The regulatory role of cyanobacterial High light inducible proteins
SHUKLA, Mahendra Kumar
2018 - English The aim of the thesis was to elucidate the role of High light inducible proteins (Hlips) in the protection/regulation of the biogenesis of photosynthesis machinery. During the project two Hlip proteins (HliC and HliD) were isolated from the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803; either as a pure oligomer (HliC protein) or as a small complex with a putative Photosystem II assembly factor Ycf39 (HliD protein). Pigments bound to purified Hlips were analyzed by state-of-art spectroscopic techniques to elucidate the mechanism of thermal energy dissipation. In addition, this work explained the mechanism of how the HliC protein regulates the interaction between chlorophyll synthase enzyme and the Ycf39 protein. This conceptually new mechanism is based on the replacement of HliD dimers in chlorophyll synthase complexes by stress-induced HliD-HliC heterodimers, which changes the affinity of Ycf39 towards chlorophyll synthase. The aim of the thesis was to elucidate the role of High light inducible proteins (Hlips) in the protection/regulation of the biogenesis of photosynthesis machinery. During the project two Hlip proteins (HliC and HliD) were isolated from the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803; either as a pure oligomer (HliC protein) or as a small complex with a putative Photosystem II assembly factor Ycf39 (HliD protein). Pigments bound to purified Hlips were analyzed by state-of-art spectroscopic techniques to elucidate the mechanism of thermal energy dissipation. In addition, this work explained the mechanism of how the HliC protein regulates the interaction between chlorophyll synthase enzyme and the Ycf39 protein. This conceptually new mechanism is based on the replacement of HliD dimers in chlorophyll synthase complexes by stress-induced HliD-HliC heterodimers, which changes the affinity of Ycf39 towards chlorophyll synthase. Keywords: Hlips; ChlG; ROS; Ycf39; PSI; PSII Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. The regulatory role of cyanobacterial High light inducible proteins

The aim of the thesis was to elucidate the role of High light inducible proteins (Hlips) in the protection/regulation of the biogenesis of photosynthesis machinery. During the project two Hlip ...

SHUKLA, Mahendra Kumar
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2018

Tri-trophic Interactions of Host Plants, Gall-forming Insects, and their Parasitoids in the Tropical Rainforests of Papua New Guinea
BUTTERILL, Philip Thomas
2015 - English Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Tri-trophic Interactions of Host Plants, Gall-forming Insects, and their Parasitoids in the Tropical Rainforests of Papua New Guinea

BUTTERILL, Philip Thomas
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2015

