Βιοσυστηματική μελέτη του γένους Hymenonema cass
| dc.contributor.advisor | Λιβανίου-Τηνιακού, Αργυρώ | |
| dc.contributor.author | Λιβέρη, Ελένη | |
| dc.contributor.committee | Λιβανίου-Τηνιακού, Αργυρώ | |
| dc.contributor.committee | Αρτελάρη, Πανωραία | |
| dc.contributor.committee | Μπαρέκα, Ελευθερία-Περδίκω | |
| dc.contributor.other | Liveri, Eleni | |
| dc.date.accessioned | 2018-09-18T07:58:51Z | |
| dc.date.available | 2018-09-18T07:58:51Z | |
| dc.date.copyright | 2015-07-26 | |
| dc.degree | Μεταπτυχιακή Εργασία | el |
| dc.description.abstract | Το γένος Hymenonema Cass. παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς είναι ένα από τα οκτώ ενδημικά γένη της Ελληνικής Χλωρίδας. Συγχρόνως είναι το μόνο από τα ενδημικά γένη που δεν είναι μονοτυπικό. Το γένος Hymenonema διακρίνεται σε δυο είδη, το Hymenonema laconicum Boiss. & Heldr. και H. graecum (L.) DC. Το H. laconicum Boiss. & Heldr. εξαπλώνεται στα χαμηλά υψόμετρα των ορέων της Πελοποννήσου (Ταΰγετος, Πάρνωνας και Μαίναλο) ενώ το H. graecum (L.) DC απαντά στα περισσότερα νησιά και βραχονησίδες των Κυκλάδων και στην ΒΔ. Κρήτη, αν και η εμφάνισή του στην τελευταία περιοχή θεωρείται αβέβαιη. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας το γένος Hymenonema Cass. μελετήθηκε από ταξινομική, μορφολογική, κυτταρολογική, κυτταρογενετική, μοριακή και φυλογενετική άποψη. Για την πραγματοποίηση αυτής της μελέτης, εξετάσθηκε υλικό, το οποίο καλύπτει μεγάλο τμήμα της περιοχής εξάπλωσης των δυο ειδών. Το υλικό που συλλέχθηκε, καλλιεργήθηκε στον πειραματικό κήπο του Εργαστηρίου Βοτανικής, του Πανεπιστημίου Πατρών. Η κατάταξη του γένους Hymenonema Cass. στα ταξινομικά επίπεδα της οικογένειας και του κλάδου (tribe) δεν παρουσίασε άξιες λόγου αλλαγές από την ανακάλυψη του γένους και μετά. Κατατάσσεται στην οικογένεια Compositae = Asteraceae και στoν κλάδο Cichorieae. Εντός του κλάδου διακρίνονται υποκλάδοι (subtribes), οι οποίοι διαφοροποιούνται ως προς τον αριθμό και τα γένη που περιλαμβάνουν ανάλογα με τους συγγραφείς. Σύμφωνα με τα πιο πρόσφατα δεδομένα, το γένος Hymenonema Cass. συνιστά μαζί με τα γένη Catanananche L., Scolymus L. και Gundelia L. την subtribe Scolyminae. Η μορφολογική μελέτη του γένους περιλαμβάνει παρατηρήσεις ως προς την ταξιανθία, τον καρπό και τους γυρεοκόκκους, καθώς και μετρήσεις δεκατριών μορφολογικών χαρακτήρων, που αφορούν το ύψος του φυτού, την μορφή και τις διαστάσεις της ταξιανθίας του (κεφαλίου), τον αριθμό των βρακτίων, τις διαστάσεις των φύλλων βάσης και βλαστού, τις διαστάσεις των σπερμάτων του (αχαινίων) και του πάππου. Από τις μορφολογικές παρατηρήσεις διαπιστώθηκε για πρώτη φορά ότι ορισμένοι πληθυσμοί (από τις νήσους Σύρο και Τήνο) του Hymenonema graecum (L.) DC εμφανίζουν ενδιάμεσους μορφολογικούς χαρακτήρες μεταξύ των δυο ειδών. Η ποικιλότητα των μορφολογικών χαρακτήρων μετρήθηκε μεταξύ των πληθυσμών του ιδίου είδους και μεταξύ των δυο ειδών. Η διαπληθυσμιακή ποικιλότητα δεν παρουσίασε έντονη διαφοροποίηση, αντίθετα με την ποικιλότητα σε επίπεδο ειδών, η οποία κατέδειξε στατιστικώς σημαντικές διαφορές σε επτά μορφολογικά γνωρίσματα, μερικά δε εξ’ αυτών φαίνεται να αποτελούν σημαντικά ταξινομικά γνωρίσματα μεταξύ των δυο ειδών, όπως είναι το μήκος των τριχών του πάππου, το μέγεθος των αχαινίων και το πλάτος του τελικού λοβού των φύλλων βάσης. Τα αποτελέσματα αυτά σε συνδυασμό με τις μορφολογικές παρατηρήσεις οδήγησαν στη δημιουργία νέων κλειδών προσδιορισμού των