Struktura a transkripce intergenového mezerníku (IGS) u mladého allotetraploidního druhu Tragopogon mirus a jeho diploidních rodičů T. dubius a T. porrifolius

Bc. Ivana Ježková

Master's thesis

Structure and transcription of intergenic spacer (IGS) in young allotetraploid Tragopogon mirus and its diploid progenitors T. dubius and T. porrifolius

Abstract:

Jadérková dominance je jev, při kterém je specificky umlčena jedna rodičovská sada rDNA polyploidních či hybridních organismů. Vyskytuje se jak v rostlinné, tak i živočišné říši a podílí se na kontrole množství transkriptu, které by jinak bylo v jádře obsahujícím dva rodičovské genomy neúměrně zvýšeno. U Tragopogonu mirus, mladého allopolyploidního druhu, jenž vznikl hybridizací dvou diploidních druhů T. dubius a T. porrifolius před necelými sto lety, se jadérková dominance vyskytuje a její směr závisí na populaci, ze které jedinci pocházejí. U většiny populací se vyskytuje mnohem méně jednotek rDNA původem T. dubius, přesto jsou tyto jednotky transkripčně aktivní. Populace 2602, u níž je množství dubiových a porrifoliových jednotek je vyrovnané, však vykazuje směr jadérkové dominance opačný, transkripčně aktivnější jsou jednotky porrifoliové. Na základě studia struktury a délkového polymorfismu mezigenového mezerníku, který je zásadní pro transkripci celé rDNA jednotky, neboť obsahuje promotor a zesilovače transkripce pro celou jednotku, jsem se pokoušela odhadnout, co je určujícím znakem pro směr, kterým se jadérková dominance ubírá. Struktura IGS nevykazovala u studovaných populací T. mirus větší rozdíly, ukázalo se však, že transkripce rodičovských variant rDNA závisí na délce IGS. Populace 2601 obsahuje, ve srovnání s populací 2602, poměrně delší dubiovou IGS a přepisuje rDNA právě tohoto rodičovského jedince, zatímco u populace 2602 je tomu naopak, relativně delší je v porovnání s populací 2601 IGS porrifoliová, která je také přednostně přepisována.

Abstract:

Nucleolar dominance is a phenomenon that occurs in genetic hybrids and polyploids, in which rRNA genes from one progenitor is silenced. It has been found both in animals and plants, regulating the amount of transcript that would normally be, in the nucleus with two parental genomes, disproportionately increased. Tragopogon mirus is an young allotetraploid that formed repeatedly during past 100 years by hybridization between two diploid species, T. dubius and T. porrifolius. It also shows evidence of nucleolar dominance, but the exact direction depends on a population. Most T. mirus populations shows reduced copy number of the T. dubius–origin units, and remarkably, these units are transcribely active. The population 2602 has more balanced the number of rDNA units inherited from each parent, but T. porrifolius-origin rDNA is mostly transcribed. Intergenic space is essential for the transcription of rDNA because it contains promoter region and enhancers for the whole unit. Based on the study of structure and length polymorphism of intergenic spaces, I have tried to found what is the determining feature that influences the direction of nucleolar dominance. The structure of IGS didn't show any differences between the two populations of T. mirus. However, it was proved that the transcription of parental variants of rDNA depends on length of IGS. Compared to population 2602, population 2601 contains longer T. dubius-origin IGS and this rDNA is also transcribed. Population 2602 shows the opposite, T. porrifolius-origin IGS is relatively longer in this population and it's also more transcribed.

Keywords

Tragopogon, IGS, jadérková dominance, rDNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2014
• Supervisor: RNDr. Roman Matyášek, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

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