J 2007

Random Distribution Pattern and Non-adaptivity of Genome Size in a Highly Variable Population of Festuca pallens

ŠMARDA, Petr, Petr BUREŠ and Lucie HOROVÁ

Basic information

Original name

Random Distribution Pattern and Non-adaptivity of Genome Size in a Highly Variable Population of Festuca pallens

Name in Czech

Náhodná prostorová distribuce a neadaptivita velikosti genomu ve velmi variabilní populaci Festuca pallens

Authors

ŠMARDA, Petr (203 Czech Republic, guarantor), Petr BUREŠ (203 Czech Republic) and Lucie HOROVÁ (203 Czech Republic)

Edition

Annals of Botany, Oxford, Oxford University Press, 2007, 0305-7364

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10600 1.6 Biological sciences

Country of publisher

United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 2.939

RIV identification code

RIV/00216224:14310/07:00022248

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000248178400017

Keywords in English

Poaceae; intrapopulation; intraspecific genome size variability; genome size evolution; transpsons; flow cytometry; ecological adaptivity; population structure; natural selection

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 25/6/2009 11:09, prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.

Abstract

V originále

Background and Aims: The spatial and statistical distribution of genome sizes and the adaptivity of genome size to some types of habitat, vegetation or microclimatic conditions were investigated in a tetraploid population of Festuca pallens. The population was previously documented to vary highly in genome size and is assumed as a model for the study of the initial stages of genome size differentiation. Methods: Using DAPI flow cytometry, samples were measured repeatedly with diploid Festuca pallens as the internal standard. Altogether 172 plants from 57 plots (2.25 m2), distributed in contrasting habitats over the whole locality in South Moravia, Czech Republic, were sampled. The differences in DNA content were confirmed by the double peaks of simultaneously measured samples. Key Results: At maximum, a 1.115-fold difference in genome size was observed. The statistical distribution of genome sizes was found to be continuous and best fits the extreme (Gumbel) distribution with rare occurrences of extremely large genomes (positive-skewed), as it is similar for the log-normal distribution of the whole Angiosperms. Even plants from the same plot frequently varied considerably in genome size and the spatial distribution of genome sizes was generally random and unautocorrelated (P less than 0.05). The observed spatial pattern and the overall lack of correlations of genome size with recognized vegetation types or microclimatic conditions indicate the absence of ecological adaptivity of genome size in the studied population. Conclusions: These experimental data on intraspecific genome size variability in Festuca pallens argue for the absence of natural selection and the selective non-significance of genome size in the initial stages of genome size differentiation, and corroborate the current hypothetical model of genome size evolution in Angiosperms (Bennetzen et al., 2005, Annals of Botany 95: 127-132).

In Czech

Úvod a cíle: V tetraploidní populaci Festuca pallens byla zkoumána prostorové a statistické distribuce velikosti genomu a její adaptivity k různým typům stanovišť, vegetace nebo mikroklimatických podmínek. Ve studované populaci byla v předchozích pracech dokumentována výrazná variabilita ve velikosti genomu a je považována za modelovou pro studium iniciálního stádia diferenciace velikosti genomu. Metody: Vzorky byly měřeny opakovaně za pomocí průtokové cytometrie s barvivem DAPI a interním standardem, diploidní Festuca pallens. Celkem bylo analyzováno 172 rostlin z 57 ploch (2.25 m2) vybraných na kontrastních stanovištích na celé lokalitě na jižní Moravě. Rozdíly ve zjištěné velikosti genomu byly potvrzeny dvojpíky u současně měřených kontrastních vzorků. KLíčové výsledky: Maximální rozdíl ve velikosti genomu mezi vzorky činil 11.5 %. Statistické rozložení velikostí genomu na lokalitě byl kontinuální a nejlépe odpovídal Gumbelovu rozložení se vzácnějším výskytem vzorků s extrémě velkým genomem (pozitivně šikmé), obdobně jak je tomu u log-normálního rozložení velikosti genomu celých krytosemenných rostlin. Velikost genomu kolísala výrazně dokonce i v rámci jedné plochy a rozložení velikosti genomu na celé lokalitě bylo náhodné a prostorově nekorelované (P> 0.05). Pozyorované prostorové rozložení a celková absence korelace velikosti genomu s rozlišenými vegetačními typy a zaznamenanými mikroklimatickými faktory dokládá absenci ekologiské adaptivity velikosti genomu ve studované populaci. Shrnutí: Experimentální data z prezentovaného studia vnitrodruhové variability ve velikosti genomu u Festuca pallens svědčí pro absenci přírodní selekce a nevýznamnost selekce velikosti genomu v iniciálním stádiu diferenciace velikosti genomu a potvrzuje současný hypotetický model evoluce velikosti genomu u krytosemenných rostlin (Bennetzen et al., 2005, Annals of Botany 95: 127-132).

Links

LC06073, research and development project
Name: Centrum pro výzkum biodiverzity
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Biodiversity Research Center
MSM0021622416, plan (intention)
Name: Diverzita biotických společenstev a populací: kauzální analýza variability v prostoru a čase
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Diversity of Biotic Communities and Populations: Causal Analysis of variation in space and time