Študované taxóny lykovcov, ich chromozómy a zafarbené peľové zrná (šípky ukazujú na neživotaschopné peľové zrná): A: Daphne arbuscula; B: D. cneorum subsp. arbusculoides; C: D. cneorum subsp. cneorum – diploid; C: D. cneorum subsp. cneorum – triploid. Foto: A–C: Z. Gajdošová; D: J. Kučera; fotky chromozómov: L. Mártonfiová.
Niektoré rastliny majú neobvyklý počet chromozómov, napríklad trojnásobok (triploidia), čo obvykle komplikuje ich schopnosť rozmnožovať sa sexuálne kvôli problémom počas bunkového delenia. Avšak v niektorých prípadoch tieto triploidné rastliny nie sú úplne neplodné. Keďže sú tieto rastliny dlhoveké a môžu sa taktiež rozmnožovať klonovaním, môžu prispieť ku genetickej rozmanitosti populácie.
Cytotypy s nepárnym počtom chromozómových sád (napr. triploidy s troma chromozómovými sadami) majú zvyčajne výrazne obmedzenú schopnosť pohlavného rozmnožovania v dôsledku nepravidelnostiam počas meiózy. V niektorých prípadoch však tieto cytotypy nemusia byť úplne sterilné. Ak ide navyše dlhoveké rastlinné druhy, ktoré sa dokážu rozmnožovať aj klonálne, môžu sa nepárne cytotypy zafixovať v populácii a tak významne prispieť k jej genofondu.
V našej štúdii sme skúmali výskyt rôznych cytotypov a ich geografické rozloženie u troch vzácnych reliktných druhov rodu lykovec (Daphne, Thymelaeaceae) na území celých Karpát a Panónskej nížiny. Skúmané lykovce sú mimoriadne atraktívne kríky s ružovými voňavými kvetmi. Napriek tomu máme stále iba málo poznatkov o ich evolučných vzťahoch či karyológii. Lykovec voňavý (Daphne cneorum subsp. cneorum) je rozšírený európsky druh, vyskytujúci sa aj na niekoľkých lokalitách na území Slovenska. Má veľmi širokú ekologickú amplitúdu – rastie od nížin až po subalpínske polohy. Preferuje vápnité podložie, no môžeme ho nájsť aj na silikátových viatych pieskoch, na spraši či kriede. Na základe miernych morfologických rozdielov bol popísaný jeho poddruh D. cneorum subsp. arbusculoides, ktorý sa vyskytuje iba na malom území juhozápadnej Panónie na kyslom podklade. Tretím skúmaným druhom bol významný endemit Muránskej planiny lykovec muránsky (Daphne arbuscula).
Naša štúdia je prvá komplexná cytogeografická štúdia v tomto zaujímavom rode. U všetkých troch študovaných taxónov sme pozorovali iba veľmi malú cytotypovú variabilitu a diploidnú úroveň s počtom chromozómov 18. Najzaujímavejším zistením bolo, že z viac ako tisícky analyzovaných jedincov D. cneorum subsp. cneorum bolo päť triploidných, ktoré pochádzali zo štyroch geograficky aj ekologicky odlišných populácií. Naše údaje naznačujú, že tieto triploidy s najväčšou pravdepodobnosťou vznikli opakovanou autopolyploidizáciou, pri ktorej dochádza k spojeniu redukovaných a neredukovaných gamét. Analyzované triploidy neboli sterilné, keďže ich životaschopnosť peľu bola podobne vysoká ako u diploidných jedincov (65 – 100 %).
Na základe molekulárnych dát (sekvenovanie jadrovej a chloroplastovej DNA) a veľkosti genómu (metóda prietokovej cytometrie) sme jasne odlíšili druhy D. arbuscula od D. cneorum. Avšak tieto metódy neodhalili žiadne rozdiely medzi poddruhmi D. cneorum subsp. cneorum a D. cneorum subsp. arbusculoides. Poddruhy sa však líšia počtom kvetov v súkvetí. Na presné určenie ich taxonomického postavenia bude potrebný ďalší výskum pomocou kombinácie morfologických, ekologických ako aj robustnejších molekulárnych analýz (napr. pomocou NGS = next generation sequencing).
Text a foto: Zuzana Gajdošová
Zdroj:
Gajdošová Z, Svitok M, Cetlová V, Mártonfiová L, Kučera J, Kolarčik V, Hurdu B-I, Sîrbu I-M, Turisová I, Turis P, Slovák M. 2023. Incidence and evolutionary relevance of autotriploid cytotypes in a relict member of the genus Daphne (Thymelaeaceae). AoB PLANTS, 15: plad056.