Tato diplomová práce se zabývá pářením včely medonosné (Apis mellifera), odhadem počtu trubců, kteří se s matkou pářili a zalétavostí trubců v rámci stanovišť. V teoretické části jsou charakterizovány tři kasty včel a život ve včelstvu. Je popsán život trubce a konkrétněji život abnormálních diploidních trubců. Dále je práce zaměřena na páření včely a způsob haplodiploidního určení pohlaví a v návaznosti objasnění zapojení vybraných genů csd, fem a dsx do určení pohlaví včely. Dále jsou zmíněny geny, které byly objeveny skupinou The Honey Bee Genome Sequencing Consortium. Následuje obecná charakteristika mikrosatelitů a popsání mikrosatelitů pro včelu medonosnou. V praktické části této diplomové práce je zahrnut odběr vzorků z 5 různých stanovišť, celkem 5 matek a 60 trubců včely medonosné. Ze zadečků matek byly vypreparovány semenné váčky. Z nich z těl matek i těl trubců byla izolována DNA. Dále byly optimalizovány podmínky PCR pro 20 polymorfních mikrosatelitů. Při testování vzorků na mikrosatelitech byl vyloučen jeden mikrosatelit, který neposkytl žádný PCR produkt a 3 mikrosatelity z důvodu poskytnutí pouze monomorfního PCR produktu. Následně u celkem 16 polymorfních mikrosatelitů na 65 testovaných jedincích (70 vzorcích) byla zjištěna většinou nízká variabilita a bylo detekováno od 2 do přibližně 12 alel na lokus. PCR produkty DNA ze semenného váčku neumožňují rozhodnout o přesném počtu trubců, kteří se páří s matkou.
Anotace v angličtině
This master thesis studies mating in honey bees (Apis mellifera) on drone congregation area, attemps to estimate the number of drones who mated with the queen bee and the drones flightability within their habitats.
The theoretical section of the thesis outlines the life in a bee hive. It focuses on the life of drones and specifically on the life of diploid drones. It describes the mating proces between the queen and the drone, the haplodiploid sex determination of honey bees and the involvement of genes in complementary sex determination in honey bee csd, fem and dsx. The genes discovered by The Honey Bee Genome Sequencing Consortium are presented.
A general characteristic of microsatellites and particularly the microsatellites isolated for the honey bee ends this section.
The practical part of the thesis covers the samples taken from bee hives and the isolation of the genome DNA of 5 bee queens and 60 drones. The spermatheca of the queen bee abdomen was dissected and from every sample the genome DNA was isolated. The conditions for PCR of 20 microsatellites were optimized. During the experiment four microsatellites were excluded, one witholding any PCR product and three microsatellites which provided only monomorphic PCR products. Subsequently, in a total of 16 polymorphic microsatellites in 65 tested individuals (70 samples), a low variability was found, whilst 2 to 12 alleles per locus were detected. PCR products of DNA from spermatheca are not capable to determine the exact number of drones that mated with the queen bee.
Tato diplomová práce se zabývá pářením včely medonosné (Apis mellifera), odhadem počtu trubců, kteří se s matkou pářili a zalétavostí trubců v rámci stanovišť. V teoretické části jsou charakterizovány tři kasty včel a život ve včelstvu. Je popsán život trubce a konkrétněji život abnormálních diploidních trubců. Dále je práce zaměřena na páření včely a způsob haplodiploidního určení pohlaví a v návaznosti objasnění zapojení vybraných genů csd, fem a dsx do určení pohlaví včely. Dále jsou zmíněny geny, které byly objeveny skupinou The Honey Bee Genome Sequencing Consortium. Následuje obecná charakteristika mikrosatelitů a popsání mikrosatelitů pro včelu medonosnou. V praktické části této diplomové práce je zahrnut odběr vzorků z 5 různých stanovišť, celkem 5 matek a 60 trubců včely medonosné. Ze zadečků matek byly vypreparovány semenné váčky. Z nich z těl matek i těl trubců byla izolována DNA. Dále byly optimalizovány podmínky PCR pro 20 polymorfních mikrosatelitů. Při testování vzorků na mikrosatelitech byl vyloučen jeden mikrosatelit, který neposkytl žádný PCR produkt a 3 mikrosatelity z důvodu poskytnutí pouze monomorfního PCR produktu. Následně u celkem 16 polymorfních mikrosatelitů na 65 testovaných jedincích (70 vzorcích) byla zjištěna většinou nízká variabilita a bylo detekováno od 2 do přibližně 12 alel na lokus. PCR produkty DNA ze semenného váčku neumožňují rozhodnout o přesném počtu trubců, kteří se páří s matkou.
Anotace v angličtině
This master thesis studies mating in honey bees (Apis mellifera) on drone congregation area, attemps to estimate the number of drones who mated with the queen bee and the drones flightability within their habitats.
The theoretical section of the thesis outlines the life in a bee hive. It focuses on the life of drones and specifically on the life of diploid drones. It describes the mating proces between the queen and the drone, the haplodiploid sex determination of honey bees and the involvement of genes in complementary sex determination in honey bee csd, fem and dsx. The genes discovered by The Honey Bee Genome Sequencing Consortium are presented.
