Morfologie, cenologická vazba a cytologická variabilita okruhu popence obecného (Glechoma hederacea agg.)

Bc. Alena UVÍROVÁ

Master's thesis

Morphology, vegetation associations and cytological variability of Glechoma hederacea complex

Abstract:

Okruh popence obecného (Glechoma hederacea agg.) je typický pohlavním dimorfismem, tzv. gynodioecií, a zahrnuje ve stř. Evropě dva druhy, a to popenec obecný (G. hederacea) a p. chlupatý (G. hirsuta). Popenec obecný je běžně rozšířený druh, p. chlupatý je vázán především na Karpaty. Na Moravě a na Slovensku dochází k překryvu areálů obou druhů. Předpokládá se, že zde dochází ke vzájemnému křížení za vzniku hybrida G. ×pannonica, který by měl být morfologicky intermediární. Pravděpodobná hybridizace a značná morfologická variabilita obou taxonů způsobuje problémy při jejich determinaci. K cílům práce patřilo stanovení cytologické variability, testování významných morfologických znaků a srovnání morfologické variability mezi druhy a populacemi. Dalším cílem bylo také zjištění cenologické vazby obou taxonů pomocí klasických fytocenologických snímků. Celkem bylo studováno 444 jedinců z 38 populací převážně z České republiky, ale také Slovenska, Maďarska, Rumunska a Srbska. Cytologická variabilita byla zjišťována pomocí průtokové cytometrie u 373 jedinců z 38 populací. Morfologická variabilita byla zkoumána měřením 14 vybraných vegetativních a generativních znaků u 404 jedinců z 31 populací. Analyzováno bylo 21 fytocenologických snímků z území České republiky a Slovenska. Stanovištní preference taxonů byly stanoveny pomocí Ellengergových indikačních hodnot. Data byla analyzována v programech Rstudio, NCSS, Juice a Canoco for Windows. Nalezeny byly dvě ploidní úrovně, a to DNA-tetraploidní a DNA-hexaploidní. Druhy G. hederacea a G. hirsuta jsou však oba DNA-tetraploidní a neliší se ani svou 1C hodnotou, až na výjimku panašovaného kultivaru G. hederacea 'Variegata', který měl relativní velikost genomu mírně vyšší. Hexaploidní populace byla nalezena na jediné lokalitě v PR Zaječí skok u Jihlavy, jedná se zřejmě o autopolyploidní populaci G. hederacea. Klasifikační diskriminační analýza označila některé jedince za přechodné, tedy teoretické hybridy. Byla také potvrzena existence smíšených populací. V rámci samičích rostlin lze spolehlivě odlišit pouze hexaploidní taxon, který disponuje nadměrnou velikostí v některých znacích. Samice G. hederacea a G. hirsuta se liší pouze v polovině měřených znaků, naopak hermafrodité se liší většinou znaků. Bylo potvrzeno, že gynodinoecie ovlivňuje hodnoty některých znaků a hraje významnou roli v determinaci obou taxonů, kde způsobuje obtížnější determinaci samičích jedinců. Analýza fytocenologických snímků prokázala, že se G. hederacea od G. hirsuta liší jak vegetační vazbou, tak svými průvodními druhy. Ze stanovištních preferencí se oba druhy lišily pouze hodnotami pro světlo a vlhkost.

Abstract:

Glechoma hederacea complex is typical by its sexual dimorphism (i.e. gynodioecy) and it is comprised by two main taxa in Central Europe, i.e. G. hederacea and G. hirsuta. Glechoma hederacea is common whereas G. hirsuta occurs mainly in the Carpathians Mts. Ranges of both species are overlapping in Moravia and Slovakia and it is assumed that the hybridization occurs. The hybrid called G. ×pannonica should be morphologically intermediate. Possible hybridization and high extent of morphological variability are causing problems with determination of both taxa. The aims of this thesis include analysis of cytological and morphological variability between taxa and populations and also assessment of vegetation affinity using classical relevés. Overall, 444 individuals from 38 populations from the Czech Republic, Slovakia, Hungary, Romania and Serbia were studied. Cytological variability was analysed using flow-cytometry in 373 individuals from 38 populations. Morphological variability was assessed by analysis of 14 vegetative and generative traits in 404 individuals from 31 populations. For vegetation affinity assessment, 21 relevés from Czechia and Slovakia were analysed. Habitat preferences of both taxa were assessed by analysis of Ellenberg-type indicator values. All data were analysed in Rstudio, NCSS, Juice and Canoco for Windows. Two ploidy levels were found, i.e. DNA-tetraploid and DNA-hexaploid. However, G. hederacea and G. hirsuta are both DNA-tetraploid and they do not differ even by 1C-value, with the exception of variegated cultivar G. hederacea 'Variegata' with slightly higher 1C-value. The only hexaploid population was found near Jihlava town. It probably originated by autopolyploidy from tetraploid G. hederacea. Several individuals were found to be intermediate (i.e. possible hybrids) by classificatory discriminant analysis. The occurrence of mixed populations of both taxa was also confirmed. In female plants, only the hexaploids can be successfully discriminated, females of G. hederacea and G. hirsuta differ only by less than half of analysed morphological traits. On the contrary, hermaphrodites differ by almost all traits. The gynodioecy influences values of several traits and therefore plays an important role for determination. Analysis of relevés found different habitat requirements of G. hederacea and G. hirsuta. Habitats of both species differ by light and moisture Ellenberg-type values.

Keywords

fytocenologický snímek, Glechoma hirsuta, Glechoma ×pannonica, gynodioecie, Lamiaceae, morfologie, polyploidie, průtoková cytometrie, taxonomie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Michal Hroneš, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Botany