Vznik, přenos a ekologický význam apomixie v rodě Hieracium s.str.: role genetických a epigenetických mechanismů.

Abstract

Apomixis (asexual reproduction by seeds) has the considerable potential in agriculture and crop breeding due to its ability to produce genetically identical progenies in a form of persistent propagules, i.e. seeds. However, the processes laying behind the origin of apomixis and connected molecular mechanisms are still unknown. Despite the fact, that apomicts are considered to be an evolutionary dead-ends, they are often more widely distributed than their sexual relatives (this phenomenon is commonly referred to as geographical parthenogenesis (GP). Although this phenomenon is studied for decades, its causes are still not fully understood. Importantly, several recent studies pointed out that apomicts with limited genetic variability can at some extent react to changing environment through changes in gene transcription by epigenetic modifications. It is generally assumed, that hybridisation and polyploidization played a crucial role in the emergence of apomixis. For this reason, presented studies test the putative origin of selected polyploid apomicts and if the interspecific hybridisation between diploid sexuals triggers polyploidization using predominantly polyploid and apomictic genus Hieracium s. str. Surprisingly, the presented study demonstrates the hybrid origin of almost all investigated...

Apomixie (nepohlavní rozmnožování pomocí semen) má velký potenciál v zemědělství a šlechtění zemědělských plodin, zejména díky schopnosti produkovat geneticky identické potomky ve formě semen. I přes početné pokusy, procesy stojící za vznikem apomixie jsou stále neznámé. Apomiktické druhy jsou navíc často rozšířenější než jejich sexuálně se množící příbuzní, a to i přes to, že apomiktické druhy jsou často považovány za slepou evoluční větev. Tento fenomén je v literatuře označován jako geografická partenogeneze (GP), a i přes desítky let výzkumu, nejsou jeho příčiny stále zcela známé. Kromě toho, několik studií z posledních let poukázalo na to, že klonální rostliny (včetně apomiktů) disponující omezenou genetickou variabilitou mohou reagovat na měnící se prostředí pomocí změn genové exprese způsobených epigenetickými modifikacemi. Předpokládá se, že hybridizace a polyploidizace hrají klíčovou roli při vzniku apomixie. Z tohoto důvodu tato práce testuje původ vybraných polyploidních apomiktů a zda mezidruhová hybridizace mezi vybranými diploidními, sexuálně se rozmnožujícími taxony spouští polyploidizaci. K tomuto experimentu byly vybrány druhy z převážně polyploidního a apomiktického rodu Hieracium s. str.. Výsledky prvního experimentu překvapivě ukazují hybridní původ téměř všech studovaných...