Molekulární aspekty mezidruhové hybridizace jeseterovitých ryb ve vztahu k polyploidii a in situ konzervaci

Ing. Miloš HAVELKA

Doctoral thesis

Molecular aspect of interspecific hybridization of sturgeons related to polyploidy and in situ conservation

Abstract:

Jednotlivé druhy jeseterů (nadřád: chrupavčití, řád: jeseteři) vykazují výraznou disjunkci areálu svého rozšíření na severní polokouli. Jejich potravní specializace, morfologie, evoluční historie a také status kriticky ohrožených druhů, v některých případech dokonce druhů na pokraji vyhynutí, dělá z jeseterů a veslonosů jednu z nejzajímavějších skupin obratlovců na naší planetě. Mimoto, ploidní diverzita jeseterovitých ryb, reprezentovaná druhy s ~ 120 chromozómy, 240 ? 270 chromozómy a jedním druhem s ~ 360 chromozómy v jádrech svých buněk, poskytuje unikátní model pro studium evolučních procesů jdoucích skrze celogenomové duplikační události. Jeseterovité ryby jsou také notoricky známé pro svoji výraznou náchylnost k mezidruhové hybridizaci, která může mít za následek tvorbu hybridů s různými úrovněmi ploidie. Všechny tyto skutečnosti dělají ze studia genetiky a cytogenetiky jeseterovitých ryb prosperující, ale také obtížnou oblast vědeckého poznání. V této práci byl za pomoci zvolených molekulárních márkrů studován význam celogenomových duplikačních a funkčně redukčních událostí v evoluci jeseterů, jejich ploidní úrovně a ploidní vztahy uvnitř tohoto řádu chrupavčitých ryb. Dále byl studován původ abnormálních ploidních úrovní jeseterovitých ryb a také vzor segregace mikrosatelitních alel při mezidruhové hybridizaci polyploidních druhů jeseterů. S ohledem na všechny předpoklady a pozorování popsané v této studii jsme dopěli k závěru, že evoluce jeseterovitých ryb je stále dynamicky probíhající proces, který může probíhat skrze allopolyploidizační stejně tak jako autopolyploidizační události.

Abstract:

Sturgeons (Chondrostei: Acipenseriformes) display markedly disjunct distributions with a wide occurrence in the northern hemisphere. Their unique benthic specializations, conserved morphology, evolutionary age, the variation in their basic diadromous life history, and the large public interest due to their near extinction or critically endangered status make sturgeons and paddlefishes one of the most interesting group of vertebrates. In addition to that, ploidy diversity of Acipenseriformes possessing three ploidy groups having ~ 120 chromosomes, ~ 240 ? 270 chromosomes and ~ 360 chromosomes provides unique model for investigation of evolutionary processes which were going through the genome duplication events. Sturgeons are also notoriously known for their strong propensity to interspecific and intergeneric hybridization which can result in hybrids with various ploidy levels. All these facts make sturgeon genetics and cytogenetics a thriving but also complicated area for research. In the present work, the role of genome duplication and functional reduction evens in evolution of sturgeon species as well as sturgeons? ploidy levels and ploidy relationships among Acipenseriformes were investigated using molecular markers. In addition to that, clarification of origin of abnormal ploidy levels and observation of segregation pattern of microsatellite alleles in the course of hybridization of polyploid sturgeon species were included into this study. With regard to the all considerations and observations provided by this study we concluded that evolution of sturgeon species is still widely dynamic and ongoing process which might goes through the allopolyplodization as well as autopolyplidization events.

Keywords

genetika, jeseter, evoluce, ploidní úrovně, polyploidizace, molekulární marker

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 8. 2013

Accessible from:: 27. 8. 2013

Thesis defence

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery