Polyploidization and hybridization as evolutionary drivers in the Medicago sativa group

Abstract

This bachelor's thesis addresses polyploidy induced by whole genome duplication and its consequences to the evolution of Medicago sativa species complex, i.e. wild relatives of an important forage crop alfalfa. This complex encompasses several interfertile taxa naturally occurring as diploid (2n = 16) or tetraploid (2n = 32) cytotype. Several recently conducted studies attempted to explain origin and evolution of this complex and relationships among its members using modern molecular methods, however, the results are still fragmentary and inconclusive. Two most widespread members of the complex: purple flowering Medicago sativa and yellow flowering Medicago falcata are genetically differentiated both at diploid and tetraploid level, what is supporting their recognition as distinct taxa. Furthermore, it has been shown that tetraploid M. sativa subsp. sativa is an autopolyploid that originated from diploid M. sativa subsp. caerulea by intraspecific whole genome duplication. On the other hand, the origin of tetraploid M. falcata seems to be more complex, presumably involving autopolyploidization followed by past introgression from Medicago prostrata. Most of the studies concerning this topic were performed on accessions, which are sometimes of uncertain ploidy and origin, obtained from germplasm...

Tato bakalářská práce se věnuje tématu polyploidie způsobené celogenomovou duplikací a jejími důsledky v evoluci komplexu Medicago sativa agg., tzn. divokých příbuzných významné pěstované pícniny vojtěšky. Tento komplex zahrnuje několik volně křižitelných taxonů přirozeně se vyskytujících v diploidním (2n = 16) nebo tetraploidním (2n = 32) cytotypu. Několik nedávno provedených studií se pokusilo vysvětlit původ a evoluci tohoto komplexu a vztahy mezi jeho členy, ale výsledky jsou stále zlomkovité a neprůkazné. Dva nejrozšířenější členové komplexu: fialově kvetoucí Medicago sativa a žlutě kvetoucí Medicago falcata jsou jak na diploidním tak na tetraploidním levelu geneticky diferencované, což podporuje jejich uznání jako odlišné taxony. Dále bylo prokázáno, že tetraploidní M. sativa subsp. sativa je autopolyploid, který vznikl z diploidní M. sativa subsp. caerulea jednodruhovou celogenomovou duplikací. Na druhou stranu původ tetraploidní M. falcata se zdá být komplexnější, pravděpodobně zahrnující autopolyploidizaci následovanou dávnou introgresí z Medicago prostrata. Většina studií věnující se tomuto tématu byla provedena na vzorcích občas nejasné ploidie a původu ze semenné databáze. Tento fakt zanechává naše vědomosti o původu a mechanismech diverzifikace komplexu Medicago sativa agg. pouze...