Reprodukční mechanismy v agregátu Hieracium bauhini

Mgr. Olga Rotreklová, Ph.D.

Doctoral thesis

Reproductive systems in Hieracium bauhini agg.

Abstract:

Disertační práce shrnuje výsledky studia počtu chromozomů (nebo ploidní úrovně) a způsobu reprodukce 260 rostlin z agregátu Hieracium bauhini (Hieracium podrod Pilosella) pocházejících z 85 lokalit z České republiky, Slovenska, Maďarska, Německa a Polska. Byly zjištěny tři chromozomové počty nebo ploidní úrovně: 2n=4x=36, 2n=5x=45, 2n=6x=54. Kromě karyologicky homogenních populací byly zjištěny i populace s výskytem dvou ploidních úrovní. Tetraploidní rostliny se vyskytují převážně na Slovensku a v Maďarsku, rozmnožují se převážně sexuálně, mají vysoce viabilní pyl (97,9 %) a morfologicky odpovídají taxonu H. magyaricum. Pentaploidní a hexaploidní rostliny byly zjištěny v České republice, v Polsku a v Německu, jsou apomiktické a morfologicky odpovídají taxonu H. bauhini. Některé mají vysoce viabilní pyl (95,5 %), u jiných byla zjištěna velká vnitropopulační variabilita pylové viability, která může být vysvětlena například introgresí v těchto populacích, způsobenou kombinací sexuálního a apomiktického rozmnožování v populaci. Byly stanoveny počty chromozomů (ploidních úrovní) a reproduktivní systémy některých intermedierních taxonů, u nichž jsou patrné morfologické znaky druhu Hieracium bauhini: H. arvicola (2n=45), H. brachiatum (2n=36, 45, 72), H. densiflorum (2n=36), H. fallacinum (2n=36, 45), H. pilosellinum (2n=36, 45), H. pistoriense (2n=27) a některých dalších taxonů. Zjištěná data přinesla nové poznatky o karyologické a reproduktivní variabilitě taxonů z podrodu Pilosella vyskytujících se ve volné přírodě: (a) nejvyšší ploidní úroveň je oktoploidní (H. brachiatum), (b) výskyt triploidních rostlin je častější, než bylo zjištěno dosud (sterilní H. pistoriense, apomiktické typy H. piloselloides a H. zizianum), (c) sexuální rozmnožování se vyskytuje i u anortoploidních taxonů (pentaploidní H. pilosella a H. echioides). Na dvou brněnských loklaitách byla provedena sonda studující reprodukční cesty vzniku a karyologickou variabilitu potomstva vybraných rostlin z populací společného výskytu druhů H. bauhini a H. pilosella a potomstva získaného experimentální hybridizací těchto taxonů. Na zvyšování variability potomstva se výrazně podílí hybridizace mezi sexuálními i apomiktickými typy, které plní funkci samčích i samičích rostlin.

Abstract:

In this study chromosome number (or ploidy level) and reproductive system in 260 plants of Hieracium bauhini agg. (Hieracium subgen. Pilosella) from 85 localities from the Czech Republic, Slovakia, Hungary, Germany and Poland were studied. Three chromosome numbers were detected: 2n=4x=36, 2n=5x=45, 2n=6x=54. The sympatric occurrence of two ploidy levels was found in some populations. Tetraploid plants occur namely in Slovakia and Hungary, they have sexual reproduction and high stainable pollen grains (97.9%). These plants belong to H. magyaricum group. Pentaploid and hexaploid plants occur in the Czech Republic, Poland and Germany, they reproduce by apomixis and belong to H. bauhini group. In some of these plants high pollen stainability was detected (95.5%), in other large intrapopulation differences in pollen stainability were found. The reason may be finds in the combination of sexual and apomictic reproduction and subsequent hybridization. In some hybridogenous taxa or hybrids (with H. bauhini as parental species) chromosome numbers and breeding systems were detected: H. arvicola (2n=45), H. brachiatum (2n=36, 45, 72), H. densiflorum (2n=36), H. fallacinum (2n=36, 45), H. pilosellinum (2n=36, 45), and H. pistoriense (2n=27). New facts of karyological and reproductive variability in natural populations were recorded: (a) the highest ploidy level is octoploid (H. brachiatum); (b) the occurrence of triploid plants is relatively frequent (sterile H. pistoriense, apomictic H. piloselloides and H. zizianum) and (c) sexual reproduction occurs also in the anortoploid taxa (pentaploid H. pilosella and H. echioides). In two populations with sympatric occurrence of the apomictic H. bauhini and the sexual H. pilosella were analysed seeds from the field and from experimental hybridization. Karyological variability and sexual reproduction in apomictic plants were found. It is evident, that hybridization plays an important role in increasing of karyological and reproductive variability in mixed populations of H. bauhini and H. pilosella.

Keywords

apomixis, chromosome number, flow cytometry, Hieracium subgen. Pilosella, karyology, mode of reproduction, ploidy level, pollen viability, sexuality

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 2. 2006

Thesis defence

• Date of defence: 1. 2. 2006
• Supervisor: doc. RNDr. Vladimír Řehořek, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology / Botany