A general characteristic of microsatellites and particularly the microsatellites isolated for the honey bee ends this section.
The practical part of the thesis covers the samples taken from bee hives and the isolation of the genome DNA of 5 bee queens and 60 drones. The spermatheca of the queen bee abdomen was dissected and from every sample the genome DNA was isolated. The conditions for PCR of 20 microsatellites were optimized. During the experiment four microsatellites were excluded, one witholding any PCR product and three microsatellites which provided only monomorphic PCR products. Subsequently, in a total of 16 polymorphic microsatellites in 65 tested individuals (70 samples), a low variability was found, whilst 2 to 12 alleles per locus were detected. PCR products of DNA from spermatheca are not capable to determine the exact number of drones that mated with the queen bee.
1. Vypracování rešerše na téma diplomové práce (páření včely medonosné, biologické a genetické aspekty, mikrosatelity ve včelím genomu atd.).
2. Shromáždění dostupných literárních zdrojů.
3. PCR amplifikace DNA včelích matek a DNA ze zásob trubčího spermatu v jejich tělech pro určení počtu trubců, se kterými se pářily - optimalizace izolace trubčí DNA přímo z trubců a ze semenného váčku oplozených matek, výběr optimálních polymorfních mikrosatelitů (testování podmínek jejich amplifikace a PAGE separace).
Zásady pro vypracování
1. Vypracování rešerše na téma diplomové práce (páření včely medonosné, biologické a genetické aspekty, mikrosatelity ve včelím genomu atd.).
2. Shromáždění dostupných literárních zdrojů.
3. PCR amplifikace DNA včelích matek a DNA ze zásob trubčího spermatu v jejich tělech pro určení počtu trubců, se kterými se pářily - optimalizace izolace trubčí DNA přímo z trubců a ze semenného váčku oplozených matek, výběr optimálních polymorfních mikrosatelitů (testování podmínek jejich amplifikace a PAGE separace).
Seznam doporučené literatury
1) Jennions, M.D. et al. (2010): Why do females mate multiply? A review of the genetic benefits. Biological Reviews 75, 2164.
2) Solignac, M. et al. (2003): Five hundred and fifty microsatellite markers for the study of the honeybee (Apis mellifera L.) genome. Molecular Ecology Notes 3, 307311.
3) Tarpy, D.R. et al. (2015): Mating frequencies of honey bee queens (Apis mellifera L.) in a population of feral colonies in the northeastern United States. Plos One 10 (3), e0118734.
4) Withrow, J.M. et al. (2018): Cryptic "royal" subfamilies in honey bee (Apis mellifera) colonies. Plos One 13 (7), e01199124.
5) Previtali, C. et al. (2008): Observation by microsatellite DNA analysis of sperm usage in naturally mated honeybee queens (Apis mellifera ligustica) over a period of two years. Italian Journal of Animal Science, 7, 465478.
Seznam doporučené literatury
1) Jennions, M.D. et al. (2010): Why do females mate multiply? A review of the genetic benefits. Biological Reviews 75, 2164.
2) Solignac, M. et al. (2003): Five hundred and fifty microsatellite markers for the study of the honeybee (Apis mellifera L.) genome. Molecular Ecology Notes 3, 307311.
3) Tarpy, D.R. et al. (2015): Mating frequencies of honey bee queens (Apis mellifera L.) in a population of feral colonies in the northeastern United States. Plos One 10 (3), e0118734.
4) Withrow, J.M. et al. (2018): Cryptic "royal" subfamilies in honey bee (Apis mellifera) colonies. Plos One 13 (7), e01199124.
5) Previtali, C. et al. (2008): Observation by microsatellite DNA analysis of sperm usage in naturally mated honeybee queens (Apis mellifera ligustica) over a period of two years. Italian Journal of Animal Science, 7, 465478.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Obhajobu diplomové práce studentky Kateřiny Sapákové zahájil prof. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Studentka seznámila komisi s hlavními částmi a výsledky své práce. Následovalo přečtení posudku vedoucího práce RNDr. Petra Nádvorníka, Ph.D. a oponenta doc. RNDr. Vladana Ondřeje, Ph D.
Studentka pak reagovala na připomínky a dotazy.
Prezentace studentky obsahovala tato témata:
- Včela medonosná: charakteristika, hospodářský význam
- Páření včel - nejasný počet trubců
- Mikrosatelity včely medonosné
- Odběr biologického materiálu, design experimentu
- Analýza semenných váčků s cílem identifikace počtu pářících se jedinců
V rozpravě byly uvedeny následující připomínky či nastoleny tyto problémy:
- Určení pohlaví včely medonosné - autor správného určení
- Mechanismus determinace pohlaví - funkčnost sestřihového faktoru kódovaného genem csd
- Výběr primerů pro analýzu mikrosatelitních markerů včel, jejich spolehlivost
- Jak byl historicky určen počet trubců, se kterými se páří samice
- Variabilita mikrosatelitních markerů u příbuzných a nepříbuzných jedinců
Studentka na dotazy položené oponentem práce a členy komise reagovala pohotově, adekvátně, se znalostí problematiky.