Zmienność fenotypowa, różnorodność genetyczna oraz reakcje epigenetyczne w relacji do poziomu ploidalności u Festuca amethystina L. i F. tatrae (Czakó) Degen (Poaceae)

Abstract

Rozprawa doktorska dotyczy zróżnicowania fenotypowego, genetycznego i epigenetycznego w obrębie kompleksu diploid-poliploid. Obiektem badań był kompleks dwóch gatunków traw: Festuca amethystina L. (2x i 4x) oraz Festuca tatrae Czakó (Degen) (2x). Są to gatunki blisko spokrewnione, ale znacznie różniące się przede wszystkim zasięgami występowania. Zasięg F. amethystina obejmuje główne łańcuchy górskie Europy środkowej. Gatunek występuje z reguły na podłożu wapiennym, rośnie w murawach wysokogórskich i reliktowych lasach sosnowych. Ma również stanowiska niżowe, występujące głównie w subkontynentalnych dąbrowach i uważane za reliktowe. Są prawdopodobnie efektem rozpowszechnienia się siedlisk odpowiednich dla omawianego gatunku na obszary nizinne, podczas okresów glacjalnych. F. tatrae z kolei jest zachodniokarpackim endemitem, występującym wyłącznie na stanowiskach górskich, na murawach górskich i reliktowych lasach sosnowych. Za interesujące i wartościowe uznano zbadanie zróżnicowania biologicznego wewnątrz- i między tymi gatunkami. W ramach pracy zostały wzięte pod uwagę następujące aspekty: 1) Cechy morfologiczne – ich zróżnicowanie pomiędzy cytotypami F. amethystina. 2) Opis markerów mikrosatelitarnych, użytych do badań różnorodności genetycznej populacji (z wykorzystaniem loci opisanych dla innego kompleksu poliploidalnego Festuca). 3) Różnorodność genetyczna wewnątrz- i międzypopulacyjna w zależności od rozprzestrzenienia geograficznego i poziomu ploidalności osobników w populacjach. 4) Poziomy ogólnej metylacji DNA obydwu ww. gatunków, zbadane podczas warunków korzystnych do rozwoju oraz podczas warunków stresowych (stres temperaturowy i stres suszy).

The doctoral dissertation concerns the phenotypic, genetic and epigenetic differentiation within the diploid-polyploid complex. The object of the study was a complex of two grass species: Festuca amethystina L. (2x and 4x) and Festuca tatrae Czakó (Degen) (2x). They are closely related species, but differ significantly in their distribution ranges. The range of F. amethystina covers the main mountain ranges of Central Europe. The species usually occurs on calcareous substrates, grows in high mountain grasslands and relict pine forests. It also has lowland localities, occurring mainly in subcontinental oak forests and considered to be relict. They are probably the result of the spread of habitats suitable for the species in question to lowland areas during the glacial periods. F. tatrae, in turn, is a West Carpathian endemic, occurring only in mountain sites, in mountain grasslands and relict pine forests. It was considered interesting and valuable to study the biodiversity within and between these species. As part of the work, the following aspects were taken into account: 1) Morphological features - their differentiation between F. amethystina cytotypes. 2) Description of microsatellite markers used to study the genetic diversity of the population (using loci described for another Festuca polyploid complex). 3) Intra- and inter-population genetic diversity depending on geographical spread and ploidy level of specimens in populations. 4) Global DNA methylation levels of both species, tested under favorable conditions for development and under stress conditions (temperature stress and drought stress).