Yes (281)
Used filters
(3)
Number of found documents:
281
Published from
to
Microbial and Viral Genomic Diversity in Freshwater Environments
SILVA KAVAGUTTI, Vinicius
2022 - English
Most abundant microbes from natural environments remain uncultured as traditional culture approaches fail to sufficiently simulate native conditions. Moreover, the efforts to obtain axenic cultures are also hampered due to inter-microbial dependencies. The absence of cultured representatives has several downstream effects, e.g., little chance of experimentation and creating genetic models or hypothesis testing, phage isolation, or even producing complete, closed reference genomes. Lack of all these maintains severe gaps in our abilities to understand microbes in appropriate phylogenetic and ecological contexts and also their habitat at large. This thesis tries to circumvent these issues through a meticulous investigation of freshwater microbes and their viruses using a metagenomic approach in the Římov reservoir. Most abundant microbes from natural environments remain uncultured as traditional culture approaches fail to sufficiently simulate native conditions. Moreover, the efforts to obtain axenic cultures are also hampered due to inter-microbial dependencies. The absence of cultured representatives has several downstream effects, e.g., little chance of experimentation and creating genetic models or hypothesis testing, phage isolation, or even producing complete, closed reference genomes. Lack of all these maintains severe gaps in our abilities to understand microbes in appropriate phylogenetic and ecological contexts and also their habitat at large. This thesis tries to circumvent these issues through a meticulous investigation of freshwater microbes and their viruses using a metagenomic approach in the Římov reservoir.
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Microbial and Viral Genomic Diversity in Freshwater Environments
Most abundant microbes from natural environments remain uncultured as traditional culture approaches fail to sufficiently simulate native conditions. Moreover, the efforts to obtain axenic cultures ...
W chromosomes in Lepidoptera: evolution, diversity and molecular features
HEJNÍČKOVÁ, Martina
2022 - English
Sex chromosome evolution is a fascinating and very dynamic process, which is best to be studied on diverse groups of organisms. Moths and butterflies (Lepidoptera) are known for their species diversity and female heterogamety, which makes them an ideal research model. Most species of Lepidoptera have a WZ/ZZ (female/male) system, although some species lack the W chromosome. The first part of this thesis discusses possible mechanisms and points of its origin in terms of phylogeny. Specifically, it focuses on the lack of W chromosome in the group of bagworms (Psychidae), supporting recent theory about the independent origin of W chromosomes in Lepidoptera. The second part of the thesis provides valuable information about the W chromosome variability and molecular content within the group of loopers (Geometridae). Finally, the third part describes the accumulation of retrotransposons on the W chromosome in Peribatodes rhomboidaria and emphasizes their importance in the process of sex chromosome differentiation.
Keywords:
W chromosome; sex chromosomes; Lepidoptera; moths and butterflies; sex chromosome evolution; sex determination; retrotransposons; Geometridae; Psychidae; sex chromatin; repetitive DNA
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
W chromosomes in Lepidoptera: evolution, diversity and molecular features
Sex chromosome evolution is a fascinating and very dynamic process, which is best to be studied on diverse groups of organisms. Moths and butterflies (Lepidoptera) are known for their species ...
Conservation genetics of Galápagos mockingbirds: from immune genes to genomes
VLČEK, Jakub
2022 - English
In this thesis I have dealt with the population genetic processes of mockingbirds in the Galápagos Islands ( Mimus ) in relation to the limited island area, from the perspective of two types of immune genes and the genome-wide approach. The thesis starts with an introduction to population genetic concepts relevant to conservation genetics followed by description of immune genes: the major histocompatibility complex (MHC) and the Toll-like receptors (TLR). In the final part of the introduction, I address how genetic drift, selection and inbreeding shape genome-wide genetic patterns in small populations. The introduction is followed by four chapters, beginning with an examination of MHCII polymorphism in populations of mockingbirds in the Galápagos Islands. The study of the relationship between MHCII and the abundance of ectoparasites is the content of the second chapter. The third chapter shows how polymorphism of TLRs is shaped by interaction of genetic drift and natural selection. The last chapter deals with the effects of limited island size on inbreeding and genetic load, supported by inferences of the past demography of mockingbirds. The thesis concludes with a summary of the results and their potential implications in the field of conservation genetics. In this thesis I have dealt with the population genetic processes of mockingbirds in the Galápagos Islands ( Mimus ) in relation to the limited island area, from the perspective of two types of immune genes and the genome-wide approach. The thesis starts with an introduction to population genetic concepts relevant to conservation genetics followed by description of immune genes: the major histocompatibility complex (MHC) and the Toll-like receptors (TLR). In the final part of the introduction, I address how genetic drift, selection and inbreeding shape genome-wide genetic patterns in small populations. The introduction is followed by four chapters, beginning with an examination of MHCII polymorphism in populations of mockingbirds in the Galápagos Islands. The study of the relationship between MHCII and the abundance of ectoparasites is the content of the second chapter. The third chapter shows how polymorphism of TLRs is shaped by interaction of genetic drift and natural selection. The last chapter deals with the effects of limited island size on inbreeding and genetic load, supported by inferences of the past demography of mockingbirds. The thesis concludes with a summary of the results and their potential implications in the field of conservation genetics.
Keywords:
population genetics; birds; inbreeding; genetic drift; immunogenetics; conservation; MHC; TLR; major histocompatibility complex; Toll-like receptors; genome; genetic load; extinction; effective population size; island size
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Conservation genetics of Galápagos mockingbirds: from immune genes to genomes
In this thesis I have dealt with the population genetic processes of mockingbirds in the Galápagos Islands ( Mimus ) in relation to the limited island area, from the perspective of two types of ...
Drivers of karyotype evolution in Lepidoptera
PROVAZNÍKOVÁ, Irena
2022 - English
Research of lepidopteran karyotypes and their evolution has been challenging for decades due to their many peculiar characteristics. However, this field has advanced thanks to modern cytogenetic techniques and sequencing technologies. We combined explored possibilities how to detect chromosomal rearrangements, and cytogenetic and genomic approaches to explore evolutionary forces shaping karyotypes of non-model Lepidoptera including representatives of early diverging species. Results obtained in the present thesis point to a possible role of satellite DNA and sexual antagonistic selection in mobilisation of rDNA and sex chromosome turnover, respectively.
Keywords:
Lepidoptera; karyotype evolution; sex chromosomes; repetitive sequences; chromosomal rearrangements; gene families; FISH
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Drivers of karyotype evolution in Lepidoptera
Research of lepidopteran karyotypes and their evolution has been challenging for decades due to their many peculiar characteristics. However, this field has advanced thanks to modern cytogenetic ...
Role of adenosine pathway on cell growth and stress response in Drosophila
MAAROUFI, Houda Ouns
2022 - English
The thesis surveyed the effects of the adenosine pathway on cell growth and stress response. We described the effects of mutation of the concentrative nucleoside transporter cnt1 on male fertility, particularly spermatogenesis, using a Drosophila melanogaster model. We also described the effects of the adenosine pathway on the cytotoxicity of mHTT. The thesis surveyed the effects of the adenosine pathway on cell growth and stress response. We described the effects of mutation of the concentrative nucleoside transporter cnt1 on male fertility, particularly spermatogenesis, using a Drosophila melanogaster model. We also described the effects of the adenosine pathway on the cytotoxicity of mHTT.
Keywords:
cell growth; stress response; cnt1; adenosine pathway; metabolism; mHTT
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Role of adenosine pathway on cell growth and stress response in Drosophila
The thesis surveyed the effects of the adenosine pathway on cell growth and stress response. We described the effects of mutation of the concentrative nucleoside transporter cnt1 on male fertility, ...
Ecology of alpine plants at their uppermost limit in the Himalayas
CHLUMSKÁ, Zuzana
2022 - English
This dissertation studies the key abiotic factors and plant characteristics that influence the performance of the highest growing herbaceous alpine plants in Ladakh, Western Himalayas, and examines vegetation changes likely associated with climate change. The study site, located in the Rupshu region of eastern Ladakh, hosts some of the world´s highest-growing angiosperm plant species that occur above 6000 m a.s.l. The gentle slopes characteristic for the region, resulting in long elevational gradients, are particularly suitable for studying plant adaptations to the harsh dry and cold environment typical of whole Ladakh. The study presents novel insights into the causes of plant elevation limits and the direction of the vegetation shifts related to climate change at the very edge of the existence of angiosperms.