Optimalizace chromozómových manipulací u jeseterovitých ryb
LEBEDA, Ievgen
2014 - English Highly profitable black caviar market and the depletion of wild sturgeon stocks warrant improvements in sturgeon aquaculture. Therefore, chromosomal manipulations, particularly gynogenesis, are focused on for increasing the ratio of females over males in progeny. The present study focused on optimizing chromosomal manipulations in sturgeons, particularly gynogenesis. The reasons of low survival rates were analyzed and the critical steps of gynogenesis induction processes were optimized. In addition, alternative ways of DNA inactivation in sperms were investigated, as well as the influence of native light-dependent DNA repair mechanisms on gynogenesis induction. Methods of interspecific gynogenesis usage for simplifying gynogenetic progeny separation were also proposed. Spectrophotometry analysis was used to investigate the ability of UV light, as the most common DNA inactivating agent, to penetrate into sperm. In addition, investigation of UV-irradiated sperm motility and results of partial gynogenesis induction showed that low transparency of sperms for UV-light can cause significant heterogeneity of UV-irradiation. As a result, a proper dilution of sperm was suggested as a critical step for homogeneous UV-irradiation of samples. Gynogenesis in sterlet was induced with chemical agents that damage sperm DNA, as an alternative to UV irradiation for applied in large-scale production of gynogenotes. All tested substances showed ability to inactivate DNA in spermatozoa, and thus producing gynogenotes. Negative impact of treatments with chemical agents on the sperm motility was observed. Subsequently, these treatments had a low efficiency of gynogenesis induction. The highest percentage of produced gynogenetic larvae 19.8 ? 8.9% was obtained by treatment with aminomethyl-4,5?,8-trimethylpsoralen (AMT) at 50 ?M followed by UV-A (360 nm) irradiation at dose of 900 J/m2. Therefore, this treatment could be used as a substitute for commonly used UV-C irradiation, e.g., in the case of large volumes of sperm. Detailed investigation of photoreactivation in sturgeon sperm revealed a significant level of light-dependent DNA restoration in sperms irradiated with high doses of UV-C light. Induction of gynogenesis with UV-C irradiation followed by exposure to visible light resulted in significant deviations from the typical Hertwig effect. In contrast, the red light with a wavelength of more than 600 nm did not result in decreased DNA damage, instead a moderate increase in damage was observed, i.e., it did not induce photoreactivation. Therefore, the use of infrared light to illuminate work stations during the induction of gynogenesis is suggested. The use of interspecific gynogenesis, particularly gametes of sturgeon species with different ploidy levels, was suggested as a way to simplify the separation of gynogenotes. In addition, application of this method allowed studying the effectiveness of DNA-inactivation and ploidy restoration treatments separately, as well as evaluation of fitness parameters and survival rates in each group of progeny without the physical separation of fish. Finally, the protocol for tetraploidization in sterlet was optimized for the prospective using tetraploid individuals for the induction of gynogenesis and androgenesis with diploid eggs and sperm. In conclusion, the described methods and protocols allowed gynogenesis induction in sturgeons with a survival rate sufficient for aquaculture, taking into consideration their high fertility, although further studies of the consequences of this treatment on fish is required. Vysoce výnosný trh s černým kaviárem a decimování divoce žijících populací jeseterů v následku vedou ke zdokonalování akvakultury těchto druhů. Chromozomové manipulace, a v jejich rámci obzvláště gynogeneze se nachází v centru pozornosti jako způsob, jak změnit poměr samic a samců v potomstvu. Tato studie byla zaměřena na optimalizaci chromozomových manipulací u jeseterů, a to především na gynogenezi. Byly analyzovány důvody nízké míry přežití a optimalizovány zásadní kroky k indukci gynogeneze. Dále byly prozkoumány alternativní způsoby inaktivace DNA spermatu, stejně jako vliv přirozených mechanismů reparace DNA závislých na světle na výsledky indukce gynogeneze. Byly navrženy metody využití mezidruhové gynogeneze pro zjednodušení separace gynogenetického potomstva. Spektrofotometrický výzkum byl použit ke zjištění schopnosti UV světla, jako nejběžnějšího prostředku inaktivace DNA, k proniknutí do vzorku spermatu. Dále, výzkum motility ozářených spermií a výsledky parciální indukce gynogeneze ukázaly, že nízká transparentnost spermií pro UV světlo může způsobit významnou heterogenitu UV ozáření. V důsledku toho bylo navrženo vhodné naředění spermií, jako zásadní krok pro homogenní UV ozáření vzorku. Gynogeneze jesetera malého byla indukována použitím chemických látek, které poškozují DNA spermií jako alternativa k UV ozařování pro účely hromadné produkce gynogenů. Všechny testované substance ukázaly schopnost inaktivovat DNA spermií a produkovat gynogeny. Nicméně byl pozorován negativní dopad ošetření chemickými látkami na motilitu spermií. Následně tyto typy ošetření měly nízkou účinnost indukce gynogeneze. Nejvyšší procento produkovaných gynogenetických larev 19,8 ? 8,9 % bylo získáno při ošetření spermatu aminomethyl-4,5',8-trimethylpsoralenem v koncentraci 50 ?M, následovaném ozářením UV - A (360 nm) o dávce 900 J/m2. Tento typ ošetření by mohl být využíván jako náhrada běžně používaného UV-C záření, například při ošetření velkého objemu spermatu. Podrobný výzkum fotoreaktivace spermií jeseterů odhalil významnou míru na světle závislé reparace DNA spermií ozářených vysokými dávkami UV-C světla. Indukce gynogeneze s použitím spermií ozářených UV-C zářením a vystavených viditelnému světlu měla za následek významné odchylky od typického Hertwigova efektu. Naproti tomu, červené světlo s vlnovou délkou větší než 600 nm nevedlo ke snížení poškození DNA, místo toho byl nalezen mírný nárůst poškození DNA, tzv. že se neindukovala fotoreaktivace. Proto bylo během indukce gynogeneze navrženo použití infračerveného světla k osvětlení pracovních míst. Použití mezidruhové gynogeneze, a to zejména využití gamet jeseterovitých druhů s různou úrovní ploidie bylo navrženo jako způsob jak zjednodušit separaci gynogenů. Kromě toho aplikace této metody umožňuje odděleně zkoumat efektivnost DNA inaktivace a obnovu ploidní úrovně stejně jako při posouzení fitness parametrů a přežití v každé skupině potomstva bez fyzické separace ryb. Rovněž byla provedena optimalizace protokolu tetraploidizace jesetera malého pro budoucí uplatnění tetraploidních jedinců s diploidními jikrami a spermiemi při indukci gynogeneze a androgeneze. Závěrem lze konstatovat, že popsané metody a protokoly dovolují indukovat gynogenezi u jeseterů s dostatečnou mírou přežití pro akvakulturu, s přihlédnutím k jejich vysoké plodnosti, i když je potřeba pokračovat v provádění dalších studií o dalších dopadech tohoto zásahu na rybí organismus. Keywords: sturgeons; gynogenesis; functional ploidy; flow cytometry; photoreactivation; comet assay; chromosomal manipulations; dimethyl sulfate; psoralen; sperm motility; uv absorption. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Optimalizace chromozómových manipulací u jeseterovitých ryb

