Morfologická variabilita rodu bříza (Betula L.) ve vybraných oblastech ČR se zaměřením na tetraploidní zástupce

Bc. Rostislav Linda

Master's thesis

Morphological variability of birch genus (Betula L.) in chosen regions of the Czech Republic with a focus on tetraploid taxa

Abstract:

Předkládaná práce se zabývá rozlišením diploidních (dvě sady chromozomů, 2n) a tetraploidních (čtyři sady chromozomů, 4n) jedinců z rodu bříza (Betula L.) na základě makroskopických znaků měřených na jejich listech (klasická morfometrika). Tato metoda je dobře proveditelná i v terénních podmínkách za použití běžných kancelářských potřeb (pravítko, úhloměr). Dalším cílem práce je zhodnocení genetické variability v rámci tetraploidních taxonů, jejichž systematika je stále předmětem diskuzí. Pro statistickou analýzu bylo vzorkováno celkem 97 jedinců z 11 lokalit z oblasti Šumavy, přičemž na každém z jedinců byly vybrány 4 listy. Za účelem rozlišení ploidie bylo na každém listu měřeno celkem 20 znaků (16 kvantitativních a 4 kvalitativní). Vzorky jedinců byly taktéž analyzovány metodou průtokové cytometrie pro určení skutečné velikosti genomu každého jedince. Rozdílnosti v hodnotách měřených znaků mezi jedinci s odlišnou ploidií (velikostí genomu) byly statisticky testovány, přičemž významné rozdíly byly pozorovány u 12 ze 16 testovaných kvantitativních znaků a 2 kvalitativních znaků. Pro předpověď ploidie jedince na základě listových parametrů byla navržena klasifikační funkce se třemi vstupními parametry, která měla na původních datech (z oblasti Šumavy) úspěšnost 96 %. Spolehlivost navržené funkce byla ověřena na dalších třech lokalitách v rámci ČR a porovnána s funkcemi navrženými v minulosti jinými autory. Průměrná úspěšnost navržené klasifikační funkce byla 89 %, což je nejvíce ze všech porovnávaných. Genetická variabilita, zejména tetraploidních taxonů, je v textu zmíněna v souvislosti s dřívější prací autora. Rozlišení B. pubescens a B. carpatica se na základě použitých genetických markerů nepodařilo. Genetickou nerozlišitelnost těchto taxonů zmiňují i některé práce zahraničních autorů, zatímco v české literatuře jsou tyto taxony zpravidla rozlišovány jako samostatné druhy.

Abstract:

The aim of this work is to propose reliable method for distinguishing between diploid (2n) and tetraploid (4n) taxa of the genus Betula L., based on leaf measurements. These measurements are realized by common tools, such as ruler or protractor. Main advantage of these methods is that they can be applied even in the field. The further aim of work is to describe and evaluate genetic variability within tetraploid taxa, whose taxonomic relationships are still unclear and under discussions. For statistical analysis, 97 individuals from 6 localities within Šumava region were selected and 4 leaves from every individual were analysed. In total, 20 parameters were measured on every leaf (16 quantitative and 4 qualitative). Each individual was also analysed by flow cytometry method to determine real genome size (ploidy). Differences in selected parameters between individuals with different ploidy were statistically tested. Significant results were observed in 12 of 16 quantitative and 2 of 4 qualitative parameters. For real ploidy prediction, the classification function was designed, whose reliability was 96 % for the primary data. The reliability of classification function was verified on samples from three different regions within the Czech Republic and compared with functions suggested by other authors. Function designed in this work was able to correctly determine real ploidy in 89 %, which is the most of all compared functions. Genetic variability, especially within tetraploid taxa is mentioned in relation to other author's previous studies. Distinguishing between B. pubescens and B. carpatica was not possible using selected genetic markers. Genetic conformity of these taxa is also mentioned in publications of foreign authors, as contrasted to Czech literature, which generally distinguishes B. pubescens and B. carpatica as separated species.

Keywords

bříza karpatská, bříza bělokorá, cytometrie, morfometrické znaky

Keywords

Betula pendula, cytometry, morphometric traits, Betula carpatica

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Ivan Kuneš, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Environmental Scinces / Applied Ecology