Keywords:
alpine plants; herbaceous plants; Western Himalayas; high elevation; elevational distribution limits; climate change; nonstructural carbohydrates
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Ecology of alpine plants at their uppermost limit in the Himalayas
This dissertation studies the key abiotic factors and plant characteristics that influence the performance of the highest growing herbaceous alpine plants in Ladakh, Western Himalayas, and examines ...
Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of Ixodes ricinus salivary proteins
CHLASTÁKOVÁ, Adéla
2022 - English
Ticks are highly specialized obligate ectoparasites whose life cycle is fully dependent on obtaining a blood meal from a host. To prevent blood clotting and counteract the host's immune and wound healing responses, ticks secrete saliva, containing hundreds to thousands of proteins and non-proteins, into the feeding cavity. This thesis focuses on deciphering the function of three serpins (inhibitors of serine proteases) expressed in the salivary glands of the European tick Ixodes ricinus. Iripin-1, Iripin-3, and Iripin-8 were produced in the Escherichia coli expression system, and their effects on the immune response were evaluated using various in vitro assays and a mouse model of acute inflammation. Furthermore, the thesis involves one review article that summarizes the role of serpins in tick physiology and tick-host interaction.
Keywords:
tick saliva; Ixodes ricinus; serpin; immune response; inflammation
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of Ixodes ricinus salivary proteins
Ticks are highly specialized obligate ectoparasites whose life cycle is fully dependent on obtaining a blood meal from a host. To prevent blood clotting and counteract the host's immune and wound ...
Kvalita spermatu ovlivňuje oplození u sladkovodních ryb
CHENG, Yu
2022 - English
Krátkodobé uchování spermatu v líhňařské praxi ryb je hojně využívanou technikou při umělém oplození, a to díky své výhodnosti, nízké ceně a praktičnosti. V kapitole 2 byly porovnány tři techniky inkubace jiker s cílem ověřit jednoduchou a účinnou metodu inkubace oplozených jiker u jesetera malého. Bylo sledováno procento oplození, neurulace, líhnutí embryí a larev tak, aby bylo možné porovnat účinky inkubačních systémů umístění Petriho misek 1) v nádrži líhně, 2) na stole v malém inkubačním boxu v klimatizované místnosti nebo 3) v termostatickém inkubačním boxu. Mezi těmito systémy inkubace jiker v Petriho miskách nebyly zjištěny rozdíly. Získané zkušenosti umožnily využít tento způsob inkubace v Petriho miskách u dalších druhů ryb, jako jsou kapr a zebřička. V kapitole 3 byla pozornost věnována procesům aktivace a oplození jiker. U jesetera malého, jakožto modelového druhu jeseterovitých ryb bylo zásadní standardizovat postupy oplození. Byla zkoumána úroveň neurulace a míra líhnutí (%) embryí. Bylo použito více násobné ošetření spermií při oplození s různým gradientem počtu spermií a objemem aktivačního roztoku pro oplození jiker a dále stanoven minimální počet spermií při optimálním objemu aktivační vody. Pokusy s umělým oplozením ukázaly, že k úspěšnému oplození postačuje celkem 50 000 spermií v 8 ml, resp. 32 ml aktivační vody. Bylo zjištěno, že velmi nízká koncentrace 100 - 1 300 spermií v ml aktivační vody může zabezpečit účinné oplodnění při použití kvalitního spermatu. Kapitola 4 zkoumala management spermií, včetně zablokování spontánního pohybu spermií, složení umělé semenné plazmy a použití přirozené semenné plazmy z dobrého spermatu. U zebřičky se zkoumala optimalizace oplození pomocí různých metod, poměr spermie : vajíčko a minimální koncentrace spermií na ml aktivačního roztoku. Výsledky ukázaly, že extendor E400 je účinný při uchování spermií zebřiček; zkumavka s přesně definovaným množstvím 6 000 000 spermií zebřičky v extendoru E400 na 100 vajíček a 100 ?l aktivačního roztoku se ukázala být úspěšnější než použití Petriho misky. Spermie sumce velkého lze uchovat v imobilizačním roztoku po dobu až 1 týdne, přičemž si spermie zachovávají dostatečnou kvalitu pro úspěšné oplodnění a získání normálního plůdku. Bylo zjištěno, že spermie jesetera malého špatné kvality lze revitalizovat inkubací v semenné plazmě spermatu s dobrou motilitou