Highly profitable black caviar market and the depletion of wild sturgeon stocks warrant improvements in sturgeon aquaculture. Therefore, chromosomal manipulations, particularly gynogenesis, are ...

LEBEDA, Ievgen
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2014

Proteins involved in the tetrapyrrole pathway in Synechocystis sp. PCC 6803 and their localization in the proximity of PSII biogenesis
SKOTNICOVÁ, Petra
2019 - English The goal of the thesis was to enhance our understanding of the tetrapyrrole pathway in cyanobacteria by a study of selected proteins involved in the pathway. During the project I have revealed functional connection between protoporphyrinogen IX oxidase HemJ and preceding enzyme in the pathway by complementation of protoporphyrinogen IX oxidase deletion mutant by its analog HemG from Escherichia coli. Heme b was identified as a cofactor of HemJ. Another protein deeply influencing tetrapyrrole accumulation, BtpA was found to form a complex with GluTR, the enzyme at the beginning of the tetrapyrrole pathway. Lastly, CurT protein, the component of the structures anticipated to function in PSII assembly and/or repair localized at plasma/thylakoid membrane interface, was co isolated with the enzymes of the tetrapyrrole pathway suggesting that the specific CurT containing membranes could be a place of both photosystem II assembly/repair and chlorophyll delivery. Keywords: Synechocystis; tetrapyrrolová dráha; hem; chlorofyl; purifikace proteinu; supresorový mutant; protoporfyrinogen oxidáza; BtpA; Sll1106; CurT Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Proteins involved in the tetrapyrrole pathway in Synechocystis sp. PCC 6803 and their localization in the proximity of PSII biogenesis

The goal of the thesis was to enhance our understanding of the tetrapyrrole pathway in cyanobacteria by a study of selected proteins involved in the pathway. During the project I have revealed ...

SKOTNICOVÁ, Petra
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

A cross-continental comparison of fruit-and seed-feeding insects in the rainforests of Panama, Thailand and Papua New Guinea
DAHL, Chris Nazipa
2019 - English The aim of this thesis is to investigate community assemblages of fruit and seed feeding insects across three distinct biogeographic ForestGEO plots of Baro Colorado in Panama, Khao Chong in Thailand and Wanang in Papua New Guinea. It studies fruit and seed syndromes from which insects were reared per plant species across this rain forest plots, and describe host specialization in fruit and seed feeding insects. More specially, to compare seed feeding insects and their rate of seed attack among different insect groups are consistent across rainforest sites. Further it use plant phylogeny to explore plant floristic diversity, and explain ecological role of seed insect specialization in regulating plant species dynamic in maintaining high plant diversity in tropical rainforest regions. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. A cross-continental comparison of fruit-and seed-feeding insects in the rainforests of Panama, Thailand and Papua New Guinea

The aim of this thesis is to investigate community assemblages of fruit and seed feeding insects across three distinct biogeographic ForestGEO plots of Baro Colorado in Panama, Khao Chong in ...

