Hybridizace horských druhů vrb na příkladu vrby hrotolisté ve Velké kotlině

Blanka Brandová

Master's thesis

Mountainous willows hybridization: study of the halberd willow in Velká kotlina fold

Abstract:

Vrby jsou dvoudomé, entomogamní, anemochorní keře až stromy, které se mezi sebou snadno kříží. Díky tomu se v terénu obtížně určují. Tato práce se zabývá hybridizací vrb obecně. Za modelový příklad si vzala druhy vrba hrotolistá a vrba slezská, které ve Velké kotlině (Hrubý Jeseník, CZ) tvoří hybrida Salix ×chlorophana. Vrba hrotolistá je v ČR druhem silně ohroženým. Cílem této práce bylo popsat současné rozšíření vrby hrotolisté a jejího křížence s vrbou slezskou, odhadnout počet sterilních a nesterilních rostlin na lokalitě Velká kotlina a poměr pohlaví, optimalizovat využití mikrosatelitů (SSR) pro studované taxony a nastínit možnosti využití této metody pro ochranu přírody. Byly zrevidovány položky pěti vybraných herbárií a pro vrbu hrotolistou a jejího křížence s vrbou slezskou byla vytvořena síťová mapa rozšíření. Současně mají v ČR pouze čtyři lokality výskytu. Ve Velké kotlině byly vytyčeny dva transekty a na nich sečteny sterilní, samčí a samičí rostliny vrby hrotolisté a křížence(celkem 249 rostlin). Počty sterilních rostlin byly malé (3 pro vrbu hrotolistou, 12 pro křížence). Poměr pohlaví byl u vrby hrotolisté poměrně vyrovnaný (?:? = 1,1:1), u křížence byl vychýlen v prospěch samic (?:? = 1:2,1). V terénu byly nasbírány listy rostlin, z nichž byla vyizolována genomická DNA a měli jsme k dispozici 48 vzorků pro optimalizaci mikrosatelitů. Bylo vyzkoušeno sedm mikrosatelitů známých pro jiné druhy rodu Salix, podmínky byly optimalizovány pro dva z nich. Ze získaných výsledků předběžně vyplývá, že k hybridizaci vrby hrotolisté s vrbou slezskou dochází ve Velké kotlině opakovaně, že kříženec je alelicky podobnější vrbě slezské a že vrba hrotolistá je na lokalitě genotypicky poměrně variabilní. Ze získaných dat vyplývá, že silně ohrožený druh vrba hrotolistá se na lokalitě rozmnožuje i generativně, je geneticky variabilní a její výskyt zde není do budoucna pravděpodobně ohrožen. Přesně taková data jsou pro ochranu přírody potřebná a mohou být získány právě využitím mikrosatelitů

Abstract:

The genus willow (Salix L.) includes trees and shrubs that easily hybridize with each other and are dioecious, anemochorous and often difficult to determine. I focused on plant hybridization. Salix hastata (Halberd willow), S. silesiaca (Silesian willow) and their hybrid S. ×chlorophana were chosen for being model organisms. They often occur in Velká kotlina fold (Hrubý Jeseník Mts., CZ). Velká kotlina fold is one from only four current localities of S. hastata in the Czech republic, which is considered to be a threatened species here. I therefore set these targets: (1) to describe current distribution of S. hastata and its hybrid with S. silesiaca; (2) to estimate the amount of sterile willow plants and sex-ratio in the studied locality; (3) to optimise use of microsatellites (SSR) for studied species and (4) to outline the use of microsatellites for nature protection purposes. Herbal items from five different Czech institutions were revised and (based on that) current distribution maps for S. hastata and its hybrid were created. Using two studied plots sterile, male and female plants of S. hastata and its hybrid were counted in Velká kotlina fold. Numbers of sterile willows were low (3 for S. hastata, 12 for hybrid). Sex-ratio of S. hastata plants was relatively balanced (?:? = 1,1:1), for hybrid female plants predominated (?:? = 1:2,1). In Velká kotlina fold we picked willow leaves, then we isolated genomic DNA and got 48 samples. We utilized these samples to optimise the use of microsatellites. Seven different combinations of microsatellite primers, which are known for other Salix species, were tested. For two of them we revealed optimal conditions. Based on the results from these two microsatellites we may say hybridization is quite frequent in Velká kotlina fold, hybrid is more similar to S. silesiaca and S. hastata has several different genotypes here. We infer from received facts that threatened species S. hastata probably reproduces sexually in Velká kotlina fold, is genetically variable and probably its distribution here will persist well. These data are necessary for nature protectionists and can be obtained by using microsatellites

Keywords

hybridizace, vrba, Salix hastata, ohrožený druh, poměr pohlaví, mikrosatelity, Hrubý Jeseník

Keywords

hybridization, willows, Salix hastata, threatened species, sex-ratio, microsatellites, Hrubý Jeseník Mts

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2010
• Supervisor: Radim J. Vašut
• Reader: Jaroslav Mráček

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Ekologie a ochrana prostředí / Ochrana přírody