Metody chemické indukce polyploidie

Abstract

Polyploidy, defined as the presence of more than two sets of chromosomes, is a significant biological phenomenon with implications for both the structure and function of organisms. Given its potential to enhance desirable traits, polyploidy is often deliberately artificially induced. This thesis focuses primarily on the chemical induction of polyploidy, which is currently the most widely used method. The antimitotic agents used interfere with the cell cycle, disrupt spindle formation or cytokinesis, and lead to the duplication of genetic material. This thesis compares the main groups of these agents, including their mechanisms of action, efficacy, and limitations, such as toxicity or the emergence of mixoploid individuals. It further summarizes direct and indirect methods for detecting polyploidy, emphasizing the importance of flow cytometry. The thesis also presents examples of successfully induced polyploids from plants, animals and microalgae and evaluates their morphological and physiological changes. Based on these findings, it discusses the potential applications of artificial polyploids in experiments or biotechnology. Keywords: synthetic polyploids, antimitotic agents, colchicine, oryzalin, gigas effect, flow cytometry, microalgae

Polyploidie, přítomnost více než dvou chromozomových sad, představuje významný biologický fenomén s dopady na strukturu i funkci organismů. Vzhledem k jejímu potenciálu pro zvýšení využitelných vlastností je polyploidie často cíleně uměle indukována metodami. Tato práce se zabývá především chemickou indukcí polyploidie, která v současnosti představuje nejrozšířenější přístup. Používaná antimitotická činidla zasahují do buněčného cyklu, narušují tvorbu dělicího vřeténka nebo cytokinezi a vedou ke zdvojení genetického materiálu. Tato práce porovnává hlavní skupiny těchto látek, včetně jejich mechanismů účinku, efektivity a omezení, jakými mohou být toxicita či vznik mixoploidních jedinců. Dále shrnuje přímé i nepřímé metody detekce polyploidie, přičemž zdůrazňuje význam průtokové cytometrie. Práce rovněž uvádí příklady úspěšně indukovaných polyploidů z řad rostlin, živočichů i mikrořas a hodnotí jejich morfologické a fyziologické změny. Na základě těchto poznatků jsou diskutovány možnost praktického využití polyploidie v experimentech a biotechnologiích. Klíčová slova: syntetičtí polyploidi, antimitotické látky, kolchicin, oryzalin, gigas efekt, průtoková cytometrie, mikrořasy