Thermal effects on the origin and establishment of polyploids
| Thesis title in Czech: | Tepelné vlivy na vznik a usazování polyploidů |
|---|---|
| Thesis title in English: | Thermal effects on the origin and establishment of polyploids |
| Academic year of topic announcement: | 2022/2023 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Botany (31-120) |
| Supervisor: | Roswitha Elisabeth Schmickl, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned by the advisor |
| Date of registration: | 19.10.2022 |
| Date of assignment: | 19.10.2022 |
| Preliminary scope of work |
| Existuje stále více teoretických a experimentálních důkazů, že WGD může poskytnout adaptivní výhodu ve stresových podmínkách. Interakce mezi stresujícím prostředím a WGD však dosud nebyla v diploidně-polyploidních systémech empiricky zkoumána. Jedna část práce bude věnována roli teploty při vzniku polyploidů. Hypotéza 1: Teplota přímo ovlivňuje procesy vedoucí ke vzniku (prostřednictvím neredukovaných gamet) autotetraploidních populací. Máme omezené znalosti o tom, jak prostředí ovlivňuje rychlost tvorby neredukovaných gamet. Pomocí experimentální manipulace s teplotou okolí budeme testovat, zda nízká teplota ovlivňuje rychlost tvorby neredukovaných gamet u diploidních progenitorů autotetraploidních linií. Budeme zkoumat tvorbu samčích neredukovaných gamet vyhodnocením obsahu pylové DNA a velikosti pylu. V druhé části práce bude testován vliv teploty na prezygotické postopylení reprodukční bariéry. Hypotéza 2: Teplota ovlivňuje sílu prezygotických reprodukčních bariér po opylení, případně brání nebo podporuje tok genů v rámci úrovní ploidie a mezi nimi. Budeme testovat, zda autotetraploidi vykazují inhibované klíčení pylu a růst pylové láčky ve srovnání s jejich diploidními progenitory v experimentu s teplotním ošetřením. Třetí část práce bude věnována tepelné adaptaci polyploidů. Hypotéza 3: Autotetraploidi vykazují vyšší zdatnost než diploidi při teplotách odchylujících se od optima. Budeme testovat, zda autotetraploidi z mírného a arktického prostředí vykazují zvýšenou zdatnost ve srovnání s jejich diploidními progenitory za různých teplot. |
| Preliminary scope of work in English |
| There is more and more theoretical and experimental evidence that WGD can provide an adaptive advantage under stressful conditions. However, the interaction between the stressful environment and WGD has not been empirically investigated in diploid-polyploid systems to date. One part of the work will be devoted to the role of temperature in the formation of polyploids. Hypothesis 1: Temperature directly affects the processes leading to the emergence (through unreduced gametes) of autotetraploid populations. We have limited knowledge of how the environment affects the rate of unreduced gamete formation. Using experimental manipulation of ambient temperature, we will test whether cold temperature affects the rate of unreduced gamete formation in diploid progenitors of autotetraploid lineages. We will investigate the formation of male unreduced gametes by evaluating pollen DNA content and pollen size. In the second part of the work, the effect of temperature on prezygotic post-pollination reproductive barriers will be tested. Hypothesis 2: Temperature affects the strength of prezygotic post-pollination reproductive barriers, eventually hindering or promoting gene flow within and between ploidy levels. We will test if autotetraploids show inhibited pollen germination and pollen tube growth compared to their diploid progenitors in a temperature-treatment experiment. A third part of the work will be devoted to thermal adaptation of polyploids. Hypothesis 3: Autotetraploids exhibit higher fitness than diploids at temperatures deviating from the optimum. We will test if autotetraploids from temperate and arctic environments show increased fitness compared to their diploid progenitors under different temperatures. |