DAHL, Chris Nazipa
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Biology of the Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System in Trypanosomatids
KAUROV, Iosif
2019 - English This study describes Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System (MICOS) in unicellular parasitic protist Trypanosoma brucei. This is the first study of MICOS outside of canonical model organisms belonging to the supergroup Opisthokonta. Nine subunits of the complex were purified and characterized. Their role in cristae biogenesis and interaction with other mitochondrial protein complexes was demonstrated. Further investigation revealed a hierarchical organization of T. brucei MICOS and the existence of two subcomplexes. One of MICOS subunits, TbMic20, facilitates protein import into mitochondrial intermembrane space, which is one of the novel features of T. brucei MICOS. The role of TbMic20 in oxidative protein folding was demonstrated and the mechanism of this process in T. brucei was addressed. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Biology of the Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System in Trypanosomatids

This study describes Mitochondrial Contact Site and Cristae Organizing System (MICOS) in unicellular parasitic protist Trypanosoma brucei. This is the first study of MICOS outside of canonical model ...

KAUROV, Iosif
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Neglected aspects of bark beetle (Coleoptera: Scolytinae) ecophysiology
DAVÍDKOVÁ, Markéta
2019 - English The thesis describes several unknown aspects of the spruce bark beetle, Ips typographus (L.), and the double-spined bark beetle, Ips duplicatus (Sahlberg.), life-cycles and ecophysiology. The first study focuses on I. typographus and its dispersal under epidemic conditions in the National park Šumava and introduces a novel method of fluorescent marking and detection of captured specimens. The second study is focused on ability of I. typographus to establish so-called sister-broods, i.e. re-emergence of females that are capable to continue egg laying without a need to mate again. The importance of sister-broods becomes apparent mainly in recent hot and dry vegetation seasons, which is demonstrated by a comparison of recent and historical data. The third study focuses on temperature-dependent development of I. duplicatus under laboratory conditions by the means of sandwich method. Altogether, the studies underline practical importance of ecophysiological studies on bark beetles as one of the tools for their effective management. The thesis describes several unknown aspects of the spruce bark beetle, Ips typographus (L.), and the double-spined bark beetle, Ips duplicatus (Sahlberg.), life-cycles and ecophysiology. The first study focuses on I. typographus and its dispersal under epidemic conditions in the National park Šumava and introduces a novel method of fluorescent marking and detection of captured specimens. The second study is focused on ability of I. typographus to establish so-called sister-broods, i.e. re-emergence of females that are capable to continue egg laying without a need to mate again. The importance of sister-broods becomes apparent mainly in recent hot and dry vegetation seasons, which is demonstrated by a comparison of recent and historical data. The third study focuses on temperature-dependent development of I. duplicatus under laboratory conditions by the means of sandwich method. Altogether, the studies underline practical importance of ecophysiological studies on bark beetles as one of the tools for their effective management. Keywords: Ips typographus; Ips duplicatus; bark beetle; dispersal; re-emergence; sister broods; developmental time; forest pest Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Neglected aspects of bark beetle (Coleoptera: Scolytinae) ecophysiology

The thesis describes several unknown aspects of the spruce bark beetle, Ips typographus (L.), and the double-spined bark beetle, Ips duplicatus (Sahlberg.), life-cycles and ecophysiology. The first ...

DAVÍDKOVÁ, Markéta
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Kvalita spermatu ovlivňuje oplození u sladkovodních ryb
CHENG, Yu
2022 - English 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 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. 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

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 ...

CHENG, Yu
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2022

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, ...

MAAROUFI, Houda Ouns
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2022

Vliv polyploidizace a hybridizace na fyziologii reprodukce u ryb
TICHOPÁD, Tomáš
2022 - English 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. 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. 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

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, ...

TICHOPÁD, Tomáš
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2022