a s výskytem polyploidie
Název v angličtině:
Cytogenetics of selected groups of ray-finned fishes (Actinopterygii): Evolutionary-ecological questions associated with the dynamics of repetitive sequences and the occurrence of polyploidy
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Bc. Alexandr Sember
Školitel:
prof. Ing. Petr Ráb, DrSc.
Oponenti:
Prof. RNDr. František Marec, CSc.
RNDr. Jiří Král, CSc.
Konzultanti:
Mgr. Radka Symonová, Ph.D.
Jörg Bohlen, Dr., Ph.D.
Id práce:
113083
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
30. 6. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
autopolyploidie vs. allopolyploidie, dynamika genomu, GISH/CGH, FISH, heterochromatin, chromozómové přestavby, karyotypová diferenciace, ribozomální RNA, Teleostei, transponovatelné elementy
Klíčová slova v angličtině:
autopolyploidy vs. allopolyploidy, genome dynamics, GISH/CGH, FISH, heterochromatin, chromosome rearrangements, karyotype differentiation, ribosomal RNA, Teleostei, transposable elements
Abstrakt:
Abstrakt Paprskoploutvé ryby (Actinopterygii) jsou druhově nejpočetnější skupinou obratlovců na zemi. Většinu jejich druhové diverzity tvoří ryby kostnaté (Teleostei), jejichž evoluční úspěch bývá spojován s celogenomovou duplikací, která nastala u vzniku této skupiny, tj. po jejich divergenci od ostatních paprskoploutvých ryb. I přes vzrůstající počet genomických a transkriptomických studií je dosud nejvíce informací o genomech ryb známo na úrovni měření obsahů DNA a analýzy karyotypů. Genomy paprskoploutvých a zejména kostnatých ryb jsou značně dynamické a obsahují pestrou škálu repetitivních sekvencí, jejichž variabilita stojí za pozoruhodným rozpětím ve velikostech jejich genomů a má vliv i na diferenciaci karyotypů. Paprskoploutvé ryby jsou proto vhodným modelem pro řadu studií, jejichž cílem je objasnit úlohu genomové variability v procesu evoluce, morfologické a ekologické diverzifikace a adaptace. Zejména mapování repetitivních sekvencí metodou fluorescenční in situ hybridizace (FISH) přineslo v posledních dvou desetiletích poznatky velice užitečné při utváření představ o architektuře rybích genomů a při řešení nejrůznějších evolučních, taxonomických a ekologických otázek. Tato práce se zabývá studiem dynamiky karyotypů, repetitivních sekvencí a polyploidizace u vybraných druhů Teleostei a Chondrostei, jejichž ekologicko- evoluční charakteristiky nabízejí možnost konfrontovat tyto výsledky s komplexnější problematikou. Vedle metod konvenční cytogenetiky bylo zahrnuto mapování genů pro ribozomální RNA, retrotranspozónů a telomerických (TTAGGG)n repetic metodou FISH a mezidruhové srovnávací analýzy metodou komparativní genomové hybridizace (CGH) a genomové in situ hybridizace (GISH). Naše výsledky ukazují, že dynamika a variabilita repetitivních sekvencí mohou hrát podstatnou úlohu v ekologické adaptaci, speciaci a evoluci polyploidních genomů a to i v kontrastu s relativně stabilní makrostrukturou karyotypů (především diploidního počtu chromozómů, 2n). Výsledky této práce prokazují, že molekulárně-cytogenetický přístup je stále plodnou disciplínou, která je schopná vnést světlo do řady dosud neobjasněných témat na úrovni vztahu genomu a evoluce/ekologie rybích druhů a ukazuje důležitost integrace cytogenetických/cytogenomických dat s výsledky jiných vědeckých přístupů.
Abstract v angličtině:
Abstract Ray-finned fishes (Actinopterygii) exhibit the greatest biodiversity among vertebrates. The vast majority of extant actinopterygian fish species belong to clade Teleostei - a lineage whose significant evolutionary success might have resulted from a teleost specific whole- genome duplication (TSGD) that occurred at the onset of this group, subsequent to its divergence from the rest of actinopterygian lineages. Despite the growing body of sequenced fish genomes and analyses of their transcriptomes, the largest contribution to understanding fish genomes comes from analyses of DNA content and from cytogenetics. Genomes of ray-finned fishes and especially those of Teleostei exhibit vast diversity and rapid dynamics of repetitive DNA sequences whose variability is reflected in a wide range of fish genome sizes and in the dynamics behind karyotype differentiation. Therefore, ray-finned fishes offer a unique opportunity to study genome variability as a driving force underlying morphological and ecological diversification, evolution and adaptation. Particularly, the mapping of repetitive DNA sequences by means of fluorescence in situ hybridization (FISH) has proven to be a very useful and informative approach during the last two decades and contributed greatly to our understanding of the fish genome architecture together with new insights into a large amount of evolutionary, ecological and taxonomic matters and questions. The present study is focused on karyotype differentiation, specifically on the distribution of repetitive sequences and polyploidy events in selected species of Teleostei and Chondrostei with the aim to integrate cytogenetic and taxonomic approaches in order to provide a more complex view of particular evolutionary and ecological features of the respective fish groups. Together with conventional cytogenetic analysis, we employed FISH with probes complementary to tandem repetitive sequences such as ribosomal rRNA genes (rDNA), retrotransposable elements and telomeric (TTAGGG)n sequences. Additionally, we performed comparative genome hybridization (CGH) and genomic in situ hybridization (GISH) in order to compare the genomes of hybrid specimens or closely-related species. Our data clearly show that the dynamics and variability of repetitive sequences may play a significant role in ecological adaptation and speciation, as well as in polyploid genome evolution and that this can be traced even in species groups with generally conserved karyotype macrostructure (particularly for the level of diploid chromosome number, 2n). Our results have demonstrated the importance of integrating cytogenetic/cytogenomic approaches with other biological disciplines and that molecular cytogenetics has an enormous potential in the post-genomic era, hence offering new insights towards extending the knowledge on different kinds of unsolved evolutionary-ecological questions related to the evolution of the fish genome.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Bc. Alexandr Sember 40.13 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Bc. Alexandr Sember 74 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Bc. Alexandr Sember 9 kB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. RNDr. František Marec, CSc. 149 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jiří Král, CSc. 97 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 790 kB