spermií. Dosažené výsledky pomáhají stanovit metodu uchování spermií in vitro a postupy oplození u sladkovodních ryb. Kapitola 5, aktivační roztok je jedním z klíčových faktorů zabezpečující výkonnost spermiím během oplodnění. Byly použity různé aktivační roztoky, aby se otestovala praktická účinnost použití v líhni se spermiemi, které byly stárnoucí, ale zředěné v umělé semenné plazmě. Z rozsáhlých pokusů s umělým oplodněním vyplynulo, že oplození a lepivosti byly vysoké (78-87 %) po týdenním uchování spermií v umělé semenné plazmě kapra v aktivačních roztocích jako voda z líhně a roztok Perchec. Výsledky nabídly praktický základ pro další využití stárnoucího spermatu v líhni. V kapitole 6 této studie jsme použili stárnoucí sperma kapra obecného k vyhodnocení pohyblivosti a kinematiky spermií. Bylo provedeno přesné hodnocení životaschopnosti spermií, osmolality a pH semenné plazmy, aby bylo možné vyhodnotit vliv krátkodobého uchování in vitro na spermie. Byla také provedena analýza metylace DNA založená na celo genomovém bisulfitovém sekvenování k odhalení molekulárních změn stárnoucích spermií. Výsledky ukázaly, že stárnutí u spermií kapra obecného má značně negativní dopad na jejich výkonnost a na úspěšnost umělého oplodnění. Kromě toho se úroveň metylace v cytosin-fosfát-guaninových místech výrazně zvýšila u spermií 24 hodin po odběru spermatu ve srovnání se skupinou čerstvých spermií, ale poté se výrazně snížila v 96 hodinách po odběru spermatu. Výsledky přispěly k výzkumu fenotypu a funkčních změn spermií kapra obecného a k pochopení molekulárních změn při uchování spermií. Short-term storage of sperm is a widely used technique during artificial fertilization in hatchery practice due to its convenient, inexpensive and practical value. Chapter 2, three egg incubation techniques were compared to supply one simple and efficiency method to incubate fertilized sterlet eggs. The percentage of cleavage, neurulation and hatching rates of embryos and larvae were examined to compare the effects of incubation systems consisting of placing Petri dishes 1) in the hatchery tank, 2) on a table in small incubation box in an air-conditioned room or 3) in a large thermostatic incubator box. No significant differences were found among these egg incubation systems. The experience gained allowed us to practice this simple method of egg incubation in Petri dishes on other fish species such as carp or zebrafish. Chapter 3, attention was paid to processes of egg activation and fertilization, which are highly important issues in fish reproductive biology. In the sterlet, multiple treatment groups with different gradient of spermatozoa number and volume of activation solution were used to fertilize eggs and further determine the minimum number of spermatozoa with optimal volume of activation water. The artificial fertilization experiments revealed that a total of 50,000 spermatozoa in 8 ml or 32 ml of activation water was sufficient for successful fertilization. It was obtained that a very low concentration of 100-1,300 spermatozoa per ml in activation water can achieve efficient fertilization with good quality sperm. Chapter 4, sperm managements including prevent sperm spontaneous movement, artificial seminal plasma composition, use of natural seminal plasma from good sperm were explored. The fertilization optimizations with different methods, spermatozoa: egg ratio and minimum sperm concentration were also examined in zebrafish. Results indicated that extender E400 was efficient during zebrafish sperm storage; a test tube with a well-defined amount of 6,000,000 zebrafish spermatozoa in E400 extender per 100 eggs and 100 ?L of activation solution has proven to be more successful than using a Petri dish. Sperm of European catfish can be collected and stored in immobilization solution for as long as 1 week for successful fertilization. Sterlet sperm with bad quality can be revitalized by incubation with seminal plasma from good sperm. The results help to establishing a sperm in vitro storage method and fertilization procedures in freshwater fishes. Chapter 5, activation solution is one of the key factors providing sperm and egg performance during fertilization. Different activation solutions were employed to test the practical application efficiency in a hatchery jar with sperm that was aged but diluted in artificial seminal plasma. The large-scale artificial fertilization trials indicated that fertilization and hatching rate were high (78-87%) after one week of sperm storage in a carp artificial seminal plasma in activation solutions as hatchery water and Perchec solution. Results offered the practical basic for the further application of aging sperm in a hatchery. Chapter 6, in this study, aged sperm in common carp was used to evaluate the sperm motility and kinematics, sperm viability, osmolality and pH of seminal plasma sperm short-term in vitro storage. DNA methylation analysis based on the whole-genome bisulfite sequencing was also performed to reveal the molecular changes of aging sperm. The results showed that aging spermatozoa in common carp has a considerable negative impact on their performance and as well as artificial fertilization success. the level of methylation at the CpG sites increased significantly with 24 hours post stripping spermatozoa compared to the fresh group, but then reduced significantly at 96 hours post stripping. The results contribute to investigate the sperm phenotype and functional changes in common carp and providing clues for understanding the molecular changes during sperm storage
Keywords:
kvalita spermatu; krátkodobé uchování spermatu; inkubace jiker; oplození; metylace DNA
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Kvalita spermatu ovlivňuje oplození u sladkovodních ryb
Krátkodobé uchování spermatu v líhňařské praxi ryb je hojně využívanou technikou při umělém oplození, a to díky své výhodnosti, nízké ceně a praktičnosti. V kapitole 2 byly porovnány tři techniky ...
Vliv polyploidizace a hybridizace na fyziologii reprodukce u ryb
TICHOPÁD, Tomáš
2022 - English
Pohlavní rozmnožování je jedním z nejběžnějších rysů eukaryot a také jedním z nejdiskutovanějších témat v biologii. Zahrnuje komplikované genové regulační sítě koordinující meiotické dělení, rekombinaci a produkci haploidních gamet. Ačkoli jsou tyto dráhy vysoce konzervované, byly v průběhu evoluce opakovaně mnoha způsoby modifikovány. Je dobře známo, že mezidruhová hybridizace a polyploidizace mění reprodukční potenciál jedince a oba jevy jsou běžně spojeny s asexualitou, tj. produkce klonálních gamet. Asexualita přitáhla značnou pozornost jako vynikající model pro studium evolučních výhod a nevýhod sexuálního rozmnožování a kvůli četným asociacím s polyploidií byly asexuální organismy také považováni za potenciální chybějící články při tvorbě polyploidních druhů. Nicméně asexuální eukaryotické linie nejsou snadno definovatelnou skupinou. Jsou distribuovány po celém stromu života a využívají široké spektrum nezávisle vzniklých mechanismů pro produkci klonálních gamet. Tyto mechanismy se mohou znatelně lišit i mezi blízce příbuznými taxony, od zcela ameiotických procesů po procesy zahrnující signifikantní modifikace v meiotickém dělení, které mají různé evoluční důsledky pro každou asexuální linii. Je proto důležité porozumět tomu, zda existují nějaká obecná pravidla v procesech vedoucích k opuštění sexuálního rozmnožování nebo indukci sterility. Tato práce zkoumá vliv hybridizace a polyploidie na modifikace gametických buněk u několika taxonů ryb. První výzkum byl zaměřen na regulaci produkce neredukovaných gamet u asexuálních allotriploidních samic Cobitis elongantoides-taenia-taenia. Přirozeně je toho dosaženo prostřednictvím premeiotické endoreduplikace (PMER) a následným párováním sesterských chromatid. Bylo zjištěno, že regulace PMER je výlučným znakem samic, ale provedení PMER závisí na hybridním původu zárodečných buněk. Z tohoto důvodu je fenotyp asexuality u sekavců spojen s fenotypovou diferenciací pohlaví. Za druhé byly zkoumány charakteristiky spermií F1 hybridů kapra obecného a karase stříbřitého za účelem vyhodnocení morfologických poruch spermií. Samci vykazovali klasickou hybridní dysgenezi, protože jejich reprodukční potenciál byl negativně ovlivněn hybridizací pravděpodobně kvůli velké divergenci mezi druhy. Ačkoli většina spermií byla aneuploidní nebo polyploidní, malá část spermií byla schopna oplození a dala vzniknout F2 generaci. Za třetí byly zkoumány zárodečné buňky ancestrálního hybrida Poecilia formosa za účelem popsání PMER dráhy, nicméně bylo zjištěno, že tento druh pouze exprimuje počáteční meiotické geny, ale samotná meióza neprobíhá. Proto P. formosa představuje vzácnou výjimku apomixie u ryb. Nakonec byl publikován protokol zaměřený na produkci triploidních zebřiček Danio rerio. Přestože hlavním cílem této práce bylo vytvoření sterilních recipientů pro účely transplantace zárodečných buněk, triploidní zebřičky rovněž představují vynikající příležitost pro studium vlivu autopolyploidizace na sexuální diferenciaci, neboť všechny triploidní zebřičky byly potvrzeny jako samci. Sexual reproduction is one of the most common traits of eukaryotes and one of the most debated topics in biology. It involves complicated gene regulatory networks coordinating meiotic division, recombination, and the production of haploid gametes. Although these pathways are highly conserved, they have been repeatedly modified in many ways throughout the evolution of life forms. Interspecific hybridization and polyploidization are well known to alter the reproductive potential of an individual, and both phenomena are commonly linked with the so-called asexuality, i.e., the production of (partly) clonal gametes. Asexuality has attracted considerable attention as an excellent model to study the evolutionary dis/advantages of sex. Because of numerous associations with polyploidy, asexuals have also been considered as potential missing links in the formation of polyploid species. Nevertheless, asexual eukaryotic lineages are not an easily definable group. They are distributed throughout the tree of life and employ a broad spectrum of independently arisen mechanisms for gamete production. These mechanisms can noticeably differ even between closely related taxa, ranging from entirely ameiotic processes to those involving distorted meiotic divisions, which have different evolutionary consequences for each asexual lineage. It is therefore vital to understand whether there are any general rules followed in the processes leading to the abandonment of sexual reproduction or induction of sterility. This thesis investigates the effect of hybridization and polyploidy on reproductive modifications in several fish taxa. The first investigation was focused on the regulation of unreduced gamete production in asexual allotriploid females of Cobitis elongatoides-taenia-taenia. Naturally, it is accomplished via premeiotic endoreduplication (PMER) and followed by the pairing of sister chromatids. It has been discovered that the regulation of PMER is a female's exclusive trait, but the PMER execution depends on germ cell hybrid origin. Therefore, the asexuality phenotype in Cobitis is linked to phenotypic sex differentiation. Secondly, the spermatozoa characteristics of F1 hybrids of common carp and gibel carp were examined to evaluate morphological malfunctions. Males showed classical hybrid dysgenesis as their reproductive potential was negatively affected by the hybridization event, probably due to the high divergence between species. Although most of the spermatozoa were aneuploid or polyploid, a small fraction of spermatozoa was capable of fertilization and gave rise to F2 hybrid offspring. Thirdly, germ cells of ancestral hybrid Poecilia formosa were examined to confirm the PMER pathway; however, it was discovered that this species only initiates first meiotic genes, but meiosis itself is skipped. Therefore, P. formosa represents a rare exception to apomixis in fish taxa. Finally, a successful and effective protocol for triploid zebrafish production was established. Although the primary goal of this protocol was the establishment of sterile recipients for transplantation purposes, it represents an excellent opportunity for research of autopolyploidization effect on sex differentiation as all produced triploid zebrafish were confirmed as males.
Keywords:
reprodukce; sterilita; asexualita; meióza; endoreduplikace
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Vliv polyploidizace a hybridizace na fyziologii reprodukce u ryb
Pohlavní rozmnožování je jedním z nejběžnějších rysů eukaryot a také jedním z nejdiskutovanějších témat v biologii. Zahrnuje komplikované genové regulační sítě koordinující meiotické dělení, ...
