Evolutionary role of triploids in diploid-tetraploid populations of Arabidopsis arenosa and Cardamine amara

Abstract

This thesis addresses the evolutionary potential of interploidy gene flow mediated by triploid individuals of two mixed-ploidy species, Arabidopsis arenosa and Cardamine amara, both from Brassicaceae family. In natural secondary contact zones formed by diploid and autotetraploid cytotypes, triploids of both species are rarely occurring, being represented only by 0.2 % and 2.5 % of individuals in A. arenosa and C. amara, respectively. Yet their role in gene flow between parental diploid-tetraploid populations remain unclear although genetic data confirmed significant traces of interploidy introgression. By crossing experiments of both species of triploids with their parental ploidies, I addressed the potential of triploids as mediators of gene flow. Specifically, the fertility of triploids and their ability to backcross with their diploid and tetraploid parents. Successful crosses involving triploids both as mothers and fathers demonstrated triploid's ability to form viable male and female gametes. A significant fraction of seeds produced out of these crossings was able to germinate and survive. The progeny was largely aneuploid, but both basic euploids were observed, demonstrating a clear pathway how triploids can backcross back towards diploid and tetraploid ploidies. In C. amara, field...

Tato práce se zabývá evolučním potenciálem interploidního toku genů zprostředkovaného triploidními jedinci dvou smíšeně ploidních druhů, Arabidopsis arenosa a Cardamine amara, oba z čeledi Brassicaceae. V přírodních sekundárních kontaktních zónách tvořených diploidními a autotetraploidními cytotypy se triploidní jedinci obou druhů vyskytují vzácně, jsou zastoupeni pouze 0,2 % a 2,5 % jedinců v A. arenosa a C. amara. Přesto jejich role v toku genů mezi rodičovskými diploidně-tetraploidními populacemi zůstává nejasná, ačkoli genetická data potvrdila významné stopy interploidní introgrese. Křížením experimentů obou druhů triploidů s jejich rodičovskými ploidiemi jsem zjišťovala potenciál triploidů jako mediátorů toku genů. Konkrétně plodnost triploidů a jejich schopnost zpětného křížení se svými diploidními a tetraploidními rodiči. Úspěšná křížení zahrnující triploidy jako matky i otce prokázaly schopnost triploidů tvořit životaschopné samčí a samičí gamety. Významná část semen vyprodukovaných z těchto křížení byla schopna vyklíčit a přežít. Potomstvo bylo z velké části aneuploidní, ale byly pozorovány obě základní rodičovské ploidie, což ukazuje způsob, jakým se mohou triploidní jedinci zpětně křížit k diploidním a tetraploidním ploidiím. U C. amara terénní sběry semen z přirozených smíšených...