velikost textu

Molecular phylogeny and evolutionary trends in Hieracium (Asteraceae, Lactuceae)

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:
Molecular phylogeny and evolutionary trends in Hieracium (Asteraceae, Lactuceae)
Název v češtině:
Molekulární fylogeneze a evoluční trendy v rodě Hieracium (Asteraceae, Lactuceae)
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Karol Krak, Ph.D.
Školitel:
Dr. Judith Fehrer, Ph.D.
Oponenti:
Mgr. Judita Zozomová, Ph.D.
Gonzalo Nieto Feliner, Dr.
Id práce:
84716
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra botaniky (31-120)
Program studia:
Botanika (P1507)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 8. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Hieracium, molekulární fylogeneze, hybridizace, evoluce
Klíčová slova v angličtině:
Hieracium, molecular phylogenetics, hybridization, evolution
Abstrakt:
Abstract Pravé jestřábníky (Hieracium podrod Hieracium s. str.) se vyznačuje extrémní morfologickou variabilitou a různorodostí ploidních úrovní, která je spojená s různýma způsoby reprodukce. Předpokládá se, že v minulosti probíhala v rámci podrodu rozsáhlá hybridizace. V současné době je však hybridizace velice vzácná. Taxonomie podrodu je dost dobře propracována a diverzita na úrovni druhů je podrobně popsaná. Na druhé straně evoluční vztahy mezi jednotlivými druhy zatím nebyli studovány. Tato studie představuje první a zatím jedinou práci zaměřenou na objasnění těchto vztahů pomocí molekulárně biologických metod. Do analýz byly zahrnuty výlučně základní druhy (diploidní i polyploidní), které jsou morfologicky dobře odlišitelné a jsou chápány jako základní evoluční linie v rámci podrodu. Byli analyzovány sekvence dvou úseků chloroplastové DNA (trnT-trnL and trnV-ndhC) a mezerníkového úseku ETS, jádrové ribosomální DNA (nrDNA). V rámci studie byli vyvinuty tři nové low-copy jaderné markery, vhodné pro fylogenetické analýzy u Hieracium s. str., a každý z nich vykazoval vyšší variabilitu než nrDNA ETS. Jeden z nich, konkrétně část genu kódujícího enzym Squalen syntetázu (sqs), byl využit v rámci studie jako další jaderný úsek. Na základě analýzy sekvencí nrDNA ETS byly v podrodu Hieracium s. str. identifikovány dvě základní vývojové větve, korespondující s geografickým rozšířením druhů. Tyto výsledky jsou dále v souladu s výsledky zjištěnými na základě stanovení celkového obsahu DNA. Na druhé straně na základě analýz chloroplastové DNA a sqs nebyli tyto dvě hlavní skupiny identifikovány. Tyto markery spíš potvrdili existenci několika podskupin vymezených v rámci dvou hlavních vývojových větví. Nízká variabilita u ETS a neobjasněné fylogenetické vztahy mezi terminálními skupinami u sqs a chloroplastové DNA naznačují, že Hieracium s. str. je relativně mladá skupina s recentní speciací. V rámci podrodu byla odhalena nečekaně vysoká míra hybridizace a to i přes to, že do studie byli zahrnuty pouze základní druhy. Překvapivý je hlavně fakt, že hybridní původ byl odhalen i v případě diploidních taxonů. Předpokládá se že hybridizace je daleko rozsáhlejší, ale její detekce je stěžena probíhajícími populačně genetickými (genetický drift, selekce, incomplete lineage sorting) a nebo genomickými (concerted evolution) procesy. Na základě těchto výsledků lze považovat mezidruhovou hybridizaci za hlavní způsob speciace podrodu Hieracium s. str. U některých rostlin u kterých byl potvrzen hybridní původ byl identifikován unikátní genetický materiál. S nejvyšší pravděpodobností se jedná o sekvence již vyhynulých taxonů reprezentujících rodičovské linie těchto hybridů. Tato zjištění naznačují, že diverzita v rámci podrodu Hieracium s. str. byla v minulosti ještě větší než jakou nacházíme v současnosti.
Abstract v angličtině:
Abstract The hawkweed subgenus Hieracium s. str. is notoriously known for its extreme morphological variability and variation in ploidy levels that is associated with differences in modes of reproduction. Extensive past hybridization is supposed for the subgenus, but recent hybridization was evidenced only in few cases. The subgenus attracts the attention of botanists already for more than a century. Therefore the species diversity is largely examined and the taxonomy of the subgenus is well elaborated, although several contradictory taxonomic concepts exist. However the relationships among the species are unknown and haven’t been studied yet. The investigation of these relationships from a phylogenetic perspective using molecular approaches was the main aim of the presented thesis. Basic species (both diploid and polyploid), representing morphologically unique taxa, that are supposed to be the basic evolutionary units of the subgenus were studied. The sequences of two intergenic spacers of the cpDNA (trnT-trnL and trnV-ndhC) and the external transcribed spacer of the nuclear ribosomal DNA (nrDNA ETS) were analyzed. Moreover, three new low-copy nuclear markers with higher variability than nrDNA and cpDNA markers were developed and their suitability for phylogenetic studies in Hieracium s. str. was evaluated. One of these, a part of the gene coding for squalene synthase (sqs) was included to the study as the second nuclear marker. Based on ETS, two previously unrecognized major evolutionary lineages were found, that correlated well with the geographic origin and distribution of the species. The observed pattern in genome size variation was in high correlation with this phylogenetic pattern. On the other hand, the cpDNA and sqs phylogenies were incongruent with the ETS, in respect of these major groups. However, they reflected well the subgroups identified within the major ETS clades. This pattern together with the low interspecific variability of the ETS indicates that Hieracium s. str. is a group with rather recent speciation. The level of interspecific hybridization found greatly exceeded the previous expectations: almost half of the studied accessions was evidenced to be of hybrid origin. Moreover, hybrid origin was inferred not only for the polyploids, but it concerned diploids as well. Genetic material representing most probably already extinct parental lineages was identified in some of the hybrid accessions. Hybridization in the subgenus is probably even more abundant as described above, but its detection was obscured by population level (genetic drift, ncomplete lineage sorting) or intragenomic (concerted evolution) processes.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Karol Krak, Ph.D. 2.34 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Karol Krak, Ph.D. 22 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Karol Krak, Ph.D. 45 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Karol Krak, Ph.D. 44 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Karol Krak, Ph.D. 780 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Judita Zozomová, Ph.D. 385 kB
Stáhnout Posudek oponenta Gonzalo Nieto Feliner, Dr. 142 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 648 kB