Polyploidizační schopnost jeseterů a její vliv na fitness
HUBÁLEK, Martin
2022 - English
Jeseteři (řád Acipenseriformes) jsou považováni za jedny z nejstarobylejších ryb dosud žijících na planetě Zemi. Evoluce těchto "živoucích fosilií" je neodmyslitelně spjata s polyploidizačními událostmi. U chovaných populací mnoha jeseteřích druhů byla navíc pozorována spontánně vznikající polyploidie, která se dle dostupných důkazů náhodně vyskytuje i ve volné přírodě. Přetrvávající sklony jeseterů vytvářet polyploidní genomy zdůrazňují genomovou plasticitu těchto ryb a činí z nich vhodné kandidáty pro výzkum polyploidie. Vlivem indukované nebo spontánně vznikající polyploidie na fitness a fyziologii jeseterů se však doposud zabývalo pouze pár studií. Rozšiřování znalostí v této oblasti má zvláštní význam, neboť může pomoci objasnit, jak neopolyploidní jeseteři prosperují v akvakultuře nebo v přírodě, odhalit vliv současných polyploidizací na chov a konzervaci jeseterů, a prohloubit vědecké poznání důsledků polyploidie pro ryby. Druhá kapitola předkládané práce přináší optimalizovaný protokol pro vytváření biologicky triploidních populací jesetera malého (Acipenser ruthenus) pomocí retence druhého pólového tělíska (RDPT) hydrostatickým tlakem. S výjimkou této práce byla doposud aplikace tohoto typu šoku u jeseterů publikována pouze u jesetera krátkorypého (Acipenser brevirostrum). Na základě zjištění naší studie lze usoudit, že šok hydrostatickým tlakem může být pro produkci 100 % triploidů vhodnější než konvenčně používaný teplý šok, a zároveň vést k dosažení vyšší líhnivosti. S jeho použitím by tedy mohlo být triploidizované potomstvo jeseterů získáváno efektivněji. Měření relativního obsahu DNA v buněčných jádrech průtokovou cytometrií patří mezi nejběžnější metody určování ploidní úrovně jeseterů, její využití bylo však doposud omezeno na analýzu nativního materiálu. Výsledkem práce, popsané ve třetí kapitole, jsou ověřené metody pro desetidenní uchování různých typů jeseteřích vzorků. Navrhované protokoly jsou jednoduše využitelné, neobsahují centrifugace a umožňují terénní vzorkování. Ve čtvrté kapitole byla zkoumána životaschopnost a růst raných vývojových stádií autopolyploidních jeseterů malých v optimální (16 °C) teplotě a teplotách suboptimálních (10 a 20 °C). Její výsledky naznačují, že biologicky triploidní jeseteři malí se od jedinců běžné ploidie (normoplodi) neliší v přežití ani růstu, a to bez ohledu na teplotu. Životaschopnost embryí získaných tetraploidizací prostřednictvím zadržení prvního mitotického dělení (ZPMD) byla naproti tomu výrazně snížena už při inkubaci v optimální teplotě, a ještě výrazněji v teplotách suboptimálních. Biologicky tetraploidní prelarvy nebyly v suboptimálních teplotách schopné přežít, což poukazuje na jejich nižší teplotní toleranci v porovnání s normoploidy a biologickými triploidy. Biologická hexaploidie je u jeseterů zřejmě letální, neboť jedinci získaní z kombinované indukce RDPT a ZPMD nepřežili prelarvální periodu v žádné z testovaných teplot. V páté kapitole této práce byl popsán zkoumaný vliv polyploidie indukované prostřednictvím RDPT na kritickou rychlost plavání, fyziologii a hematologii devítiměsíčních juvenilů dvou čistých jeseteřích druhů, jesetera malého a jesetera sibiřského (Acipenser baerii) a jejich reciprokých hybridů. Z výsledků měření kritické rychlosti plavání vyplynulo, že se RDPT-indukovaní polyploidi obou čistých druhů a hybridů ve své výkonnosti nelišili od normoploidů. Hematologická analýza odhalila, že polyploidi získaní indukcí RDPT byli z hlediska úrovní krevního hemoglobinu a hematokritu schopni plně kompenzovat nižší počet erytrocytů v porovnání s normoploidy. Studie rovněž nepotvrdila, že by RDPT-indukovaná polyploidie ovlivňovala stresovou odpověď. Tyto výsledky naznačují, že polyploidi jeseterů vzniklí z RDPT netrpí žádnou významnou fyziologickou limitací a po stránce fyzické zdatnosti jsou srovnatelní s jejich protějšky běžné ploidní úrovně. Sturgeons (order Acipenseriformes) are considered one of the most ancient groups of fish still present on Earth. The evolution of these 'living fossils' is inherently connected to polyploidization events. Moreover, spontaneously arisen