δύο ειδών και λεπτομερέστερης περιγραφής αυτών. Για το γένος Hymenonema Cass. οι κυτταρολογικές αναφορές ήσαν πολύ περιορισμένες, ενώ δεν είχε εξετασθεί μέχρι σήμερα με κυτταρογενετικές τεχνικές. Πραγματοποιήθηκε κυτταρολογική μελέτη των δυο ειδών με την κλασσική μέθοδο σύνθλιψης κυττάρων και την χρώση με το αντιδραστήριο Feulgen. Μελετήθηκαν και δόθηκαν, για πρώτη φορά, η ανάλυση της μορφολογίας του καρυοτύπου, των καρυογραμμάτων και των ιδιογραμμάτων, καθώς και η μέτρηση έξι χρωμοσωματικών δεικτών, των δύο ειδών του γένους Hymenonema Cass. Ο χρωμοσωματικός αριθμός 2n = 20, τον οποίο διαπιστώσαμε κατά την παρούσα μελέτη μας, συμφωνεί με ήδη προηγούμενες αναφορές. Ο καρυότυπος και για τα δυο είδη βρέθηκε διπλοειδής και συμμετρικός, αποτελούμενος από μετακεντρικά και υπομετακεντρικά χρωμοσώματα μεσαίου μεγέθους (1,92-4,48 μm), με το μικρότερο σε μέγεθος 10ο ζεύγος να φέρει πάντοτε δορυφόρους (SAT-χρωμοσώματα). Σε όλους τους πληθυσμούς του H. laconicum Boiss. & Heldr. το δορυφορικό ζεύγος χρωμοσωμάτων είναι υπομετακεντρικό, ενώ στο H. graecum (L.) DC μπορεί να αποτελείται από δυο υπομετακεντρικά ή από ένα μετακεντρικό κι ένα υπομετακεντρικό χρωμόσωμα (δομική ετεροζυγωτία). Σημειώνεται ότι ο αριθμός των μετακεντρικών και υπομετακεντρικών χρωμοσωμάτων ποικίλλει μεταξύ των πληθυσμών. Η κυτταρογενετική τεχνική που χρησιμοποιήθηκε είναι η χρώση με φθορισμό με χρήση χρωμομυκίνης A3 (CMA3) για τον εντοπισμό των πλούσιων σε GC περιοχών. Τα αποτελέσματα έδειξαν φθορισμό σε ένα ζεύγος χρωμοσωμάτων, αλλά δεν ήταν δυνατό να διακριθεί συγκεκριμένη μορφή ζωνώσεων, ώστε να έχουμε αντλήσει περισσότερες πληροφορίες. Για την μοριακή και φυλογενετική μελέτη συμπεριλήφθηκαν αντιπρόσωποι από όλη την Subtribe Scolyminae, αλλά περισσότερα δείγματα από το γένος Hymenonema Cass. Η πειραματική προσέγγιση περιέλαβε τον πολλαπλασιασμό των αλληλουχιών με τη μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (PCR), τον προσδιορισμό της αλληλουχίας τους και τη στατιστική και φυλογενετική ανάλυση των αποτελεσμάτων. Οι αλληλουχίες που χρησιμοποιήθηκαν αποτελούν ευρέως διαδεδομένους μοριακούς δείκτες του χλωροπλαστικού (trnL-F, rpL32-trnL), ριβοσωμικού πυρηνικού (ITS1, ITS2) και πυρηνικού (D10) DNA για μελέτες σε επίπεδο γενών και ειδών. Οι χλωροπλαστικοί μοριακοί δείκτες και ο D10 μελετώνται για πρώτη φορά για το γένος Hymenonema Cass. Οι αλληλουχίες επεξεργάστηκαν με δυο μεθόδους φυλογενετικής ανάλυσης, την Μέθοδο Μέγιστης Φειδωλότητας και τη Μπεϊσιανή Συμπερασματολογία. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη χρήση των μοριακών δεικτών και των δυο διαφορετικών φυλογενετικών μεθόδων συμφωνούν μεταξύ τους ως προς τις φυλογενετικές σχέσεις των γενών εντός της subtribe Scolyminae και ως προς την μονοφυλετικότητα του γένους Hymenonema Cass. Το πλέον συγγενές γένος του Hymenonema Cass. φαίνεται ότι είναι το γένος Scolymus L., καθώς σε όλα τα φυλογενετικά δένδρα τα δυο αυτά γένη συγκροτούν μια μονοφυλετικήν ομάδα. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε η εκτίμηση του χρόνου απόσχισης των γενεαλογικών γραμμών της subtribe Scolyminae με βάση την υπόθεση του μοριακού ρολογιού και λαμβάνοντας υπόψη τις αλληλουχίες όλων των μοριακών δεικτών. Η εμφάνιση των δυο ειδών του γένους Hymenonema Cass. υπολογίζεται ότι πραγματοποιήθηκε πριν από 2,3-0,4 εκατομμύρια χρόνια, δηλαδή κατά την περίοδο του Πλειστοκαίνου. | el |
| dc.description.translatedabstract | The genus Hymenonema Cass. shows a special interest, because it is one of the eight endemic genera of Greece and the only one which consists of two species, i.e. Hymenonema laconicum Boiss & Heldr. and H. graecum (L.) DC. H. laconicum Boiss. & Heldr. grows at the lowlands of Peloponnisos mountains (Mts Taigetos, Parnonas and Mainalo), while H. graecum (L.) DC occurs on most Kiklades islands and islets and on NW Kriti, although its presence in the latter is considered doubtful. In the framework of this dissertation, the genus Hymenonema Cass. was studied from systematic, morphological, cytological, cytogenetic, molecular and phylogenetic points of view. For this study, material was examined, that covered most the two species distribution range. The collected material was cultivated in the experimental garden of the Botanical Institute, University of Patras. The systematic classification of the genus Hymenonema Cass. at the taxonomic levels of family and tribe hasn’t changed much from the first discovery of the genus. It is classified in the family Compositae and in the tribe Cichorieae. The tribe contains several subtribes, which differ in the number and genera that they include, depending on the authors. According to the most recent data, the genus Hymenonema Cass. and the genera Catananache L., Scolymus L. and Gundelia L. constitute the subtribe Scolyminae. The morphological study of the genus Hymenonema Cass. includes morphological observations concerning the capitulum, the achene and the pollens, and measurements of 13 morphological features concerning the plant height, the capitulum size, the number of bracts, the size of the basal and cauline leaves, the size of the achenes and pappus. The morphological observations revealed for the first time H. graecum (L.) DC populations, which however displayed intermediate morphological features between the two species. The variation of the morphological features was calculated both on an intra- and inter-specific level. The intra-specific variation didn’t show intense differentiation, in contrast to the inter-specific comparison, which showed statistically significant differences at seven morphological features, some of which being taxonomically important between the two species, such as the length of the pappus hairs, the size of the achenes and the width of the terminal lobe of the basal leaves. These results combined with the interesting morphological observations led to the development of new taxonomical or dichotomic keys and of more detailed species descriptions. For the genus Hymenonema Cass., previous karyological data were very restricted, whereas the genus hadn’t been examined with any cytogenetic technique up to now. The classic cytological squash technique and Feulgen staining were performed. The analysis of the karyotype morphology, the preparation of karyograms, idiograms and the measurements of six chromosome markers were performed for the first time. The chromosome number 2n = 20, which was found agrees with previous references. Both species displayed a diploid and symmetrical karyotype, consisting of metacentric (m) and submetacentric (sm) chromosomes of medium size (1,92-4,48 μm) with the smallest in size pair (the 10th) always bearing a visible satellite pair (SAT-chromosomes). In all populations of H. laconicum Boiss. & Heldr. the SAT-chromosome pair consists of two submetacentric chromosomes, while in H. graecum one of the SAT-chromosomes