Project information
Successful without sex: (R)evolution of genomes in the apomictic tribe Boechereae

Reprodukce je klíčovým evolučním procesem formujícím genetickou diverzitu. Její alternativní forma – apomixie, tedy nepohlavní rozmnožování semeny – však zůstává jedním z největších tajemství rostlinné biologie. Apomixie umožňuje tvorbu klonálních potomků bez oplození a zachování genotypu napříč generacemi. Rod Boechera (tribus Boechereae, Brassicaceae) je jediným známým případem diploidní apomixie, což nabízí unikátní příležitost ke studiu tohoto jevu bez komplikací polyploidie. Cílem projektu je odhalit molekulární, genomové a epigenetické mechanismy vzniku, diverzifikace a stabilizace apomixie v rámci tribu Boechereae, se zvláštním důrazem na rod Boechera. Apomixie zde není jen evoluční kuriozitou, ale i potenciálním nástrojem pro fixaci výhodných hybridních genotypů v zemědělství. Naše předběžné výsledky ukazují, že apomixie vznikla v rodu Boechera opakovaně a nezávisle, často ve spojení s chromozomovými přestavbami, specifickým heterochromatinem a změnami prostorové organizace genomu. Projekt integruje šest výzkumných směrů: (1) analýzu genomové architektury diploidních apomiktických hybridů, (2) studium subgenomové dominance u triploidních apomiktů, (3) srovnávací genomiku v rámci Boechereae a Halimolobeae, (4) transkriptomovou analýzu regulačních drah apomixie, (5) epigenetické profilování a (6) 3D cytogenetiku pomocí FISH a imunolokalizace. Využíváme nejmodernější technologie (T2T sekvenování, RNA-seq, bisulfite-seq, ChIP-seq, 3D-FISH) a pokročilé bioinformatické nástroje. Projekt probíhá ve spolupráci se čtyřmi předními americkými institucemi a aktivně zapojuje doktorandy. Výsledky přinesou zásadní poznatky o evoluci reprodukčních systémů a vytvoří základ pro cílené využití apomixie v rostlinném šlechtění.