polyploidy has been widely reported in farmed populations of many sturgeon species, and there is also evidence that it randomly occurs in the wild. The persistence of sturgeons for creating polyploid genomes underlines the genome plasticity of these fishes and makes them suitable candidates for polyploid research. However, only a few studies have ever investigated the effects of newly formed polyploidy on fitness or physiology of sturgeons. Broadening the scope of research is of particular interest, since it may shed light on how sturgeon neopolyploids perform in aquaculture and nature, uncover the impact of contemporary polyploidization on sturgeon farming and conservation, and contribute to scientific knowledge regarding the consequences of polyploidy on fish. The second chapter of this thesis introduced an optimized protocol for the creation of biologically triploid populations of sterlet (Acipenser ruthenus) via the second polar body retention (SPBR) achieved by hydrostatic pressure shock. Apart from the presented study, the application of this type of shock in sturgeons has only ever been reported in shortnose sturgeon (Acipenser brevirostrum). Our findings suggested that hydrostatic pressure shock can be more reliable at producing 100% triploids and yield better hatching rates than conventionally used heat shock. Its utilization may thus improve the efficiency in obtaining triploidized progeny of sturgeons. Flow cytometric analysis of relative DNA content in cell nuclei is among the most preferred techniques for the measurement of ploidy levels in sturgeons, but its application has so far been limited to the examination of fresh material. The third chapter of this thesis provided the verified methods for 10-day storage of various types of sturgeon samples - blood, finclip and larva tail tissue. The protocols proposed are easy to use, do not contain centrifugation steps and allow field sampling. The viability and growth of early developmental stages of autopolyploid sterlet kept at both optimal (16 °C) and suboptimal temperatures (10 and 20 °C) were investigated in fourth chapter. The results suggested that irrespective of temperature, biologically triploid sterlet arising from SPBR do not differ from individuals of normal ploidy (normoploids) in terms of survival and growth. The viability of embryos obtained from tetraploidization via the first mitotic division suppression (FMDS) was considerably reduced at optimal temperature and even more so at suboptimal conditions. Biologically tetraploid prelarvae were not able to survive at suboptimal temperatures, assuming their lower thermal tolerance when compared to normoploids or biological triploids. Biological hexaploidy seemed to be lethal, since the individuals obtained from the combined treatment causing both SPBR and FMDS were unable to survive the prelarval period at any temperature. In the fifth chapter of this thesis, the effects of SPBR-induced polyploidy on critical swimming speed, physiology and haematology were investigated using nine-month-old juveniles of two pure sturgeon species, sterlet and Siberian sturgeon (Acipenser baerii), and their reciprocal hybrids. SPBR-induced polyploids of both purebreds and hybrids did not differ from their normoploid counterparts in swimming performance, and the haematological analysis revealed that they were able to fully compensate for having fewer erythrocytes than normoploids in blood haemoglobin and haematocrit. Likewise, the study did not provide any evidence for SPBR-induced polyploidy affecting stress response. These results may indicate that sturgeon polyploids arising from SPBR do not suffer from any substantial physiological limitation and are as fit as their counterparts of normal p
Keywords:
Chondrostei; polyploidie; triploidie; tetraploidie; hexaploidie; průtoková cytometrie
Available in the Digital Repository of University of South Bohemia.
Polyploidizační schopnost jeseterů a její vliv na fitness
Jeseteři (řád Acipenseriformes) jsou považováni za jedny z nejstarobylejších ryb dosud žijících na planetě Zemi. Evoluce těchto "živoucích fosilií" je neodmyslitelně spjata s polyploidizačními ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases