Polyploidie okruhu česneku ořešce (Allium scorodoprasum L.): genetické rozdíly mezi cytotypy a původ polyploidní série

Kamila HANIČÁKOVÁ

Bachelor's thesis

Polyploidy of the garlic ring of walnut (Allium scorodoprasum): genetic differences between cytotypes and the origin of the polyploid series

Abstract:

Allium scorodoprasum L. (česnek ořešec) je poměrně běžný, morfologicky dobře rozlišitelný druh české flóry s převažujícím vegetativním rozmnožováním (pacibulky v květenství). Celkový areál zahrnuje téměř celou kontinentální Evropu (včetně Britských ostrovů), s přesahem na Kavkaz. V rámci tohoto území byl potvrzen výskyt tří ploidních úrovní, a to diploidní, triploidní a tetraploidní. Diploidi a triploidi jsou poměrně běžní, často rostou i sympatricky, naopak tetraploidi byli ojediněle zaznamenáni pouze v některých částech areálu. Původ této polyploidní série a genetická struktura populací však zůstávají nejasné. Cílem této bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše o studovaném druhu, polyploidii a jejím významu v souvislosti s evolucí rostlin. Praktická část byla zaměřena na izolaci DNA a testování jaderných a chloroplastových molekulárních markerů pro následnou biosystematickou studii. DNA extrakce byla provedena na 90 jedincích pocházejících z 31 populací, které byly cytotypově uniformní. Kvalita vyizolované DNA byla ověřena pomocí agarózové elektroforézy, koncentrace byla změřena na NanoDropu a vhodnost DNA pro následné analýzy byla otestována pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). Testovány byly tři lokusy, jeden jaderný (ITS) a dva chloroplastové úseky (ndhJ-trnF a trnH-psbA). Předběžná data poukazují na celkově nízkou variabilitu vybraných molekulárních markerů.

Abstract:

Allium scorodoprasum L. (sand leek) is a relatively common, morphologically easily distinguishable species of the Czech flora with predominant vegetative reproduction (bulbils in the inflorescence). The total area covers almost all of continental Europe (including the British Isles), with an extension into the Caucasus. Within this area, the occurrence of three ploidy levels was confirmed, namely diploid, triploid and tetraploid. Diploids and triploids are relatively common and often grow sympatrically, whereas tetraploids are rare and only recorded in some parts of the area. However, the origin of this polyploid series and the genetic structure of the populations remain unclear. The aim of this bachelor's thesis was to conduct a literature search on the studied species, polyploidy and its significance in the context of plant evolution. The practical part was focused on DNA extraction and testing of nuclear and chloroplast molecular markers for subsequent biosystematic study. DNA extraction was carried out on 90 individuals from 31 cytotype uniform populations. The quality of the extracted DNA was checked by agarose electrophoresis, the concentration was measured using a NanoDrop, and the suitability of the DNA for subsequent analyses was tested by polymerase chain reaction (PCR). Three loci were tested, one nuclear (ITS) and two chloroplast regions (ndhJ-trnF and trnH-psbA). Preliminary data indicate a low overall variability of the selected molecular markers.

Keywords

Allium, chloroplastový marker, izolace DNA, jaderný marker, PCR reakce, polyploidie, sekvenování

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Lucie Kobrlová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology and Ecology / Biology and Ecology