Vnitrodruhová ploidní variabilita u rostlin a její možné využití v praktické ochraně přírody

Abstract

Intraspecific ploidy variation represents a type of heritable genetic variation that can arise repeatedly and independently in plant populations through the process of polyploidization, i.e., whole-genome duplication, and thus contribute significantly to cryptic plant diversity. Many plant species maintain individuals with different ploidy levels both in different parts of their geographical range and even within individual populations. Polyploidization is associated with the emergence of new phenotypic traits, such as increased cell and organ size, which is particularly evident in newly formed individuals, the so-called neopolyploids. These changes can affect plant ecology and, in some cases, increase resistance or invasive potential. Ploidy level also affects the efficiency of gene flow, with individual cytotypes often being reproductively isolated. However, there are also cases where this isolation is overcome and hybridization occurs between cytotypes or with related species. As a model organism to illustrate these phenomena, the wetland plant Butomus umbellatus was chosen, in which intraspecific ploidy variation is strongly associated with both the level of threat to native Central European populations and the invasive potential of populations introduced to North America. Key words ploidy...

Vnitrodruhová ploidní variabilita představuje typ dědičné genetické variability, který může v rostlinných populacích opakovaně a nezávisle vznikat procesem polyploidizace, tedy duplikací celého genomu, a významně tak přispívat ke kryptické diverzitě rostlin. Mnohé rostlinné druhy si udržují jedince s rozdílnými ploidními úrovněmi jak v různých částech svého geografického areálu, tak i přímo uvnitř jednotlivých populací. Polyploidizace je spojena se vznikem nových fenotypových vlastností, jako je například větší velikost buněk a tělních orgánů, která je zvláště patrná u nově vzniklých jedinců - tzv. neopolyploidů. Tyto změny mohou ovlivňovat ekologii rostlin a v některých případech zvyšovat jejich odolnost nebo invazní potenciál. Ploidní úroveň rovněž ovlivňuje efektivitu genového toku, přičemž jednotlivé cytotypy bývají často reprodukčně izolované. Existují však i případy, kdy dochází k překonání této izolace a k hybridizaci mezi cytotypy nebo s příbuznými druhy. Jako modelový organismus k ilustraci těchto jevů byl zvolen šmel okoličnatý (Butomus umbellatus), u něhož je ploidní variabilita v rámci druhu výrazně spojena jak s mírou ohrožení přirozených středoevropských populací, tak s invazním potenciálem populací zavlečených do Severní Ameriky. Klíčová slova ploidní variabilita, polyploidizace,...