Polyploidizace a diverzita reprodukčních strategií jako klíčové aspekty evoluce a kulturní variability rodu Malus

• Název práce v češtině: Polyploidizace a diverzita reprodukčních strategií jako klíčové aspekty evoluce a kulturní variability rodu Malus
• Název v anglickém jazyce: Polyploidization and diversity of reproductive strategies as key aspects of evolution and cultural variation in the genus Malus
• Akademický rok vypsání: 2025/2026
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra botaniky (31-120)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Tomáš Urfus, Ph.D.
• Forma studia: prezenční

Předběžná náplň práce

Apomixie (klonální rozmnožování pomocí semen) má potenciál pro revoluční aplikace v zemědělství. Reprodukční strategie, které nevyžadují účast opylovačů, pravděpodobně také mohou představovat vhodný směr dalšího aplikovaného výzkumu v pomologii. Samotná apomixie je však doposud převážně studována u planých druhů, které nemají bližší vztah k užitkovým plodinám. Proto bude tato disertační práce zaměřena na reprodukční strategie v rámci rodu Malus, v němž byl již výskyt apomixie zaznamenán. Taxonomická a kulturní variabilita rodu bude rozdělena do 3 skupin: plané druhy, staré a lokální odrůdy a komerčně pěstované odrůdy M. domestica. Metodicky bude využito průtokové cytometrie (ploidie a analýza reprodukce semen) a analýzy mikrosatelitů (fingerprinting části cytometricky analyzovaných semen). U každé ze tří skupin bude posléze srovnána cytotypová skladba a reprodukční strategie.
Cílem disertační práce bude odpovědět na následující souhrnné otázky:
1. Jaké ploidní úrovně mají zahrnuté taxony a kultivary a jaký mají potenciál k další polyploidizaci na úrovni frekvence tvorby neredukovaných gamet?
2. Jaké rozmnožovací systémy se u jabloní uplatňují? Mají vazbu na ploidii?
3. Liší se frekvence a typy apomixie mezi vybranými skupinami?
Práce bude zaměřena na 3 základní tematické pracovní okruhy, které budou současně odpovídat třem manuskriptům určeným k publikaci v IF časopisech:
1. Polyploidní evoluce Malus domestica
- cytotypová skladba a frekvence tvorby neredukovaných gamet – FCM
2. Reprodukční způsoby planých druhů rodu Malus
- frekvence a typy apomixie – FCSS a SSR
3. Srovnání reprodukčních strategií starých a produkčních odrůd Malus domestica
- frekvence a typy apomixie – FCSS a SSR
Získaná data umožní ucelenější vhled do evolučních procesů formujících významnou variabilitu tohoto rodu. Současně zde připadá v úvahu i možnost praktického uplatnění ve šlechtitelských programech a produkčním ovocnářství.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Apomixis (clonal reproduction by seed) has the potential for revolutionary applications in agriculture. Reproductive strategies that do not require the participation of pollinators are likely to represent a future direction for further applied research in pomology. However, apomixis itself has so far been mainly studied in wild species not closely related to crops. Therefore, this dissertation will focus on reproductive strategies within the genus Malus, in which the occurrence of apomixis has already been recorded. The taxonomic and cultural variation of the genus will be divided into 3 groups: wild species, old and local varieties and commercially cultivated varieties of M. domestica. Methodologically, flow cytometry (ploidy and seed reproduction analysis) and microsatellite analysis (fingerprinting of part of the cytometrically analysed seeds) will be used. The cytotypic composition and reproductive strategies will be compared for each of the three groups.
The aim of the dissertation will be to answer the following general questions:
1. What ploidy levels do the included taxa and cultivars have and what is their potential for further polyploidization at the level of frequency of formation of non-reduced gametes?
2. What reproductive systems occur in apple trees? Are they linked to ploidy?
3. Do the frequencies and types of apomixis differ among the selected groups?
The thesis will focus on 3 main thematic work packages that will simultaneously correspond to three manuscripts intended for publication in IF journals:
1. Polyploid evolution of Malus domestica
2. Reproductive modes of Malus species
3. Comparison of reproductive strategies of old and production varieties of Malus domestica
The data obtained will provide a more comprehensive insight into the evolutionary processes shaping the significant variation in this genus, and at the same time, the possibility of practical application in breeding programmes and production fruit production is also considered. The occurrence of apomixis can be expected to be correlated with ploidy and taxonomy.