Rekonstrukce fylogeneze Oocystaceae

podle jaderných a chloroplastových genůMarie Pažoutová

Úvodem...

• projekt = molekulární fylogenetika vybrané skupiny zelených řas

• modelová skupina = čeleď Oocystaceae, Trebouxiophyta

• materiál = 33 kmenů řas (kultivace)

• metody = sekvenace dvou genů: 18S nrDNA (jádro) + rbcL (plastid)

• výsledky = potěšitelné ;-)

• význam = systematická revize významné skupiny řas, DNA barcoding & species delimitation, potenciálně testování druhových hranic pomocí GMYC modelu

Úvod(lokalizace našeho projektu ve stromu života)

Starý dobrý Simpson & Rogers 2004 vypůjčený z ppt J. Neustupy

Leliaert et al. (accepted in Critical Reviews in Plant Sciences)

čeleď Oocystaceaecharakteristika

• skupina kolem rodu Oocystis

• první popis – A. Braun, 1855

• dle poslední taxonomické revize (1983) cca 33 rodů, desítky až stovky druhů (sporné)

• mikroskopické převážně sladkovodní planktonní řasy; málokdy dominantní, leč hojné

• specifická ultrastruktura

• zastoupeny jako modelové organismy v biochemických a toxikologických studiích

• osekvenován genom chloroplastu u O. solitaria

• monofyl (!!!) jedna z mála nerozpadavých čeledí, zrychlená evoluce 18S rDNA

Print master

• Your Text here

• Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibh euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliquam erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobortis nisl ut aliquip ex ea commodo consequat.

• Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in vulputate velit esse molestie consequat, vel illum dolore eu feugiat nulla facilisis at vero eros et accumsan et iusto odio dignissim qui blandit praesent luptatum zzril delenit augue duis dolore te feugait nulla facilisi.

Hepperle et al. (2000): Phylogenetic position of the Oocystaceae (Chlorophyta).

J. Phycol. 36(3): 590-595.

Pažoutová et al. (2010): Phylogenetic position of Ooplanctella planoconvexa, gen. et comb. nova

and Echinocoleum elegans (Oocystaceae, Trebouxiophyceae, Chlorophyta). Fottea 10:75-83.

Náš projektvelké proč...

• poznávání diverzity – východisko a

základ pro jakékoli další bádání

• molekulární fylogenetika – nutnost

• klasické sekvenování 18S nrDNA

sporné (nestačí) → multigenové studie

• testování markerů, jejich použitelnost –

význam pro další práce, barcoding

– univerzální marker neexistuje...

– rbcL a Trebouxiophyceae – stále v plenkách

• species concepts, species delimitation

Náš projektcíle a otázky...

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• udržíme monofylii?

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektvýsledky...

1 17 NCBI

2 18

3 19

4 20 NCBI

5 21 (ITS)

6 NCBI 22 (ITS)

7 NCBI NCBI 23 NCBI

8 24 NCBI

9 25

10 NCBI 26

11 NCBI 27

12 28 -

13 29 -

14 NCBI 30 NCBI

15 31

33 kmenů

12x 18S nrDNA

11x ITS nrDNA

22x rbcL

Náš projektvýsledky...

AF228689 Oocystis heteromucosa

AF228688 Oocystis marssonii

MLO26 Oo. pusilla

MLO15 Fawley

FM881776.1 Echinocoleum elegans SAG 37.93

AY197635 Oocystidium polymammilatum

MLO09 Oo.parva

MLO31 Schizochlamydella capsulata

AF228690 Amphikrikos sp

AY197626 Oocystaceae sp.

MLO18 Fawley

MLO12 Granulocystis verucosa

AF228687 Tetrachlorella alternans

MLO27 Oo. bispora

AH012990 Crucigeniella rectangularis

MLO01 Willea wilhelmii

AF228691 Makinoella tosaensis

MLO25 Makinoella tosaensis

AY122336 Lagerheimia genevensis

MLO-02 Lagerheimia marssonii

FM881777.1 Ooplanctella planoconvexa

AY195966 Oocystis sp. AN 2/29-4

MLO-08 Oo. lacustris SAG

MLO-19 Fawley

AF228686 Oocystis solitaria

AF387154 Eremosphaera viridis

AF387149 Planctonema sp.

X13688 Chlorella vulgaris

X56105 Parachlorella kessleriroot / Chlorellaceae

68

57

100

90

100

78

98

84

33

82

75

86

40

7

18

42

17

8

24

0.02

Náš projektvýsledky... MLO 20 Oocystaceae Fawley

MLO 23 Ooplanctella planoconvexa

MLO 08 Oocystis lacustris SAG

MLO 02 Lagerheimia marssonii CCALA

MLO 15 Oocystaceae Fawley

MLO 11 Lagerheimia genevensis

MLO 24 Echinocoleum elegans

MLO 09 Oocystis parva

MLO 14 Oocystaceae Fawley

MLO 13 Granulocystopsis coronata

MLO 26 Oocystis cf. pusila

MLO 18 Oocystaceae Fawley

MLO 31 Schizochlamydella capsulata

MLO 10 Tetrachlorella alternans

MLO 03 Oocystis lacustris

MLO 22 Oocystis solitaria f. major

FJ968739.1 Oocystis solitaria

MLO 12 Granulocystis verrucosa

MLO 04 Oocystis cf. nephrocytioides

MLO 01 Willea sp.

MLO 25 Makinoella tosaiensis

EF113462.1 Planctonema lauterbornii

MLO 33 Tetrastrum Krienitz

AB260912.1 Parachlorella kessleri

AB260909.1 Chlorella vulgaris

100

72

100

50

100

84

66

5872

48

74

79

61

16

28

42

17

8

18

95

4

9

0.02

Náš projektcíle a otázky... znovu

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• udržíme monofylii?

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektcíle a otázky... znovu

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• udržíme monofylii?

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektcíle a otázky... znovu

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• udržíme monofylii?

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektcíle a otázky... znovu

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• udržíme monofylii?

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektcíle a otázky... znovu

• získat více molekulárních dat, 2 markery

• udržíme monofylii?

• porovnat signál 18S nrDNA a rbcL (tj.

jádro vs. plastid), srovnat single-gene vs.

konkatenovaný dataset

• bude i rbcL specificky „ujeté“ (tj.

zrychlená evoluce.. je pouze vlastností

SSU nebo celého genomu...?)

• zboříme vnitřní long-branch (coenobiální

linie Crucigeniella / Makinoella) ?

Náš projektvýhledy...

(Great expectations...)