Alely, genotypy, haplotypy… Aký je pomer zastúpenia genetických typov v rámci populácie borovíc? Práca s názvom Genetická štruktúra a diverzita hybridných rojov borovice lesnej a borovice horskej – kosodreviny na severnom Slovensku od kolektívu autorov Miroslav Klobučník, Martin Galgóci a Andrej Kormuťák (Centrum biológie rastlín a biodiverzity SAV) je zameraná na genetickú štruktúru a genetickú diverzitu hybridných populácií borovíc, resp. predpokladaných hybridných rojov borovice lesnej a borovice horskej. Ide o kosodreviny v lokalitách severného Slovenska. Štúdia má zohľadňovať početnosť a zároveň rovnomernosť zastúpenia genetických typov.
Autori sa s ňou zapojili do XI. ročníka Interaktívnej Konferencie Mladých Vedcov 2019 Preveda.
Ako priblížil Mgr. Miroslav Klobučník, ide o štúdium genetickej premenlivosti týchto populácií, ako aj populácií rodičovských druhov. Vedci ich považujú za kontrolné v kontexte teórie, že ide o skutočne hybridný pôvod týchto rojov. „Znamená to, že porovnaním frekvencií výskytu určitých genetických typov medzi študovanými populáciami očakávame, že tieto relatívne hodnoty (frekvencie napr. alel) budú štatisticky rozdielne, a teda dané alely by mohli byť považované za semidiagnostické pre oba rodičovské druhy. Ideálne a veľmi dôležité by bolo, keby sa jednotlivé genetické typy vyskytovali výhradne pri jednom druhu, ale pri druhom nie, tzn. druhovo špecificky (nie len semidiagnosticky – to považujeme za najdôležitejší očakávaný výsledok). Tým by sa dal jednoznačne potvrdiť hybridný status predpokladaných hybridných rojov borovíc pomocou priamej analýzy DNA.“
Doposiaľ sa podľa odborníka podarilo identifikovať druhovo špecifické markery pri chloroplastovej DNA (cpDNA). „Avšak nakoľko sa v poslednom roku vyvrátila striktne uniparentálna dedičnosť cpdNA (čo je z iného hľadiska výhodou, napr. pri štúdiu toku génov medzi populáciami prostredníctvom peľu), nemožno sa pri hybridných jedincoch spoliehať na tento typ markera pri identifikácii otcovského jedinca, resp. je tam určité riziko pri interpretácii. Z toho dôvodu sme pristupovali k štúdiu genetickej štruktúry a diverzity týchto populácií inou metódou, iPBS (inter-Primer Binding Site) – ide o univerzálnu metódu DNA fingerprintingu, ktorá je založená na distribúcii retrotraspozónov (časti repetitívnej DNA) v genóme. Keďže ide o skríning neznámych úsekov DNA, avšak celého jadrového genómu, možno získať semidiagnostické genetické typy na mnohých miestach genómu (lokusov) súčasne.“
To by sa podľa Mgr. Miroslava Klobučníka mohlo využiť pri otázke skúmania pôvodu resp. taxonomickej príslušnosti samotného hybridného jedinca v rámci viacerých lokusov, nielen jedného, ako je to v prípade použitia analýzy cpDNA markerov. „Zatiaľ je to však otázne (metodiku budeme dopĺňať o sekvenovanie). Najdôležitejším očakávaným výsledkom je nájdenie druhovo špecifických markerov pre borovicu lesnú (P. sylvestris) a borovicu horskú (P. mugo).“
Z odborného hľadiska má vraj práca význam pri štúdiu mikroevolúcie v rámci študovaného taxonomického okruhu, ďalej pri štúdiu hybridologických vzťahov medzi P. sylvestris a P. mugo, diverzity, genetických vzdialeností, toku génov a podobne.
„Celkovo ide o unikátne (stenoendemické) populácie borovíc z hľadiska genetiky, biológie, ekológie… Znášajú podmienky prostredia, ktoré sa dajú považovať za extrémne vo vzťahu k rodičovským druhom. Vyskytujú sa takmer výhradne na kyslých rašeliniskách CHKO Orava, niektoré jedince, napr. na lokalite Habovka, sú viditeľne hybridného charakteru, t. j. vo fenotype habitu (celkového vzhľadu stromu) sa kombinuje viackmennosť (polykormia), ktorá je typická pre kosodrevinu, s celkovou výškou jedinca borovice lesnej. Ich hybridný charakter sa usudzuje na základe viacerých morfologických a anatomických znakov (fenológia, anatómia ihlíc, šišiek, znížená fertilita – kvalita semien, peľu…), ako aj na základe DNA analýz potomstva. Význam práce teda spočíva v bližšej charakteristike pozoruhodných a vzácnych populácií borovíc na chránených lokalitách CHKO Orava,“ dodáva ešte Mgr. Miroslav Klobučník.
*********************************************
Občianske združenie Preveda už roky organizuje konferenciu pre mladých výskumných pracovníkov zameranú na vybrané obory chemických a prírodných vied ako biochémia a molekulová biológia; biotechnológia a potravinárska technológia; analytická chémia; organická, bioorganická, farmaceutická chémia, farmakológia a toxikológia; environmentalistika a tiež biomedicínska fyzika, matematické modelovanie, bioštatistika, biometria.
Poskytuje tak možnosť jednoduchým spôsobom prezentovať prácu mladých vedcov, prináša interaktívnu diskusiu na odborné témy a dáva príležitosť získať plnohodnotnú publikáciu príspevkov v recenzovanom zborníku konferencie. „Veríme, že sa nám s vašou pomocou podarí týmto projektom naštartovať cyklus konferencií, ktorých obsah a vysoká výpovedná úroveň napomôžu k udržaniu vzdelanostnej úrovne, ako i k zefektívneniu štúdia mladej vedeckej obce,“ uvádzajú organizátori.
Informácie a ilustráciu poskytol: Mgr. Miroslav Klobučník, Ústav genetiky a biotechnológií rastlín, Centrum biológie rastlín a biodiverzity, Slovenskej akadémie vied
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Uverejnila: VČ