Velikost genomu a poměr bazí v genomu čeledi Ranunculaceae

Bc. Lenka Kočková

Master's thesis

Genome size & genomic base composition in Ranunculaceae

Abstract:

Pomocí průtokové cytometrie byla změřena velikost genomu a AT/GC genomový poměr u 135 druhů z čeledi Ranunculaceae. U druhů byla naměřena délka a šířka průduchů a z literatury byly získány údaje o počtu chromozomů a ekologii druhů. Velikost genomu se v rámci čeledi liší 63-krát. Nejmenší genom byl naměřen u Aquilegia canadensis (2C = 0,75 pg), největší u Ranunculus lingua (2C = 47,93 pg). Mezi dvěma hlavními podčeleděmi Ranunculoideae a Thalictroideae je ve velikosti genomu markantní rozdíl (2C = 2,48 – 47,94 pg a 0,75 – 4,04 pg). Velikost genomu u méně zastoupených podčeledí Glaucidioideae, Hydrastioideae a Coptidoideae je malá (2C = 2,73 pg, 2,69 pg or 1,37 pg); stejně tak sesterské čeledi Papaveraceae, Eupteleaceae, Berberidaceae, Menispermaceae a Lardizabalaceae mají velikost genomu malou, což svědčí o zvětšování genomu v rámci čeledi. Předpokládaný vztah mezi genomovými parametry (velikostí genomu a zastoupení GC bazí) se za použití fylogenetických kontrastů nepotvrdil. Naopak vztah mezi velikostí genomu a velikostí průduchu potvrzen byl. Nejtěsnější korelace je mezi velikostí genomu a délkou průduchu, při použití délky na třetí nebo délky krát šířky na druhou není korelace tak těsná. Geofyty mají signifikantně větší genom než negeofytní druhy. Genom negativně koreluje s dobou kvetení. Z vlastností prostředí genom negativně ovlivňuje vlhkost. Tento vliv může být zprostředkovaný negativní korelací velikostí průduchů s vlhkostí. Na genomové vlastnosti mají také nemalý vliv klimatické podmínky. Velikost genomu je podmíněna pozitivně teplotou. GC obsah negativně koreluje s teplotou a srážkami.

Abstract:

The overall genomic parameters, somatic DNA content and base composition were analyzed in 135 taxa of Ranunculaceae by use flow cytometry method. The variation in DNA amount across the family is 63,9-fold. The smallest genome has been foun in Aquilegia canadensis (2C = 0,75 pg) while the largest in Ranunculus lingua (2C = 47,93 pg). Within the family there are two main most evolved clades represented by large subfamilies Ranunculoideae and Thalictroideae which exhibited strongly contrasting variation in genome size (2C = 2,48 – 47,94 pg a 0,75 – 4,04 pg, respectivelly). The DNA content in small sister subfamilies Glaucidioideae, Hydrastioideae and Coptidoideae was small (2C = 2,73 pg, 2,69 pg or 1,37 pg); similarly in outgroups of sister families Papaveraceae, Eupteleaceae, Berberidaceae, Menispermaceae and Lardizabalaceae the DNA content was lower, therefore that’s suggesting increasing trend in evolution of genome size in the family. Expected correlation between genomic parameters (genome size and GC content) was not confirmed if tested by independent phylogenetic contrasts. The correlation between DNA amount and stomatal size was confirmed. The better predictor of genome size was shown to be length while other tested variables width x width x width and width x width x length exhibited less closser correlation. Geophyts have significantly larger genomes than no-geophyts species. Genome negatively correlated with flowering time. Moisture negatively affects genome size from the properties of the environment genome. This effect may be mediated by a negative correlation between stomatal size and moisture. Climatic conditions also have significant influence on genomic parameters. Genome size is positively affected by temp. GC content correlates negatively with temperature and precipitation.

Keywords

Ranunculaceae, průtoková cytometrie, PI/DAPI, DNA obsah, velikost genomu, GC obsah, zastoupení bazí, velikost průduchů, Pignattiho indikační hodnoty, flow cytometry, DNA content, genome size, GC content, base composition, stomatal size, Pignatti‘s indicator values

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2012
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Ecological and Evolutionary Biology / Systematic Biology and Ecology