Studium párování chromozomů u mezidruhových kříženců Lolium multiflorum x Festuca glaucescens

Tereza TOMÍČKOVÁ

Bachelor's thesis

Study of chromosome pairing in interspecific plant hybrids Lolium multiflorum x Festuca glaucescens

Abstract:

Trávy (Poaceae) představují jednu z nejvýznamnějších čeledí kvetoucích rostlin na Zemi. Vytváří rozsáhlá společenstva, která jsou dominantní složkou luk a pastvin. Tyto porosty mají velký agronomický význam, neboť jsou hlavním zdrojem potravy hospodářských zvířat. Mezi zástupce čeledi Poaceae patří kostřava (Festuca L.) a jílek (Lolium L.), jejichž křížením vznikají hybridi nazývaní Festulolium. Šlechtění těchto hybridních forem je ale komplikováno nestandardním chováním chromozomů během meiózy, které následně narušuje správný průběh celého procesu. Cílem této bakalářské práce bylo objasnit způsob párování chromozomů v metafázi prvního meiotického dělení u vybraných zástupců Festulolium. Teoretická část práce je věnována významu čeledi Poaceae a charakterizaci rodu kostřava a jílek se zaměřením na jejich křížence. Proces hybridizace je v této problematice klíčový, a proto je vysvětlen v další kapitole společně s polyploidizací, která tento jev provází. Následně je popsána meióza u rostlin, v čem je u polyploidů vzniklých hybridizací jiná, a především v čem se liší u studovaných rostlin. Závěr teoretické části je věnován metodě fluorescenční in situ hybridizace (FISH), která byla ve výzkumu uplatněna. Experimentální část práce se zabývá cytogenetickou analýzou párování chromozomů. V experimentu byl použit kultivar Lueur, který vznikl syntetickým křížením mezi hybridy FgFg´LmLm a FgFg´LmLm. Výsledky potvrzují hypotézu, že chování chromozomů není zcela náhodné a pravděpodobně u těchto hybridů existuje preference pro homologní párování. Na studovaných rostlinách byla také pozorována tvorba univalentů (I) a zejména bivalentů (II), která výrazně převyšovala počty trivalentů (III) nebo kvadrivalentů (IV). U bivalentů byl navíc analyzován způsob párování, který je dvojího typu. Tyto výsledky přispívají k pochopení principu meiózy u mezidruhových hybridů Festulolium. Jedinci, kteří vykazovali přednostní homeologní párování budou použiti v dalším experimentu, který bude mít za cíl popsat systém, který je odpovědný za chování chromozomů v průběhu meiózy u mezidruhového křížence Festulolium.

Abstract:

Grasses (Poaceae) are one of the most important family of flowering plans in the world. They create an extensive fellowships which represent a dominant part of meadows and pastures. These growths have a huge agronomic signifikance because they provide a fodder for livestock Its member are also fescues (Festuca L.) and ryegrass (Lolium L.). Crossing between these two genus leads to creation of hybrids which are called Festulolium. However, the breeding of the Festulolium hybrids is coplicated by non-standard behavior of chromosomes during meiosis. This behavior disturbs a proper running of the entire process. The aim of this bachelor theses is to clarify a manner of pairing chromosomes during metaphase I of the first meiotic division in chosen representatives of Festulolium. Theoretical part of the thesis is dedicated to an importance of Poaceae family and characterization of the genus fescues and ryegrass and especially to their hybrids. Process of a hybridization is very important and therefore it is described in following chapter together with a polyploidization which accompanies it. After that there is a description of plant meiosis, its difference at polyploids which were made by hybridization and especially at hybrids which are studied in this theses. At the end of the theoretical part there is described a mothod of fluorescent in situ hybridization (FISH) which was used in this experimet. An experimental part is dealing with a cytogenetic analysis of pairing chromosomes. In this experiment there was used a cultivar Lueur which was made by a synthetic hybridization between hybrids FgFg´LmLm and FgFg´LmLm. Results confirm a hypothesis that behavior of chromosomes is not completely random and a preference for homologous pairing probably does exist. At studied plants there was as well observed creation of univalents (I) and especially bivalents (II) which significantly exceeded the number of trivalents (III) and quadrivalents (IV). At quadrivalents there ware also analyzed a forms of pairing which are occured in two types. The results contibute to the understanding principle of meiosis at interspecific hybrids Festulolium. Individuals which preferred homeologous pairing will be used in following experiment whose aim is to clarify a systém which is responsible for the behavior of chromosoms during meiosis in interspecific hybrids of Festulolium.

Keywords

Festulolium, Festuca L., Lolium L., meióza, genomová in situ hybridizace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Veronika Koláčková, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology