Role průtokové cytometrie v biosystematice rostlin

Příkladové studie

Pavel Trávníček et al.Botanický ústav v.v.i., PrůhoniceKatedra botaniky PřF UK, Praha

0

60

120

180

240

0 200 400 600 800 1000

R e la tiv e f lu o re sc e n c e

Num

ber

of n

ucle

i

137-

611

5-19

117-

6

1 37-6 191 .03 1 .4611 5-19 206 .57 1 .4311 7-6 223 .80 1 .53

R a tios: 11 5-19 / 137-6 1 .081 11 7-6 / 11 5-19 1 .083 11 7-6 / 137-6 1 .172

P e ak C ha n n el C V

Průtoková cytometrie v rostlinné biosystematice

• na principu analýzy celkového množství DNA

• velmi jednoduchá a rychlá příprava vzorků

• velmi jednoduché výstupy se snadnou interpretací

Vicia cracca L.

• na území ČR a SR - 2x, 3x, 4x + aneuploidi

• kontaktní zóny na Šumavě a v Bílých Karpatech

• prokázány určité morfologické rozdíly mezi 2x a 4x

• u diploidů rozlišovány 2 chromozómové rasy

0

50

100

150

200

0 200 400 600 800 1000

R e la tiv e f lu o re sc e n c e

Num

ber

of n

ucle

i

2 x

P3 x 4 x

4x2x 2x + 4x

Distribuce cytotypů před 40 roky (dle Chrtková 1973)Distribuce cytotypů v současnosti

Ploidy

0

10

20

-300 -180 -60 60 180 300

31 znaků vybraných pomocí „stepwise selection“

Ploidy

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

-7.5 -5.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5

28 „ručně“ vybraných znaků

0.250

0.290

0.330

0.370

0.410

0.450

2 4ploidy

v104

6.000

6.600

7.200

7.800

8.400

9.000

2 4ploidy

v94

délka člunku

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

2 4ploidy

v81

délka křídla

délka prašníků

2.500

3.200

3.900

4.600

5.300

6.000

2 4ploidy

v24

délka / šířka lístku

Počet opakování

Počet semen

2x 3x 4x

2 x 4 18 28 22 0 1

4 x 2 23 35 - 0 27

2 x 2 1 2 2 0 0

4 x 4 3 8 - - 5

2x autog. 1 7 3 0 0

4x autog. 9 5 - - 5

2x bez zásahu

15 6 6 0 0

Analýza semen

Anthoxanthum odoratum agg.

Tzv. „boreální“ karyotyp – 2x rostliny střední a severní Evropy = A. alpinum (2x I)

Tzv. „mediteránní“ karyotyp – 2x rostliny jižní Evropy (2x II)

(dle Hedberg 1986)

Tetraploidní karyotyp A. odoratum s. str.

Tetraploidní karyotyp autotetraploidních rostlin A. alpinum

0

20

40

60

80

0 200 400 600 800 1000

R e la tiv e f lu o re sc e n c e

Num

ber

of n

ucle

i 4 x

2 x I2 x IIZ

2 x I

2 x II

4 x

1 .0 7 21 .4 7 2

2 .5 1 7

2.544

1.07 %

2x I

2x II

4x

2x I

2x II

4x

Sekvence ITS I

Chenopodium album agg.

• z ČR udáváno až 14 druhů, avšak pouze 4-5 je hojnějších

• 3 ploidní úrovně – 2x, 4x a 6x

2x (2n = 18): C. suecicum

C. ficifolium

4x (2n = 36): C. strictum

C. striatiforme

6x (2n = 54): C. album s. str.

0

20

40

60

80

0 200 400 600 800 1000

R e la tiv e f lu o re sc e n c e

Num

ber

of n

ucle

i

6 x2 x

4 x

G2 x4 x6 x

0 .6 9 20 .8 1 71 .5 3 7

1.509

1.86 %

4x/2x – 18.06 %

6x/4x – 88.13 %

minisatelit u C. suecicum minisatelit u C. strictum

Hieracium

subg. Pilosella

H . g lom era tum 2 .06 (4x - 1) 2 .04 (5x - 6 )

H . flo ribundum 2 .05 (4x - 10 ) 2 .08 (5x - 2 )

H . p ilo se lla 1 .72 (4x - 26 ) 1 .72 (5x - 7 ) 1 .74 (6x - 9 ) 1 .73 (7x - 1 )

H . bauh in ii 2 .07 (4x - 2) 2 .01 (5x - 9 ) 1 .89 (6x - 3 ) 1 .98 (7x - 1 )

H . ec h io ide s 2 .16 (2x - 16 ) 2 .16 (3x - 10 ) 2 .14 (4x - 12 ) 2 .11 (5x - 4)

H . lactuce lla 2 .03 (2x - 19 )

H . cy m osum 2 .07 (2x - 17 ) 1 .98 (4x - 3 ) 2 .01 (5x - 1 )

H . onege nse 2 .12 (2x - 5)

H . cae sp ito sum 2 .05 (4x - 8) 2 .02 (5x - 1 )

H . ise ranum 1 .97 (4x - 7)

H . p ilo se lliflo rum 1 .88 (4x - 8) ! 1 .80 (5x - 5 ) ! 1 .78 (6x - 3 )

H . schu ltesii 1 .85 (3x - 2) 1 .86 (4x - 6 ) ! 1 .84 (5x - 3 ) !

H . ro th ianum 2 .03 (4x - 7)

H . brach ia tum 1 .88 (4x - 3) ! 1 .85 (5x - 2 ) ! 1 .88 (7x - 4 ) 1 .91 (8x - 1 )

H . auran tiac um 1 .95 (4x - 18 ) 1 .90 (5x - 6 )

H . b ly ttianum 1 .93 (4x - 2)

H . m acros to lonum 1 .83 (6x - 1)

H . rubrum1 .84 (6x - 6)

H . s to lon iflo rum 1 .81 (4x - 3)

H . lep tophyton 1 .95 (7x - 1)

H . b ifu rcum 1 .85 (5x - 1)

H . hoppeanum 1 .76 (2x - 5)

H . pavich ii 1 .96 (2x - 1)

H . scand inavicum 2 .04 (4x - 2)

Děkuji za pozornost