Genetická struktura populací mokřadních reliktních mechů

Bc. Kateřina Friedelová

Bachelor's thesis

Population genetics of mire relict mosses

Abstract:

Dnešní složení evropských rostlinných společenstev ovlivnilo během čtvrtohor střídání dob ledových a meziledových. Pozůstatky některých dříve běžných chladnomilných druhů mírného pásu se nyní nachází ve zbytkových areálech (refugiích). Předpokládá se, že se tyto změny odrazily v populační struktuře glaciálních reliktních mechorostů, které se vyskytují na bohatých slatiništích. Cílem této práce byla úspěšná aplikace metody RADseq pro výzkum genetické struktury populací čtyř druhů mechů (Paludella squarrosa, Drepanocladus trifarius, Scorpidium cossonii a Scorpidium scorpioides) v rámci tří rozdílných regionů (Alpy, střední Evropa, Pobaltí). Knihovny byly sekvenovány na platformě Illumina. Data ze sekvenátoru byla analyzována pomocí populačně genetických nástrojů. Metoda spolehlivě rozlišila blízce i vzdáleně příbuzné druhy. Bylo zjištěno, že genotypy druhů S. cossonii a P. squarrosa jsou v rámci středoevropských a pobaltských populací uniformní, zatímco v alpském regionu se vyčleňují genotypy odlišné. Druh S. scorpioides má odlišný pobaltský genotyp od genotypů ve zbývajících regionech. Pro druh D. trifarius byla potvrzena uniformita genotypu na celém studovaném území. Z dat je patrné, že většina genetické variability spočívá uvnitř každého regionu a nikoli mezi regiony samotnými, a to u všech studovaných druhů. Získané poznatky mohou přispět k metodickým optimalizacím izolace DNA a RADseq metody, a jako podklad pro rozsáhlejší populační studie rašeliništních mechů.

Abstract:

The alternation of glacial and interglacial periods during the Quaternary influenced today's composition of European plant communities. Remnants of some previously common temperate zone cold-loving species are now found in residual areas (refugia). It is assumed that these changes are reflected in the population structure of glacial relict bryophytes that occur in rich fens. The aim of this bachelor's thesis was the successful application of the RADseq method for research of genetic structure in populations of four moss species (Paludella squarrosa, Drepanocladus trifarius, Scorpidium cossonii and Scorpidium scorpioides) within three different regions (Alps, Central Europe, Baltic). The libraries were sequenced on the Illumina platform. Obtained data were analyzed using population genetic tools. The RADseq method reliably distinguished closely and distantly related species. The genotypes of S. cossonii and P. squarrosa were found to be uniform across Central European and Baltic populations, while different genotypes were found in the Alpine region. The species S. scorpioides has a different genotype in the Baltic region from the genotypes in the remaining regions. For the species D. trifarius, the uniformity of the genotype was confirmed in the whole studied area. It is evident from the data that most of genetic variability for all studied species lies within individual regions and not between regions themselves. The acquired knowledge can contribute to methodological optimizations of DNA isolation and RADseq method, and as a basis for larger population studies of peat mosses.

Keywords

RADseq, Paludella squarrosa, Drepanocladus trifarius, Scorpidium cossonii, Scorpidium scorpioides, sekvenování nové generace, izolace DNA, Next-generation sequencing, DNA isolation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 3. 9. 2020
• Supervisor: Mgr. Eva Mikulášková, Ph.D.
• Reader: Ing. Jakub Šmerda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Ecological and Evolutionary Biology / Ecological and Evolutionary Biology