1 / 29

Petr Bureš 1) , Wang Yi-Feng 2) , Lucie Horová 1) , Jan Suda 3)

Cirsium : Interspecific hybridization and DNA content. Petr Bureš 1) , Wang Yi-Feng 2) , Lucie Horová 1) , Jan Suda 3) 1) Department of Botany Faculty of Science Masaryk Univ. Brno, 2) Department of Botany North- West. Univ. Lanzhou,

tybalt
Download Presentation

Petr Bureš 1) , Wang Yi-Feng 2) , Lucie Horová 1) , Jan Suda 3)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cirsium : Interspecific hybridization and DNA content Petr Bureš1), Wang Yi-Feng2), Lucie Horová1), Jan Suda3) 1) Department of Botany Faculty of Science Masaryk Univ. Brno, 2) Department of Botany North- West. Univ. Lanzhou, 3)Department of Botany, Faculty of Science, Charles Univ., Prague

  2. arvense vulgare brachy-cephalum pannonicum spimosissimum eriopho-rum acaule oleraceum erisitha-les canum vulgare heterophyllum palustre

  3. Chromosomové počty v rodu Cirsium V celém rodu převládá 2n = 34 zhruba 2/3 druhů dalším nejčastěji zastoupeným počtem je 2n = 68 (zhruba 12 % druhů)

  4. Cirsium oleraceum × C. palustre = C. × hybridum Cirsium oleraceum Cirsium palustre

  5. Cirsium oleraceum × C. vulgare = C. × bipontinum Cirsium oleraceum Cirsium vulgare

  6. „Intenzita mezidruhové hybridizace“ v rodu Cirsium podle počtu dokladů v českých herbářích (celkem 28 hybridů) brachycephalum 0 oleraceum palustre 8 8 eriophorum 1 arvense 5 vulgare 5 acaule 7 pannonicum 5 rivulare 6 canum heterophyllum 5 6

  7. Problémy: •Liší se velikostí genomu druhy na stejné ploidní úrovni, nebo častá hybridizace způsobuje, že se druhy velikostí genomu neliší? • Mohou být případné rozdíly ve velikosti genomu adaptivní odpovědí na nějaké eko-geografické faktory? • Mají kříženci jiný počet chromosomů než rodičovské druhy? • Souvisí různá frekvence vzniku různých přirozených hybridních kombinací nějak s velikostí genomu?

  8. I Material & Methods

  9. Relative DNA content: Brno PA – I (HBO lamp + DAPI) 954measurements of 13 species and 12 hybrids from 102 populations with standard Cirsium vulgare (the same individual in all measurements) mean CV = 2.37 s.d. = 0.61

  10. Absolute DNA content & AT frequency: Brno + Praha standard Lycopersicon esculentum ‘Stupické polní tyčkové rané’ Brno Prague PA – II (laser + PI) 102 measurements of 12 species (=10x3+2x2 individuals) mean CV stand. = 3.19, s.d. = 0.33 mean CV sample = 3.23, s.d. = 0.39 PA – I (HBO lamp + DAPI) 108 measurements of 12 species (=12x3 individuals) mean CV stand. = 2.09 s.d. = 0.42 mean CV sample = 2.17 s.d. = 0.39 3x in three different days

  11. II. Interspecific genome size variability

  12. 400 300 200 100 G0/G1Cirsium eriophorum G0/G1Cirsium heterophyllum G0/G1Cirsium vulgare 100 200 300 400 Fluorescence channel Fig. 1. Range of interspecific genome size in Central European Cirsium species: Histogram of relative nuclear DNA content obtained after flow-cytometric analysis of DAPI stained nuclei, showing the diploid species with the smallest genome (Cirsium heterophyllum), the diploid species with the largest genome (C. eriophorum), and the lone tetraploid species (C. vulgare).

  13. eriophorum brachycephalum arvense acaule palustre pannonicum rivulare erisithales oleraceum canum heterophyllum relative 2C DNA content♦ mean± ├standard deviation┤

  14. Signicicant negative correlations between genome size and eco-geographical features (p<0.05) Ellenberg’sindicator valuefor moisture (rs = –0.68, p = 0.029) Ellenberg’sindicator valuefor continentality (rs = –0.64, p = 0.045) Eastern limit of geographical distribution (rs = –0.64, p = 0.032) Spinyness (adaptation to herbivore pressure) (Kendall Tau = –7.34, p<0.001) Longevity (biennials vers. perennials) (Kendall Tau = –0.604, p= 0.004)

  15. Absolute 2C DNA content in pg ± s.d. AT freqeuency %

  16. III. Genome size of hybrids

  17. Genome size of hybrids was smaller than predicted heterophyllum x rivulare palustre x rivulare oleraceum x rivulare heterophyllum x oleraceum erisithales x palustre acaule x oleraceum oleraceum x palustre erisithales x oleraceum canum x palustre canum x oleraceum heterophyllum x palustre erisithales x heterophyllum relative genome size 4.0 4.5 5.0 (mean of parent1 with smaller genome) = = (mean of parent2 with larger genome) average of hybrid (mean of parent1 + mean of parent2) / 2 Fig. 2. Relationship between the potential range of hybrid relative DNA content (├──┤), expected hybrid relative DNA content (■), and actual relative DNA content of Cirsium interspecific hybrids (◊).

  18. „Hybridní promiskuita“ jednotlivých druhů v rodu Cirsium podle počtu dokladů v českých herbářích

  19. Species with smaller genome produce hybrids more frequent = the same tendency as at individual level ? vulgare eriophorum brachycephalum arvense acaule palustre pannonicum rivulare oleraceum canum heterophyllum large genome few or no hybrids many hybrids small genome 10 86 relativegenome size herb. specimens of hybrids 400 600 800 Fig. 3. Relationship between relative DNA content of Cirsium species and the production of interspecific hybrids.

  20. Důležitým faktorem pro mezidruhovou hybridizaci mohou být také rozdíly v rozšíření rodičov-ských druhů Cirsium heterophyllum Cirsium rivulare

  21. Místa společného výskytu Cirsium heterophyllum a C. rivulare Jen v těchto územích mohou vznikat kříženci mezi Cirsium heterophyllum a C. rivulare

  22. Pokud se druhy podobají svým rozšířením, mohou teoreticky tvořit hybridy častěji Jak ale kvantifikovat míru podobnosti v rozšíření ve vztahu k hybridizaci ??? Cirsium palustre Cirsium oleraceum Ke kvantifikaci podobnosti v roz-šíření lze využít společné výskyty ve fytogeografických okresech !

  23. počet lokalit hybrida x×y v i-tém fytogeografickém okrese 99 Σ h(x×y)i i = 1 i = 99 Σ xi . yi i = 1 počet lokalit druhu y ve stejném fytogeografickém okrese i počet lokalit druhu x ve fytogeografickém okrese i Intenzita hybridizace mezi druhem x a druhem y

  24. Celkový počet lokalit hybrida v České republice 99 Σ h(x×y)i i = 1 i = 99 Σ xi . yi i = 1 druh y = C. rivulare druh x = C. heterophyllum Suma součinů zachycuje právě území (fytochoriony), kde se druhy vyskytují společně Intenzita hybridizace mezi druhem x a druhem y na příkladu C. heterophyllum a C. rivulare

  25. Intenzita mezidruhové hybridizace rodu Cirsium v České republice 99 Σ h(x×y)i i = 1 i = 99 Σ xi . yi i = 1

  26. Mají mezidruhové rozdíly ve velikosti jaderné DNA nějaký vliv na intenzitu mezidruhové hybridizace v rodu Cirsium ? Co znamená rozdíl ve velikosti jaderné DNA ? Rozdíl velikosti jaderné DNA

  27. Intenzita mezidruhové hybridizace v rodu Cirsium ve vztahu k rozdílům ve velikosti jaderné DNA rodičovských druhů intenzita hybridizace rozdíl ve velikosti jaderné DNA

  28. klima-index Termo_lok Mezo_lok Oreo_lok 1 x ––––––––– + 0 x –––––––– + (–1) x –––––––– Termo_ploch Mezo_ploch Oreo_ploch –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Termo_lok Mezo_lok Oreo_lok ––––––––– + ––––––––– + –––––––– Termo_ploch Mezo_ploch Oreo_ploch K=

  29. AT concentration Spearman rs = 0.85 p=0.003 klima-index

More Related