Evoluce množství jaderné DNA rodu Mallomonas a její souvislost s ekofyziologií

Abstract

Variabilita velikosti genomu mezi eukaryoty a souvislosti vyplývající z této variability jsou z velké části stále neznámé. To platí zejména pro jednobuněčné eukaryotické organismy neboli protista, o jejichž obsahu jaderné DNA je k dispozici jen minimum údajů. Napříč studiemi zabývajícími se rostlinami či živočichy však bylo mnohokrát prokázáno, že je velikost genomu úzce spjata s velikostí buňky a může také souviset s dalšími ekofyziologickými parametry, jako je například rychlost růstu, rychlost metabolismu anebo životní strategie. U protist představuje buňka jejich celé tělo a umožnuje tak sledovat přímý vliv velikosti genomu na fenotypové projevy organismu. V této diplomové práci se podařilo pomocí průtokové cytometrie stanovit absolutní množství jaderné DNA pro 165 kmenů rodu Mallomonas (Chrysophyceae, Stramenopila) náležících k 64 druhům, čímž byla odhalena diverzita v množství jaderné DNA pro téměř 1/4 celosvětově uznávané diverzity tohoto rodu. Na základě získaných dat byla zjištěna až 100násobná variabilita v množství jaderné DNA napříč druhy Mallomonas (0.12 pg - 11.4 pg). Detekovaná vnitrodruhová variabilita v množství jaderné DNA ukazuje na působení nejrůznějších evolučních mechanismů. Násobné změny (i v rámci blízce příbuzných druhů) naznačují, že u rodu Mallomonas zřejmě dochází k...

The variability of genome size among eukaryotes and its consequences remains largely unknown. This is particularly true for unicellular eukaryotic organisms, also known as protists, whose nuclear DNA content is still largely unexplored. Across plants or animal studies, it has been repeatedly demonstrated that genome size is closely associated with cell size and may also be related to other eco-physiological parameters, such as growth rate, metabolic rate, or life strategy. In protists, the cell represents their entire body, allowing for the direct assessment of the impact of genome size on organismal phenotypic traits. In this thesis, with the use of flow cytometry, the absolute amount of nuclear DNA was estimated for 165 strains of the genus Mallomonas (Chrysophyceae) belonging to 64 species, revealing diversity in nuclear DNA content for nearly 1/4 of the globally recognized diversity of this genus. Based on the obtained data, up to 100-fold variability in nuclear DNA content was found across Mallomonas species (0.12 pg - 11.4 pg). Detected intraspecific variability in nuclear DNA content suggests the influence of various evolutionary mechanisms, for example multiple-fold difference in DNA content (even within closely related species) suggest frequent polyploidization in the genus Mallomonas....