is often submetacentric and the other metacentric (structural heterogeneity). It should be noted that the number of submetacentric chromosomes varies among the populations. The cytogenetic technique that was performed, consisted of fluorochrome staining, using chromomycin A3 (CMA3), in order to locate GC-rich areas. The results showed that one chromosome pair stained positively, but it was not possible to determine a specific banding pattern, that would be more informative. The molecular and the phylogenetic study included representatives from the whole subtribe Scolyminae, most sequences derived from the genus Hymenonema Cass. The experimental approach included sequence amplification, using polymerase chain reaction (PCR), determination of the individual sequences via automated sequencing and statistical and phylogenetic analysis of the results. The sequences that were used are widely used molecular chloroplast markers (trnL-F, rpL32-trnL), ribosomal nuclear (ITS1, ITS2) and nuclear (D10) DNA for studies at the taxonomic levels of genus and species. The chloroplast markers and D10 are used for the first time in the genus Hymenonema Cass. The sequences were analyzed with Maximum Parsimony and Bayesian Inference. The results from the five different molecular markers and the two phylogenetic methods, concerning the phylogenetic relationships among the genera in the subtribe Scolyminae and the monophyly of the genus Hymenonema Cass. are concordant. The genus Scolymus L. appears to be a sister taxon of the genus Hymenonema Cass. and in all phylogenetic trees these two genera constitute a monophyletic group. In addition, an estimation of the divergence time of the lineages in the subtribe Scolyminae was performed, based on a molecular clock hypothesis and using the sequences from all the molecular markers. The appearance of the Hymenonema Cass. species is estimated at 0.4-2.3 Mya, placing it within Pleistocene. | el |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10889/11555 | |
| dc.language.iso | gr | el |
| dc.rights | 12 | el |
| dc.subject | Βιοσυστηματική μορφολογία | el |
| dc.subject | Κυτταρολογία | el |
| dc.subject | Κυτταρογενετική | el |
| dc.subject | Μοριακή φυλογενετική | el |
| dc.subject | Ενδημισμός | el |
| dc.subject | Γεωγραφική εξάπλωση | el |
| dc.subject | Χρωμοσωματικοί μηχανισμοί | el |
| dc.subject | Μορφολογία καρυότυπου | el |
| dc.subject | Ανάλυση DNA | el |
| dc.subject | Φυλογενετικά δέντρα | el |
| dc.subject.alternative | Hymenonema | el |
| dc.subject.alternative | Biosystematics morphology | el |
| dc.subject.alternative | Cytogenetics | el |
| dc.subject.alternative | Karyology | el |
| dc.subject.alternative | Molecular phylogenetics | el |
| dc.subject.alternative | Endemism | el |
| dc.subject.alternative | Geographical distribution | el |
| dc.subject.alternative | Chromosome numbers | el |
| dc.subject.alternative | Karyotype morphology | el |
| dc.subject.alternative | DNA sequense analysis | el |
| dc.subject.alternative | Scolyminae | el |
| dc.subject.alternative | Phylogenetic trees | el |
| dc.subject.ddc | 583.990 949 5 | el |
| dc.title | Βιοσυστηματική μελέτη του γένους Hymenonema cass | el |
| dc.title.alternative | Biosystematic study of the genus Hymenonema cass | el |
| dc.type | Thesis | el |
Files
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 5.05 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: