Project information

The role of hybridization and apomixis in evolution of the tribe Boechereae

Investor logo
Project Identification
LTAUSA17002
Project Period
7/2017 - 12/2020
Investor / Pogramme / Project type
Ministry of Education, Youth and Sports of the CR
MU Faculty or unit
Central European Institute of Technology

Cílem projektu je prozkoumat genomickou strukturu a způsob vzniku 25 až 30 druhů a populací rodu Boechera a tribu Boechereae (Brassicaceae) endemicky se vyskytujících v severní Americe. Navrhujeme kombinovat několik jedinečných metodických přístupů s možností studovat několik biologických fenoménů, a to např. homoploidní hybridizaci, souvztažnost mezi hybridizací, polyploidizací a apomixií, roli chromosomových přestaveb ve speciaci, vznik aberantních chromosomů u aneuploidů aj. Rod Boechera (> 110 druhů) zahrnuje převážně diploidní a triploidní druhy, které se rozmnožují sexuálně anebo apomikticky. Častá hybridizace mezi diploidními sexuály vede ke vzniku diploidních a aneuploidních apomiktů, následné křížení mezi diploidními sexuály a apomikty vede ke vzniku apomiktických triploidů. Je zřejmé, že výsledkem opakované hybridizace je vysoký počet morfologicky intermediárních apomiktických typů, jejichž vznik je obtížné vysledovat a taxonomicky zařadit. Vzhledem k apomixii na diploidní úrovni a příbuznosti s huseníčkem rolním, představuje rod Boechera unikátní modelový systém studia apomiktického způsobu reprodukce rostlin, s výrazným aplikačním potenciálem.
Navrhovaný projekt si klade za cíl etablovat spolupráci mezi výzkumnou skupinou Cytogenomika rostlin (CEITEC, Masarykova univerzita) a skupinou prof. T. Mitchell-Oldse a dr. M.D. Windhamem (Duke University, USA), a komplementárními přístupy hluběji prostudovat výše zmíněné biologické fenomény. Odbornící z Dukovy univerzity se dlouhodobě věnují studiu diversity a evoluce v rodu Boechera a tribu Boechereae. Cílem projektu je analyzovat reprezentativní průřez druhovou, cytogenetickou, reprodukční a ekogeografickou diversitou tribu Boechereae. Vznik, struktura genomu a jejich evoluce především u apomiktických taxonů budou zkoumány kombinací několika metodických přístupů: srovnávací malování chromosomů, genomická in situ hybridizace, sekvenování nové generace (s cílem identifikovat genomově specifické repetitivní sekvence) a analýza meiotického párování chromosomů. Americká strana přispěje k naplnění cílů projektu mikrosatelitovým genotypováním, (re)sekvenováním vybraných genomů, fylogenetickými analýzami na principu genotyping-by-sequencing a znalostmi o biologii a taxonomii zástupců tribu Boechereae.