velikost textu

Speciation genomics in nightingales

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:
Speciation genomics in nightingales
Název v češtině:
Genomika speciace u slavíků
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Libor Mořkovský
Školitel:
RNDr. Radka Reifová, Ph.D.
Oponenti:
Prof. Miloš Macholán, CSc.
RNDr. Ing. Lubomír Piálek, Ph.D.
Id práce:
94826
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Zoologie (P1502)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
16. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
speciace; reprodukční izolace; genomika
Klíčová slova v angličtině:
speciation; reproductive isolation; genomics
Abstrakt:
Shrnutí Speciace je obvykle pomalý proces, kde se čas měří v tisících až milionech let. To dělá výzkum speciace obtížným, protože “celou” speciaci nelze ani pozorovat, ani s ní experimentálně ma- nipulovat. Nejvíce informací o speciaci nám poskytne podrobná populační struktura společně s rekonstruovanou populační historií vybraných populací, které považujeme za vznikající nebo nedávno vzniklé druhy. Díky nedávnému vzestupu nových sekvenačních metod lze nyní zjistit genotypy mnoha jedinců ve velkém rozlišení za přijatelnou cenu. Výzkum spe- ciace tím získává nové obzory. Speciace totiž není jeden konkrétní proces, který se pokaždé odehraje podle stejného scénáře, ale spíše symfonie různých událostí, jež vedou v konečném důsledku k (trvalé) reprodukční izolaci dvou subpopulací. Proto je k pochopení celého feno- ménu důležité zkoumat příklady u různých modelových systémů. My jsme si zvolili dva druhy slavíků (Luscinia luscinia a L. megarhynchos), které se oddělily před zhruba 1,8 milionem let, pravděpodobně díky posunům zalednění během střídání dob ledových. Naším hlavním cílem bylo pomocí nových sekvenačních metod (1) detekovat mezidruhové hybridy, (2) odhadnout úroveň genového toku mezi druhy, (3) najít oblasti v genomu slavíka, které podmiňují reprodukční izolaci mezi druhy a konečně (4) prozkoumat roli chromosomu Z při speciaci. Pro rozpoznání hybridů jsme navrhli sadu druhově specifických SNP (single nucleotide poly- morphism) markerů společně s primery pro jejich detekci. V genomu slavíka jsme nalezli několik oblastí se sníženým genovým tokem mezi druhy. Geny v těchto oblastech jsou častěji součástí biochemických drah podílejících se na vývoji oocytu a metabolismu. To je zajímavé obzvláště proto, že samice jsou u F1 hybridů sterilní. Dále jsme vyhodnotili, že genový tok podél celého chromosomu Z je snížený, což naznačuje důležitou roli tohoto chromosomu ve speciaci. Naše výsledky naznačují, že to může být způsobeno silnějším genetickým driftem spojeným se silným pohlavním výběrem působícím na samce. Silný genetický drift může vést k rychlé evoluci chromosomu Z a tím pádem přispívat k rychlejšímu hromadění hybridních nekompatibilit na tomto chromosomu.
Abstract v angličtině:
Summary Speciation is usually a slow process occurring over thousands to millions of years. This makes speciation research difficult because no direct observation or manipulation is possible. At best, we can gain some insight by inferring the population history and structure in very fine detail by investigating genetic markers in multiple individuals of the nascent species. Today, speciation research is in an unprecedented position thanks to the advent of high-throughput sequencing methods, which make it easier and cheaper than ever before to evaluate multiple markers in many individuals. Speciation is not a straightforward process that happens in the same way every time, but rather a phenomenon occurring when genetic and ecological circumstances acting in symphony ultimately lead to reproductive isolation of two subpopula- tions. This is why it is important to study multiple model systems to understand the general principles behind speciation. We worked with two species of nightingales (Luscinia luscinia and L. megarhynchos) that diverged approximately 1.8 Mya, likely due to glacial fluctuations in Europe. Our main goal was to use these new high-throughput sequencing methods to (1) detect interspecific hybrids between the species, (2) estimate levels of interspecific gene flow, (3) find areas of the nightingale genome that underlie reproductive isolation and, finally, (4) study the role of the Z chromosome in speciation. We designed a set of species-specific single nucleotide polymorphism markers, as well as primers for their detection, which can be used for hybrid identification. We found several areas of the genome with reduced inter- specific gene flow, and the genes contained in those genome areas appear to be enriched in pathways related to oocyte development and in metabolic pathways. This is intriguing, especially because females are sterile in F1 hybrids. We also found reduced levels of gene flow along the whole Z chromosome between the species, suggesting a large role of this chromo- some in speciation. Our results suggest that this may be caused by higher levels of genetic drift on the Z chromosome due to stronger sexual selection acting on males. High levels of genetic drift on the Z chromosome may contribute to faster Z chromosome evolution and thus faster accumulation of hybrid incompatibilities on this chromosome.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Libor Mořkovský 58.18 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Libor Mořkovský 417 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Libor Mořkovský 417 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Libor Mořkovský 5.42 MB
Stáhnout Posudek oponenta Prof. Miloš Macholán, CSc. 202 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ing. Lubomír Piálek, Ph.D. 215 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 92 kB