Evoluce středoevropských zástupců Gagea sect. Didymobulbos

Mgr. David HORÁK

Doctoral thesis

Evolution of Gagea sect. Didymobulbos in Central Europe

Abstract:

Rod křivatec (Gagea Salisb.) patří mezi evolučně nejdynamičtější rody čeledi liliovité (Liliaceae). Tato práce je zaměřena na dva středoevropské zástupce sekce Didymobulbos Koch, křivatec český (Gagea bohemica (Zausch.)) Schultes et Schultes fil. a křivatec rolní (Gagea villosa (M. Bieb.)). Navíc je prezentováno historické a současné rozšíření sedmi druhů křivatců v České republice, přičemž je podrobně popsána historie výskytu a rozšíření křivatce českého skalního (G. bohemica subsp. saxatilis), velmi vzácného taxonu české flóry. Pro studium evoluce okruhu křivatce českého byl zvolen biosystematický přístup s použitím morfometrické analýzy, průtokové cytometrie, karyologie, molekulárních metod a stanovení barvitelnosti pylu. V území mimo Středomoří je G. bohemica charakterizována výskytem dvou ploidních stupnů, tetraploidů a pentaploidů, včetně jejich smíšených populací. Na základě zjištěných ploidních stupňů, velikosti genomu a jejich rozšíření bylo definováno šest cytogeografických skupin. Tyto skupiny byly potvrzeny také na základě barvitelnosti pylu. Později, za použití trnL-trnF markeru and metody genotyping-by-sequencing (GBS), byl navržen taxonomický koncept, který považuje populace z Českého masivu a severozápadní Panononie za samostatný poddruh G. bohemica subsp. bohemica. Zbylé populace byly zahrnuty pod poddruh G. bohemica subsp. saxatilis bez ohledu na jejich ploidní stupeň. Jedinou výjimkou jsou populace hybridního původu ze Slovenska a Maďarska, které je vhodné hodnotit jako G. bohemica subsp. bohemica var. stenochlamydea. Podobně byla provedena cytogeografická analýza křivatce rolního (G. villosa), která se zaměřila na území České republiky a okolních zemí. Zjištěny byly ovšem jen tetraploidní rostliny s výjimkou jedné hexaploidní populace. Studium stanovištních preferencí tohoto druhu zejména na základě herbářových položek ukázalo nárůst výskytů na synantropních a polopřirozených stanovištích a úbytek výskytů na polích.

Abstract:

The genus Gagea Salisb. is one of the most evolutionarily dynamic in the Liliaceae family. This thesis is focused on two species from section Didymobulbos Koch occurring in Central Europe, Gagea bohemica (Zausch.) Schultes et Schultes fil. and Gagea villosa (M. Bieb.) Sweet. Furthermore, the historical and current distribution of seven species of genus Gagea in the Czech Republic is presented and the history of occurrence and distribution of G. bohemica subsp. saxatilis, a very rare taxon in the Czech flora, is discussed in detail. Biosystematic approach using morphometric analyses, flow cytometry, karyology, DNA sequencing and pollen stainability evaluation was employed to study the evolution of G. bohemica species complex. The cytogeographic pattern of G. bohemica outside the Mediterranean is characterised by two ploidy levels, tetraploid, pentaploids and their sympatric occurrence. According to established ploidy levels, genome sizes and distribution, six cytogeographic groups were defined. These groups were supported also by pollen stainability analysis. Later, based on morphological analysis, trnL-trnF sequence and genotyping-by-sequencing (GBS) method, a taxonomical treatment considering G. bohemica subsp. bohemica as a separate pentaploid subspecies for Bohemia and northwestern Pannonia was proposed. The remaining populations were united under G. bohemica subsp. saxatilis regardless of their ploidy level. The only exception are hybridogeneous populations from Slovakia and Hungary, for which the name G. bohemica subsp. bohemica var. stenochlamydea should be used. Similarly, an attempt to find a cytogeographical pattern by flow cytometry for G. villosa in the Czech Republic and neighbouring countries was made. Only tetraploid plants, with the exception of one hexaploid population, were found. Past and present habitat preferences of this species were studied using data from herbarium specimens, showing a recent increase of occurrences at synanthropic and semi-natural places and their decrease in arable land.

Keywords

Liliaceae, herbářová revize, průtoková cytometrie, genotyping-by-sequencing, polyploidie, geografické rozšíření, stanovištní preference

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 3. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. RNDr. Bohumil Trávníček, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Biology / Botany