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

This project doesn't include Faculty of Science. It includes Central European Institute of Technology. Official project website can be found on muni.cz.

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.