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Chromosomal evolution in Prospero autumnale complex
Tae-Soo Jang
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Hanna Schneeweiss
DOI
10.25365/thesis.30981
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29527.57680.978963-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das circum-mediterrane Prospero autumnale ist außergewöhnlich variabel im Hinblick auf
karyotypische Evolution, die sowohl nummerische (Dysploidie, Polyploidie, BChromosomen)
und strukturelle Variation umfasst. Prospero autumnale besteht aus vier
distinkten diploiden Zytotypen (AA, B7B7, B6B6 und B5B5), die sich durch spezifische
Kombinationen aus Chromosomengrundzahl (x = 5, 6 und 7), Genomgröße, Karyotypstruktur
und Lokalisierung von rDNA und satDNA PaB6 auszeichnen. Vergleichende zytogenetische
Untersuchungen, interpretiert in einem phylogenetischen Kontext, ermöglichen die
Etablierung eines Modelles der chromosomalen Evolution in P. autumnale, demzufolge x = 6
und x = 5 unabhängig voneinander durch Chromosomenfusion aus x = 7 entstanden sind
(absteigende Dysploidie). Alle Zytotypen außer B5B5 bilden Polyploide ohne oder mit
Hybridisierung (Auto- bzw. Allopolyploide). Während Autopolyploide (nur von B7 bekannt)
genomisch stabil sind, sind Allopolyploide dynamischer. Abhängig von der Divergenz der
parentalen Genome können Allopolyploide entweder stabil (beinahe völlige Additivität:
Polyploide von A und B7) oder nummerisch oder strukturell variabel sein (Polyploide von B6
und B7; Kompensierende Aneuploidie auf Subgenomebene, 2n = 25–28). In Allotetraploiden
aus B6 und B7 wurden vier Typen identifiziert, die sich hinsichtlich Genomgröße,
Lokalisierung und Anzahl von rDNA und satDNA Loci sowie der Kopienanzahl von satDNA
in den B7-Chromosomen unterscheiden. Diese Gruppen sind das Ergebnis mehrerer
Hybridisierungszyklen der beiden beteiligten Genome: primäre Allotetraploide (B6 mit B7),
sekundäre Allotetraploide (primäre Allotetraploide mit B7) und Rückkreuzungen. BChromosomen
und überzählige chromosomale Segmente, die häufig und in großer Vielfalt
(bezüglich Struktur und Komposition repetitiver Elemente) auftreten, sind wahrscheinlich das
Nebenprodukt erhöhter Raten chromosomaler Umstrukturierung des regulären
Chromosomensatzes. Das häufige Auftreten chromosomaler Änderungen in allen Zytotypen
von P. autumnale steht in starkem Widerspruch zur geringen morphologischen Variabilität
und deutet darauf hin, dass chromosomale Evolution den Hauptmechanismus der
Diversifikation und Speziation in Prospero darstellt.
Abstract
(Englisch)
The circum-Mediterranean Prospero autumnale is exceptionally dynamic with respect to
karyotype evolution, showing numerical (dysploidy, polyploidy, B-chromosomes) and
structural variation. It comprises four evolutionarily distinct diploid cytotypes (AA, B7B7,
B6B6, and B5B5), each characterized by a unique combination of basic chromosome number
(x = 5, 6, and 7), genome size, karyotype structure, and rDNA and satDNA PaB6 locus
distribution. Comparative cytogenetic analyses, interpreted in a phylogenetic context, allowed
a model of chromosomal evolution for diploids of P. autumnale to be established, with
descending dysploidy from x = 7 to x = 6 and independently from x = 7 to x = 5 via
chromosomal fusions. All cytotypes except B5B5 participate in polyploidization, without or
with hybridization resulting in auto- and allopolyploids. Autopolyploids (only found in
genome B7) are genomically stable, while allopolyploids are more dynamic. Depending on
the divergence of the parental genomes, allopolyploids are either stable with near-complete
additivity (polyploids of A and B7 origin) or variable both numerically (subgenome
compensating aneuploidy, 2n = 25–28) and structurally (polyploids of B6 and B7 origin). In
allotetraploids of B6 and B7 origin, four types of genomically unique and restructured
individuals were identified, varying in genome size, rDNA and satellite DNA loci numbers
and localization, and copy number of satDNA, in chromosomes of B7 origin. These groups
represent different cycles of hybridization of the two basic genomes involved: primary
allotetraploids (involving B6 and B7), secondary allotetraploids (primary allotetraploids with
B7 diploids) and backcrosses of the latter. B-chromosomes and supernumerary segments
occur frequently and these are highly variable in structure and repeat composition and are
likely to be a by-product of elevated rates of chromosomal rearrangements of the regular
chromosome complements. The high incidence of chromosomal changes in all cytotypes of
P. autumnale strongly contrasts with their morphological near-uniformity, suggesting that
chromosomal restructuring is a major mechanism of diversification and eventually speciation
in Prospero.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
genome evolution Prospero chromosomal rearrangements repetitive DNA polyploidy FISH (fluorescence in situ hybridization)
Schlagwörter
(Deutsch)
Genomevolution Prospero chromosomale Umstrukturierung Repetitive DNS Polyploidie FISH (Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung)
Autor*innen
Tae-Soo Jang
Haupttitel (Englisch)
Chromosomal evolution in Prospero autumnale complex
Paralleltitel (Deutsch)
Chromosomenevolution im Prospero autumnale Komplex
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
III, 165 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Martin Lysák ,
Jan Suga
AC Nummer
AC11241485
Utheses ID
27567
Studienkennzahl
UA | 094 | 437 | |