Fakultativní apomixe je jev, kdy se v rámci jednoho taxonu vyskytuje sexuální i apomiktický způsob rozmnožování. U některých taxonů se přitom rozšíření obou reprodukčních způsobů liší geograficky. Skupinou, kde byla tato skutečnost zjištěna relativně nedávno, je tetraploidní komplex Rubus ser. Glandulosi. Předložená práce výrazně rozšiřuje a zpřesňuje poznatky o geografickém rozšíření sexuálního rozmnožování a apomixe u této skupiny, jež byly dosud pro další analýzy nedostačující. Způsob rozmnožování byl stanovován metodou FCSS (flow cytometry seed screen) a bylo zjištěno, že hranice mezi areály sexuálů a apomiktů probíhá Českou republikou a jižním Polskem přibližně jihozápadně-severovýchodním směrem, přičemž sexuálové se vyskytovali v jihovýchodní části a apomikti v severozápadní části areálu taxonu. Data byla použita pro modelování ekologických nik s cílem zjistit, zda je výskyt sexuálů a apomiktů dán rozdíly v jejich ekologických nárocích či je způsoben jinými faktory, např. historickou migrací. Model pro sexuály (až na některé oblasti) zhruba odpovídal jejich skutečnému výskytu, model apomiktů většinou neodpovídal realitě. Modely pro poslední glaciální maximum se navzájem značně lišily a byly zřejmě negativně ovlivněny absencí dat z jižní Evropy. Není proto jasné, z kterých oblastí se tyto ostružiníky během holocénu rozšířily do ostatních území současného areálu. Testy podobnosti a identity nik sexuálů a apomiktů ukázaly, že se niky značně překrývají, což nevysvětluje geografickou partenogenezi. Možná hypotéza, jež bude předmětem dalšího studia, zahrnuje migraci sexuálů během holocénu, vznik apomiktů na okraji areálu sexuálů a ustanovení hranice mezi areály obou reprodukčních skupin vlivem kompetice.
Anotace v angličtině
Facultative apomixis is the phenomenon when both sexual and apomictic reproduction modes occur in a single taxon. In some taxa, distribution of these reproduction modes differs geographically. This fact was observed quite recently in the tetraploid complex of Rubus ser. Glandulosi. The submitted thesis considerably extended and clarified knowledge about geographical distribution of sexual and apomictic reproduction in this group, which was yet insufficient for further analyses. Reproduction mode was determined by FCSS (flow cytometry seed screen) and it was found that borderline between areas of sexuals and apomicts is located in the Czech Republic and southern Poland and it has more or less southwest-northeast direction. Sexuals were observed in south-eastern and apomicts in north-western part of the area. Data were used for ecological niche modelling with the aim to find out whether occurrence of sexuals and apomicts is determined by differences in their ecological requirements or other factors, such as their historical migration. Model for sexuals corresponded well with their actual occurrence (except for some areas), model for apomicts did not correspond with reality. Models for last glacial maximum differed from each other and were negatively affected by lack of data from southern Europe. It is not clear from which areas these brambles spread during the Holocene. Tests of niche similarity and identity of sexuals and apomicts revealed high niche overlap which cannot explain geographical parthenogenesis. One possible hypothesis which will be the object of further study includes migration of sexuals during the Holocene, subsequent origin of apomicts on the edge of sexuals' range and formation of a borderline between areas of these reproductive groups by competition.
Fakultativní apomixe je jev, kdy se v rámci jednoho taxonu vyskytuje sexuální i apomiktický způsob rozmnožování. U některých taxonů se přitom rozšíření obou reprodukčních způsobů liší geograficky. Skupinou, kde byla tato skutečnost zjištěna relativně nedávno, je tetraploidní komplex Rubus ser. Glandulosi. Předložená práce výrazně rozšiřuje a zpřesňuje poznatky o geografickém rozšíření sexuálního rozmnožování a apomixe u této skupiny, jež byly dosud pro další analýzy nedostačující. Způsob rozmnožování byl stanovován metodou FCSS (flow cytometry seed screen) a bylo zjištěno, že hranice mezi areály sexuálů a apomiktů probíhá Českou republikou a jižním Polskem přibližně jihozápadně-severovýchodním směrem, přičemž sexuálové se vyskytovali v jihovýchodní části a apomikti v severozápadní části areálu taxonu. Data byla použita pro modelování ekologických nik s cílem zjistit, zda je výskyt sexuálů a apomiktů dán rozdíly v jejich ekologických nárocích či je způsoben jinými faktory, např. historickou migrací. Model pro sexuály (až na některé oblasti) zhruba odpovídal jejich skutečnému výskytu, model apomiktů většinou neodpovídal realitě. Modely pro poslední glaciální maximum se navzájem značně lišily a byly zřejmě negativně ovlivněny absencí dat z jižní Evropy. Není proto jasné, z kterých oblastí se tyto ostružiníky během holocénu rozšířily do ostatních území současného areálu. Testy podobnosti a identity nik sexuálů a apomiktů ukázaly, že se niky značně překrývají, což nevysvětluje geografickou partenogenezi. Možná hypotéza, jež bude předmětem dalšího studia, zahrnuje migraci sexuálů během holocénu, vznik apomiktů na okraji areálu sexuálů a ustanovení hranice mezi areály obou reprodukčních skupin vlivem kompetice.
