Genetické aspekty domestikačního znaku pukavosti lusku u hrachu

Bc. Lenka Smutná

Master's thesis

Genetic aspects of domestication atribute of pea pod shattering

Abstract:

Domestikace rostlin byl zprvu pravděpodobně neuvědomělý, posléze cílený proces, kdy působením člověka vznikaly kulturní plodiny z planých druhů. Některé plodiny se dříve vyskytovaly jako plevely prvních kulturních druhů a v průběhu domestikace byly selektovány v samostatné plodiny. Počátky domestikace můžeme datovat do mladší doby kamenné, kdy člověk změnil způsob života ze sběračsko-loveckého na zeměděl- sko-pastevecký. Svou roli zde patrně sehrála i změna klimatu po poslední době ledové. Plané druhy se od kulturních plodin odlišují v souboru znaků domestikačního syndro- mu. Domestikované plodiny mají například větší plody (lilek rajče - Solanum lycoper- sicum L.), obsahují menší množství toxických látek (solanin, lilek brambor - S. tuberosum L.), je potlačeno přirozené šíření semen a dormance (hrách - Pisum L.) atd. Samovolné vypadávání semen bylo v minulosti, ale i současnosti velkým problémem a již od počátků zemědělství byla vyvíjena snaha tento znak potlačit. Rostliny si vyvinuly různé mechanismy šíření semen do svého okolí, kvůli zachová- ní vlastního druhu. Luskoviny si vytvořily explozivní způsob šíření semen. Sesychající chlopně lusku vytváří napětí na oba švy a po dosažení kritické síly se lusk prudce ote- vře, přitom změní orientaci (špičkou šikmo nahoru) a semena jsou vystřelena až několik metrů do okolí. Cílem této práce bylo zúžit mapovací interval genu pukavosti lusku (Dpo1) u hrachu (Pisum L.) a zaměřit se na vyhodnocení fenotypu rekombinantních inbredních linií (RILs). Bylo pracováno s několika RILs liniemi vzniklými křížením kontrastních rodi- čovských genotypů P. elatius Steven ex M. Bieb. JI64 × kulturní hrách P. sativum L. JI92 a recipročním křížením JI92 × JI64; P. elatius Steven ex M. Bieb. VIR320 × kulturní hrách P. sativum L. WL1238. Dalším cílem byla srovnávací anatomická analýza stavby lusku v oblasti ventrálního i dorzálního švu a stavby endokarpu.

Abstract:

At the beginning, the plant domestication was probably a non-conscious process. Later, it changed to a targeted process, when the cultural crops were developed from wild species due to human activities. Some crops occurred as a weed of the first cultural species in the past and were selected for individual crops during the domestication. The very beginning of the domestication can be found in neolithic era, when humans chan- ged their way of life from picking & hunting to agriculture & shepherdy. Change of climate after the last ice age was probably one of the reasons. Wild plants as a whole differ from cultural crops in set of domestication characters. Domesticated crops have for example bigger fruits (tomato plant - Solanum lycopersicum L.), contain lower amount of toxic substances (solanine, potato - S. tuberosum L.), natural spreading of seeds and dormancy were inhibited (pea - Pisum L.) etc. Spontaneous releasing of seeds was a big issue already in the past, and is a big issue also now. Afford to avoid this behavior was exerted from the beginning of agriculture. Plants developed various mechanisms of seed spreading into their surroundings for the purposes of species preservation. Legumes developed explosive seed spreading. Shrinking pod valves exert tension on both junctions and once the critical force was reached, the pod suddenly opens. During this action, the pod orientation changes (the tip obliquely upwards) and the seeds are catapulted up to several meters into surroundings. The objective of this work was to narrow mapping interval of the pod shattering ge- ne (Dpo1) in pea (Pisum L.) and focus on evaluation of phenotype of recombinant in- bred lines (RILs). Several RILs formed by crossbreeding of contract parent genotypes of P. elatius were used Steven ex M. Bieb. JI64 × clutural pea P. sativum L. JI92 and reci- procal crossbreeding JI92 × JI64; P. elatius Steven ex M. Bieb. VIR320 × cultural pea P. sativum L. WL1238. Next objective was a comparison anatomical analysis of pod structure in the area of ventral and dorsal junction and endocarp structure.

Keywords

hrách, Fabaceae Lindl., domestikační syndrom, domestikace rostlin, genetické mapování, lusk, Pisum L., pukavost

Keywords

domestication syndrome, Fabaceae Lindl., Pisum L., plant domestication, genetic mapping, pea, pod, shattering

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Hanáček, Ph.D.
• Reader: Jan Bednář, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology