Charakterizace genů a repetitivní DNA u Rumex acetosa - dvoudomé rostliny s pohlavními chromosomy

Bc. Viktor Tokan

Master's thesis

Characterization of genes and repetitive DNA in Rumex acetosa - dioecious plant with sex chromosomes

Abstract:

Rumex acetosa je dvoudomá rostlina s determinací pohlaví typu Drosophila tedy poměrem chromozomů X ku sad autozomů. Samičí rostlina má 12 autosomů a XX, zatímco samčí rostlina má sestavu pohlavních chromosomů XY1Y2. Již dříve bylo prokázáno, že oba Y chromozomy jsou značně degenerované a že silně kumulují tandemové repetice (RAYSI-III). V této práci jsem systematicky mapoval chromozomální lokalizaci všech hlavních skupin tandemových repeticí a transpozonů v genomu R. acetosa metodou FISH. Určil jsem lokalizaci dvou nových tandemových repeticí RA160 a RA690. V genomu převažují retrotranspozony Copia, které jsou distribuovány na všech autozomech a chromozomu X, avšak na obou chromozomech Y je jich podstatně méně nebo takřka žádné. Naopak tři Gypsy elementy jsou vůči autozomům akumulovány na obou chromozomech Y a naopak vykazují úbytek na X chromozomu. Taková distribuce transpozonů je v rozporu s obecným modelem akumulace repeticí v nerekombinujících oblastech genomů. Mechanismy, které by mohly vysvětlovat tuto unikátní distribuci, jsou předmětem diskuse.

Abstract:

Rumex acetosa is a dioecious plant with sex determination system, of Drosophila type based on X chromosomes / sets of autosomes ratio. Females have 12 autosomes and XX, whereas males, have XY1Y2 sex chromosomes. It has been already shown that both Y chromosomes are degenerated, and that they strongly accumulate tandem repeats (RAYSI-III). In this study I have been systematically mapping chromosomal localization of the main tandem repeats and transposable elements in the genom of R. acetosa using FISH. I have determined localization of two new tandem repeats RA160 and RA690. Copia retrotransposons are the most abundant in the genom and distributed on all chromosomes apart of both Y chromosomes. On the other hand, only three Gypsy elements are accumulated on both Y chromosomes compared to autosomes, and in contrast less present on X chromosome. Such distribution of transposons does not agree with general model of accumulation of repeats in nonrecombining regions of genomes. Mechanisms that could explain this unique distribution are discussed.

Keywords

Rumex acetosa, transponovatelné elementy, transpozony, repetitivní DNA, satelitní DNA, tandemové repetice, pohlavní chromosomy, determinace pohlaví Rumex acetosa, transposable elements, transposon, repetitive DNA, satellite DNA, tandem repeats, sex chromosomes, sex determination

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2013
• Supervisor: doc. RNDr. Eduard Kejnovský, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics