Studium genomového složení polyploidních kostřav pomocí molekulárně cytogenetických metod

Marie ALEXANDROVÁ

Bachelor's thesis

Study on genome composition of polyploid fescues using molecular cytogenetic methods

Abstract:

Trávy patří mezi jedny z nejdůležitějších a nejrozšířenějších rostlin na Zemi. Slouží jako krmivo pro většinu býložravců, a proto jsou velmi důležité v zemědělství. Rod kostřava (Festuca sp.), který patří do čeledi Poaceae, zahrnuje přes 500 druhů trav, z nichž řada je využívána v pícninářství a trávníkářství. Úroveň ploidie se mezi jednotlivými druhy kostřav liší a kolísá od diploidů, jako je například kostřava luční, přes tetraploidní kostřavu atlasskou, hexaploidní kostřavu obrovskou a kostřavu rákosovitou, dekaploidní poddruh kostřavy rákosovité (F. arundinacea subsp. letourneuxiana) po dodekaploidní F. summilusitana. Cílem mé bakalářské práce bylo stanovení či ověření ploidie kostřav podrodu Schedonorus a analýza jejich genomového složení pomocí molekulárně cytogenetické metody genomové in situ hybridizace (GISH). První část této práce zahrnuje obecné informace o druzích kostřav, které byly zahrnuty do bakalářské práce. Dále je zde vysvětlena základní problematika týkající se polyploidie a uvedeny příklady studia vybraných allopolyploidních druhů. Teoretická část práce je zakončena výčtem metod, které se uplatňují při studiu polyploidů a mezidruhových kříženců. V další kapitole jsou rozebrány laboratorní postupy, které byly využity v praktické části. První část práce obsahovala stanovení ploidie všech druhů pomocí roztlakových preparátů. Dále jsem využila GISH ke stanovení genomového složení vybraných polyploidních druhů kostřav. Výsledky byly korelovány s již získanými poznatky.

Abstract:

Grasses are the most important and widely cultivated plant species. Among them, fescues (Festuca spp.) provide high quality fodder for livestock, are used for turf and amenity purposes, and play a fundamental role in environment protection. Genus Festuca L. is a member of the Poaceae family, and includes more than 500 grass species. The level of ploidy varies among Festuca species from diploidy to dodecaploidy. Agriculturally the most impiortant species belong to the subgenus Schedonorus with majority of species being polyploid. Despite their importance for humankind, the phylogenetic relationships and genomic composition of polyploid taxa are largely unknown. The aim of this bachelor thesis is review current knowledge on the polyploidy and the methods employed for the molecular analyses of polyploid and especially allopolyploid genomes and provide novel infomation on the origin and structure of genomes of selected polyploid fescue species and subspecies using genomic in situ hybridization (GISH). For the first time, the genomic composition of two subspecies of tall fescue F. arundinacea subsp. orientalis and F. arundinacea subsp. uechtritziana was revealed. Moreover, GISH results indicated that F. pratensis subsp. apennina is not autotetraploidy cytotype of meadow fescue (F. pratensis), but more likely an allopolyploid. Besdies this, the GISH analysis indicated the close relationship of tall fescue (F. arundinacea) with its two highly polyploid subspecies F. arundinacea subsp. atlantigena and F. arundinacea subsp. letourneuxiana and also close relationship of F. mairei and F. glaucescens. Overall, this bachelor thesis provides new infomation on the genomic relationships and phylogeny of this group of grasses.

Keywords

GISH, genomová in situ hybridizace, kostřava luční, kostřava obrovská, kostřava rákosovitá, kostřava atlasská, polyploidie, allopolyploidní druhy, metody identifikace hybridů, genomové složení kostřav

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2015

Accessible from:: 27. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. David Kopecký, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology