Jak souvisí velikost genomu rostlin z čeledi lanovcovitých s vlastnostmi prostředí?

Rostliny z čeledi lanovcovitých (odborně Restionaceae) u nás neuvidíte, jedině v botanické zahradě. Vzhledem připomínají sítiny, jednoklasé ostřice, nebo dokonce přesličky či bambusy, a jsou blízce příbuzné travám. Dohromady zahrnují asi 600 druhů v 50 rodech. Některé z druhů této čeledi měří sotva pár centimetrů, jiné zase až tři metry. Celá skupina pochází původně z jižní polokoule. Rostou hlavně v oblastech se středomořským klimatem v jižní Africe a Západní Austrálii. Úplně nejvíc druhů roste v Kapsku na jihu Jihoafrické republiky, kde představují významnou dominantu místních velmi cenných a druhově bohatých porostů.

O těchto fascinujících rostlinách toho ještě mnoho nevíme. Nedávno zesnulý Jan Suda s Pavlem Trávníčkem z Botanického ústavu AV CŘ v Průhonicích a z Univerzity Karlovy v Praze a společně s dalšími kolegy prozkoumali velikost genomu lanovcovitých rostlin v Kapsku. Velikost genomu, tedy celkový obsah DNA v jádrech buněk, představuje významnou a často sledovanou charakteristiku rostlin, která má vztah například k velikosti buněk nebo řadě ekologických vlastností. Změřili velikost genomu u celkem 158 druhů této čeledi z oblasti Kapska. U devíti vybraných druhů rovněž spočítali počet chromozomů a zjistili, že se u nich nejčastěji vyskytuje počet 16 chromozomů ve dvou sadách, tedy celkem 32 chromozomů.

Když badatelé prozkoumali velikost genomu a množství DNA u jednotlivých druhů lanovcovitých rostlin, zjistili, že nižší množství DNA v buňce mají rostliny, které rostou v centrální oblasti Kapska, a rovněž ty, které jsou schopné obrazit po požárech a jsou tudíž více dlouhověké. Tyto rostliny jsou v naprosté většině diploidní. Naopak v okrajových částech Kapska převládají polyploidi, tedy rostliny se znásobeným počtem sad chromozomů. V těchto místech jsou rostliny vystaveny více proměnlivému klimatu, což vede, podobně jako i jiných skupin rostlin, k vyššímu zastoupení   polyploidů. Předpokládá se totiž, že polyploidi mají větší schnopnost se přizpůsobit různorodějším podmínkám prostředí, než jejich diploidní předci.


Elegia persistens z čeledi lanovcovitých. Kredit: J. Suda a R. Sudová.

Linder, P.H., Suda, J., Weiss-Schneeweiss, H., Trávníček, P., Bouchenak-Khelladi, Y. 2017. Patterns, causes and consequences of genome size variation in Restionaceae of the Cape flora. Botanical Journal of the Linnean Society 183: 515-531.

DOI: 10.1093/botlinnean/box005

Kontakt: Ing. Pavel Trávníček, Ph.D. (travnicek at ibot.cas.cz)