Title (eng)
Genome evolution of European Polygonatum Mill. (Asparagaceae) species
Parallel title (deu)
Genomevolution der europäischen Polygonatum Mill. (Asparagaceae) Arten
Author
Daniela Hanusch
Advisor
Hanna Schneeweiss
Assessor
Hanna Schneeweiss
Abstract (deu)
Polygonatum ist eine Gattung in der Familie Asparagaceae innerhalb der Monokotyledonen. Der Biodiversitätshotspot dieser Gattung liegt in Süd-West China und der Indo-Burma-Region; in Europa wie auch in Österreich sind vier Arten zu finden, P. latifolium, P. multiflorum, P. odoratum und P. verticillatum. Diese Masterarbeit behandelt die Morphologie der Chromosomen, die Lage der rDNA, Polymorphismen des Karyotypes, sowie die repetitiven DNA-Sequenzen. Hierfür wurden verschiedenste Methoden verwendet, wie Feulgen staining, fluorescence in situ hybridization, flow cytometry, ITS sequencing und next generation sequencing. Die Anzahl der Chromosomen konnte für jede Art eindeutig festgestellt werden und ist kongruent mit vorangegangen Studien, ebenfalls die Anzahl der rDNA Regionen. Die NGS Daten zeigten, dass die Elemente Ty3/gypsy Athila und Ty3/gypsy Tekay am häufigsten in allen vier Arten vorkommen. Die vergleichenden Analysen des Repeatomes aller vier Arten konnten außerdem molekulare Synapomorphien aufdecken, die die Arten der zwei Sektionen (sect. Polygonatum und sect. Verticillata) klar unterscheiden. Zusätzlich wurden größere Ähnlichkeiten im Karyotyp und dem Repeat-Profil der beiden näher verwandten Arten, P. latifolium und P. multiflorum, festgestellt. Zu guter Letzt konnten zwei bislang unbekannte satDNAs in ihrer Länge und Sequenz beschrieben werden.
Abstract (eng)
Polygonatum is a genus within the family of Asparagaceae with its diversity hotspot in South-Western China and the Indo-Burma region. Four species of this genus are found in Europe, P. latifolium, P. multiflorum, P. odoratum and P. verticillatum. In this study, all four species were sampled from multiple populations in Austria and analyzed chromosomally and genomically using Feulgen staining, fluorescence in situ hybridization, flow cytometry, phylogenetic analyses of the ITS1 and ITS2 sequences and analyses of repeat profiles using next generation sequencing data and the dedicated RepeatExplorer pipeline. The study provides novel data on basic karyotype structure and genome size as well as the localization of rDNA loci, and the repeat profiles of the analyzed taxa. The analyses of NGS data provide first insight into the composition of repetitive DNA fraction in the genus and reveal that Athila and Tekay lineages of Ty3/gypsy retrotransposons are the most abundant and active repeats in all four species. The comparative repeat analyses confirmed the distinctiveness of section Polygonatum represented here by three species and section Verticillata represented by P. verticillatum, inferred also from morphological and cytogenetic data. Molecular synapomorphies were observed and described. Two novel satellite DNAs have been identified and will provide excellent tools for more in-depth genome and karyotype analyses in the genus.
Keywords (deu)
GenomevolutionPolygonatumRepeatomeSatellite DNA
Keywords (eng)
genome evolutionEuropean Polygonatum speciesrepeatomesatellite DNAmobile elements
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
53 Seiten : Illustrationen
Number of pages
59
Study plan
Masterstudium Botanik
[UA]
[066]
[832]
Association (deu)
Title (eng)
Genome evolution of European Polygonatum Mill. (Asparagaceae) species
Parallel title (deu)
Genomevolution der europäischen Polygonatum Mill. (Asparagaceae) Arten
Author
Daniela Hanusch
Abstract (deu)
Polygonatum ist eine Gattung in der Familie Asparagaceae innerhalb der Monokotyledonen. Der Biodiversitätshotspot dieser Gattung liegt in Süd-West China und der Indo-Burma-Region; in Europa wie auch in Österreich sind vier Arten zu finden, P. latifolium, P. multiflorum, P. odoratum und P. verticillatum. Diese Masterarbeit behandelt die Morphologie der Chromosomen, die Lage der rDNA, Polymorphismen des Karyotypes, sowie die repetitiven DNA-Sequenzen. Hierfür wurden verschiedenste Methoden verwendet, wie Feulgen staining, fluorescence in situ hybridization, flow cytometry, ITS sequencing und next generation sequencing. Die Anzahl der Chromosomen konnte für jede Art eindeutig festgestellt werden und ist kongruent mit vorangegangen Studien, ebenfalls die Anzahl der rDNA Regionen. Die NGS Daten zeigten, dass die Elemente Ty3/gypsy Athila und Ty3/gypsy Tekay am häufigsten in allen vier Arten vorkommen. Die vergleichenden Analysen des Repeatomes aller vier Arten konnten außerdem molekulare Synapomorphien aufdecken, die die Arten der zwei Sektionen (sect. Polygonatum und sect. Verticillata) klar unterscheiden. Zusätzlich wurden größere Ähnlichkeiten im Karyotyp und dem Repeat-Profil der beiden näher verwandten Arten, P. latifolium und P. multiflorum, festgestellt. Zu guter Letzt konnten zwei bislang unbekannte satDNAs in ihrer Länge und Sequenz beschrieben werden.
Abstract (eng)
Polygonatum is a genus within the family of Asparagaceae with its diversity hotspot in South-Western China and the Indo-Burma region. Four species of this genus are found in Europe, P. latifolium, P. multiflorum, P. odoratum and P. verticillatum. In this study, all four species were sampled from multiple populations in Austria and analyzed chromosomally and genomically using Feulgen staining, fluorescence in situ hybridization, flow cytometry, phylogenetic analyses of the ITS1 and ITS2 sequences and analyses of repeat profiles using next generation sequencing data and the dedicated RepeatExplorer pipeline. The study provides novel data on basic karyotype structure and genome size as well as the localization of rDNA loci, and the repeat profiles of the analyzed taxa. The analyses of NGS data provide first insight into the composition of repetitive DNA fraction in the genus and reveal that Athila and Tekay lineages of Ty3/gypsy retrotransposons are the most abundant and active repeats in all four species. The comparative repeat analyses confirmed the distinctiveness of section Polygonatum represented here by three species and section Verticillata represented by P. verticillatum, inferred also from morphological and cytogenetic data. Molecular synapomorphies were observed and described. Two novel satellite DNAs have been identified and will provide excellent tools for more in-depth genome and karyotype analyses in the genus.
Keywords (deu)
GenomevolutionPolygonatumRepeatomeSatellite DNA
Keywords (eng)
genome evolutionEuropean Polygonatum speciesrepeatomesatellite DNAmobile elements
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
59
Association (deu)
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