Anotace v angličtině
Facultative apomixis is the phenomenon when both sexual and apomictic reproduction modes occur in a single taxon. In some taxa, distribution of these reproduction modes differs geographically. This fact was observed quite recently in the tetraploid complex of Rubus ser. Glandulosi. The submitted thesis considerably extended and clarified knowledge about geographical distribution of sexual and apomictic reproduction in this group, which was yet insufficient for further analyses. Reproduction mode was determined by FCSS (flow cytometry seed screen) and it was found that borderline between areas of sexuals and apomicts is located in the Czech Republic and southern Poland and it has more or less southwest-northeast direction. Sexuals were observed in south-eastern and apomicts in north-western part of the area. Data were used for ecological niche modelling with the aim to find out whether occurrence of sexuals and apomicts is determined by differences in their ecological requirements or other factors, such as their historical migration. Model for sexuals corresponded well with their actual occurrence (except for some areas), model for apomicts did not correspond with reality. Models for last glacial maximum differed from each other and were negatively affected by lack of data from southern Europe. It is not clear from which areas these brambles spread during the Holocene. Tests of niche similarity and identity of sexuals and apomicts revealed high niche overlap which cannot explain geographical parthenogenesis. One possible hypothesis which will be the object of further study includes migration of sexuals during the Holocene, subsequent origin of apomicts on the edge of sexuals' range and formation of a borderline between areas of these reproductive groups by competition.
Studentka ve své bakalářské práci potvrdila výskyt geografické partenogeneze v tetraploidním komplexu ostružiníků ze série Glandulosi a významně zpřesnila a rozšířila informace o tomto unikátním jevu. Stále ovšem chybějí data z části areálu taxonu (např. většiny Čech). Není jasné, jaké jsou příčiny rozdílné geografické distribuce sexuálů a apomiktů, ani jestli data zjištěná metodou FCSS (flow cytometry seed screen, průtoková cytometrie semen) dostatečně přesně odrážejí evoluční procesy v přírodních populacích. V navazující diplomové práci se proto bude studentka věnovat těmto úkolům:
Bude pokračovat v analýze dalších vzorků metodou FCSS, přičemž se bude i nadále podílet na sběru vzorků v terénu tak, aby mohl být identifikován rozdíl v distribuci mezi sexuály a apomikty na celém území střední Evropy.
Rozdíly v ekologických preferencích obou skupin se následně pokusí identifikovat modelováním ekologických nik v programu MaxEnt či podobném.
V případě, že se podaří včas získat potomstvo (semenáčky) z vybraných apomiktických a sexuálních jedinců, bude kvantifikovat jeho klonální diverzitu pomocí mikrosatelitových (SSR; simple sequence repeats) markerů s cílem zjistit, zda existuje rozdíl v reprodukčním chování na úrovni embryí a semenáčků, tj. zda např. nedochází k selekci během klíčení. V případě, že se semenáčky nepodaří získat včas, bude metoda analýzy SSR aplikována na jedince z přírodních populací s podobným cílem, tj. otázkou, zda apomixe zjištěná na úrovni embryí koreluje (a jak moc) s klonální diverzitou v populacích.
Zásady pro vypracování
Studentka ve své bakalářské práci potvrdila výskyt geografické partenogeneze v tetraploidním komplexu ostružiníků ze série Glandulosi a významně zpřesnila a rozšířila informace o tomto unikátním jevu. Stále ovšem chybějí data z části areálu taxonu (např. většiny Čech). Není jasné, jaké jsou příčiny rozdílné geografické distribuce sexuálů a apomiktů, ani jestli data zjištěná metodou FCSS (flow cytometry seed screen, průtoková cytometrie semen) dostatečně přesně odrážejí evoluční procesy v přírodních populacích. V navazující diplomové práci se proto bude studentka věnovat těmto úkolům:
Bude pokračovat v analýze dalších vzorků metodou FCSS, přičemž se bude i nadále podílet na sběru vzorků v terénu tak, aby mohl být identifikován rozdíl v distribuci mezi sexuály a apomikty na celém území střední Evropy.
Rozdíly v ekologických preferencích obou skupin se následně pokusí identifikovat modelováním ekologických nik v programu MaxEnt či podobném.
V případě, že se podaří včas získat potomstvo (semenáčky) z vybraných apomiktických a sexuálních jedinců, bude kvantifikovat jeho klonální diverzitu pomocí mikrosatelitových (SSR; simple sequence repeats) markerů s cílem zjistit, zda existuje rozdíl v reprodukčním chování na úrovni embryí a semenáčků, tj. zda např. nedochází k selekci během klíčení. V případě, že se semenáčky nepodaří získat včas, bude metoda analýzy SSR aplikována na jedince z přírodních populací s podobným cílem, tj. otázkou, zda apomixe zjištěná na úrovni embryí koreluje (a jak moc) s klonální diverzitou v populacích.
Seznam doporučené literatury
Albertini E., Barcaccia G., Carman J. G. & Pupilli F. (2019): Did apomixis evolve from sex or was it the other way around? ? J. Exp. Bot. 70: 2951?2964.
Kalia R. K., Rai M. K., Kalia S., Singh R. & Dhawan A. K. (2011): Microsatellite markers: An overview of the recent progress in plants. ? Euphytica 177: 309?334.
Šarhanová P., Vašut R. J., Dančák M., Bureš P. & Trávníček B. (2012): New insights into the variability of reproduction modes in European populations of Rubus subgen. Rubus: how sexual are polyploid brambles? ? Sex. Plant Reprod. 25: 319?335.
Šarhanová P., Sharbel T.F., Sochor M., Vašut R.J., Dančák M., & Trávníček B. (2017): Hybridization drives evolution of apomicts in Rubus subgenus Rubus: evidence from microsatellite markers. ? Ann. Bot. 120: 317?328.
Tilquin A. & Kokko H. (2016): What does the geography of parthenogenesis teach us about sex? ? Philos. Trans. R. Soc. B 371: 1?16.
Seznam doporučené literatury
Albertini E., Barcaccia G., Carman J. G. & Pupilli F. (2019): Did apomixis evolve from sex or was it the other way around? ? J. Exp. Bot. 70: 2951?2964.
Kalia R. K., Rai M. K., Kalia S., Singh R. & Dhawan A. K. (2011): Microsatellite markers: An overview of the recent progress in plants. ? Euphytica 177: 309?334.
Šarhanová P., Vašut R. J., Dančák M., Bureš P. & Trávníček B. (2012): New insights into the variability of reproduction modes in European populations of Rubus subgen. Rubus: how sexual are polyploid brambles? ? Sex. Plant Reprod. 25: 319?335.
Šarhanová P., Sharbel T.F., Sochor M., Vašut R.J., Dančák M., & Trávníček B. (2017): Hybridization drives evolution of apomicts in Rubus subgenus Rubus: evidence from microsatellite markers. ? Ann. Bot. 120: 317?328.
Tilquin A. & Kokko H. (2016): What does the geography of parthenogenesis teach us about sex? ? Philos. Trans. R. Soc. B 371: 1?16.
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
mapy, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby diplomové práce Věry Forejtové
1. Zahájení obhajob, představení studentky
Prezentace diplomové práce: materiál, metodika, výsledky, diskuse a závěry
2. Posudek vedoucího práce B. Trávníčka
3. Posudek oponenta M. Duchoslava
Odpovědi studentky na otázky oponenta
4. Veřejná rozprava
Smýkal: vysvětlit princip background testu (analýza překryvu nik)
Jak podíl sex/asex druhů ovlivňuje prostředí
Zkoušela jste analýzu výlučně s environmentálními parametry?
Lebeda: jak se ostružiníky šíří
Které faktory ovlivňují jejich rozšíření v Evropě
Smýkal: jaká je klíčivost semen
Lebeda: praktický aplikační přesah vaší studie
5. Hodnocení komise. Studentka na všechny dotazy odpověděla a prokázala že se v problematice orientuje.
Klasifikace: A
11.6.21 předseda komise Prof. A. Poulíčková