Genetická struktura a původ populací druhu Salvia pratensis (Lamiaceae) v České republice

Bc. Tereza Pospíšilíková

Master's thesis

Genetic structure and origin of Salvia pratensis (Lamiaceae) populations in the Czech Republic

Abstract:

Suché trávníky jsou velmi cenná stanoviště hostící značné množství vzácných a ohrožených druhů. Proto je velmi důležitá jejich ochrana. Pro výběr vhodného způsobu ochrany je nutné porozumět pochodům vedoucím k jejich vzniku. Jedním ze způsobů, jak odhalit historii suchých trávníků je genetická analýza druhů, které se na nich vyskytují. Cílem této diplomové práce bylo analyzovat druh šalvěj luční (Salvia pratensis), konkrétně zjistit genetickou strukturu jejích populací, míru mezipopulačního genetického toku, množství původních zdrojových populací a objasnit původ populací v mezofytiku, tedy mimo hlavní, klimaticky nejteplejší oblasti rozšíření. Pro tato zjištění byla použita analýza mikrosatelitů, pomocí které bylo studováno 15 mikrosatelitových lokusů u 617 jedinců, kteří pocházeli z 21 českých a 12 zahraničních středoevropských populací. České populace byly sbírané tak, že 7 populací pocházelo z mezofytika, 8 z českého termofytika a 7 z panonského termofytika. Ukázalo se, že většina populací je geneticky velmi variabilní a probíhá mezi nimi genetický tok. Analýza genetické struktury odhalila, že se na území střední Evropy vyskytuje až devět dobře definovaných genetických linií. Nejvýrazněji se oddělovala linie poměrně nelogicky spojující jednu alpskou populaci se třemi dalšími populacemi roztroušenými na různých místech České republiky. To, co dále spojovalo tyto české populace, byl jejich výskyt na ruderálních stanovištích. V tomto případě se patrně jedná o dálkové zavlečení populace z Alp a jejich etablování na synantropních stanovištích. Jemnější dělení ukazuje na význam populací rostoucích v jižních Čechách na Předšumavských vápencích, které vytváří samostatnou genetickou linii, která se nevyskytuje nikde jinde v prostoru střední Evropy. Tyto populace jsou pravděpodobně značně reliktní, vyskytující se v této oblasti kontinuálně od začátku Holocénu. Další dělení ukázalo podobnost genetické struktury středočeských a severočeských populací s východoevropskými populacemi a naopak moravských se západoevropskými. Populace z oblasti mezofytika jsou z většiny složené z nízkého počtu genetických klastrů a jsou buďto reliktní nebo zřejmě recentně zavlečené. Pouze 2 populace mezofytika pravděpodobně vznikly odvozením z populací termofytika.

Abstract:

Dry grasslands are very valuable biotopes with many rare and endangered species and that is why protecting them is so important. For choosing the right way how to protect them, it is necessary to understand how they developed. One of the tools is a genetic analysis of dry grassland species. In this study, meadow sage (Salvia pratensis) was selected as one of the important dry grassland species in Central Europe. The main goals of this master thesis were: (1) to reveal genetic structure of S. pratensis, (2) to estimate the extent of gene flow, (3) to determine the number of original populations and (4) to clarify the origin of the Czech mesophytic populations which are out of the main thermophytic distribution area. To achieve our objectives, 15 microsatellite loci were used to reveal overall genetic diversity within and between 33 populations (617 individuals). 21 populations originate from the Czech Republic and 12 populations from other Central European countries. At the same time, the Czech populations were grouped to seven mesophytic, eight Czech thermophytic and seven Pannonian thermophytic localities. Most of the populations showed high genetic variability and there is noticeable gene flow between them. The STRUCTURE analysis supported division of the populations into two, four, seven and nine clusters. Surprisingly, the most separated lineage is detected in one Alpine and three Czech populations, which are randomly distributed. However, they share the same ruderal type of biotope. In this case, they were probably introduced from distant Alpine population and established on synanthropic biotopes. In more detailed division, the southern Czech populations on Bohemian Forest limestone create another separated lineage that is unique in the Central European space. These populations are probably relict in this area and occur continuously from the beginning of the Holocene. In addition, the Middle and Northern Czech populations are similarly structured as East European populations and conversely the Moravian populations are similar to West European populations. The populations from the mesophytic area are composed in most of the cases only of a small number of clusters and they are either relict or recently introduced. Only two mesophytic populations developed as a result of derivation from the thermophytic population.

Keywords

xerotermní trávníky, genový tok, Salvia pratensis, populačně genetická struktura

Keywords

gene flow, salvia pratensis, xerothermous grasslands, population genetic structure

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 12. 2019

Thesis defence

• Supervisor: prof. Mgr. Bohumil Mandák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Engineering Ecology / Nature Conservation