Porovnání genetické diverzity tří semenných sadů borovice lesní

Bc. Michaela Voitová

Master's thesis

Comparison of genetic diversity among three Scots pine seed orchards

Abstract:

Diplomová práce se zabývá kvantifikací a porovnáním genetické struktury a diverzity tří semenných sadů borovice lesní. Součástí práce je návrh a optimalizace efektivního genotypizačního protokolu pro borovici lesní s využitím předselektovaných markerů. V rešeršní části jsou zastoupeny kapitoly o druhu borovice lesní s důrazem na reprodukční charakteristiku druhu, je zde rozebráno téma mikrosatelitových markerů a nástrojů využívaných k posouzení genetické diverzity. V metodické části je zahrnut popis zkoumaných semenných sadů a postup izolace DNA. Následně je popsán optimalizační výzkum související s využitelností mikrosatelitových primerů, jejich aplikovatelnost a kompatibilita pro utvoření multiplexu zahrnující optimalizaci DNA, PCR reakci a elektroforézu. Dále je shrnuta tvorba finálního multiplexu a provedení fragmentační analýzy. Z odebraných 279 vzorků DNA ze tří semenných sadů borovice lesní byla izolována DNA, která byla podrobena analýze za pomoci 10 mikrosatelitových markerů sdružených do jednoho multiplexu. Genetická diverzita byla analyzována prostřednictvím softwarových populačně genetických nástrojů. Během vyhodnocování míry genetické diverzity mezi populacemi byla detekována vysoká vnitropopulační variabilita. Nejodlišnější genetická diferenciace byla odhalena u semenného sadu Hrádek. Toto zjištění koresponduje s faktem, že jde o tzv. náhorní ekotyp borovice, zatímco v dalších dvou sadech je pahorkatinný ekotyp borovice.

Abstract:

The thesis deals with the quantification and comparison of the genetic structure and diversity of three seed orchards of Scots pine. The thesis includes the design and optimization of an efficient genotyping protocol for Scots pine using preselected markers. The research part includes chapters on Scots pine with emphasis on the reproductive characteristics of the species, and the topic of microsatellite markers and tools used to assess genetic diversity is discussed. The methodological part includes a description of the seed orchards studied and the DNA isolation procedure. Subsequently, optimization research related to the applicability of microsatellite primers, their applicability and compatibility for multiplex formation involving DNA optimization, PCR reaction and electrophoresis is described. The formation of the final multiplex and the performance of fragmentation analysis are also summarized. DNA was isolated from 279 DNA samples collected from three Scots pine seed orchards and analyzed using 10 microsatellite markers pooled into a single multiplex. The multiplex was constructed based on SSR markers previously described in the literature. Genetic diversity was assessed using population genetic software tools. High intra-population variability was explored during the evaluation of the level of genetic diversity among populations. The most divergent genetic profile was evaluated in the seed orchard Hrádek.This finding corresponds to the fact that this is the so-called upland pine ecotype, while the other two orchards are for the lowland ecotype.

Keywords

borovice lesní, mikrosatelitové markery, optimalizace genotypizačního protokolu, populačně-genetická diverzita

Keywords

mikrosatellite markers, optimization of the genotyping protocol, population genetic diversity, Scots pine

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Jiří Korecký, Ph.D.
• Reader: Jan Kaňák, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme / field:
Forestry Engineering / Forest Engineering