Have the largest plant genomes evolved as an adaptation to geophytic strategy?

Velikost genomu u rostlin a její selektivní význam je již několik desetiletí předmětem výzkumu, přesto však některé otázky stále zůstávají nezodpovězeny. Velikost genomu ovlivňuje množství znaků na rostlinách (např. velikost průduchů, maximální výška, hmotnost semen) a má celou řadu fyziologických (např. hospodaření s vodou) a ekologických (např. fenologie, minimální generační doba, životní formy) důsledků. Není však jasné, jak tyto vztahy fungují u druhů s obřími genomy a zda a případně jak jsou tyto druhy limitovány. Otázkou je též, jaký vliv může mít rozdílné zastoupení GC bází v genomech a zda tento poměr bází má nějakou souvislost s velikostí genomu. Proto jsem se ve své dizertační práci zaměřil na geofyty, které se díky častému výskytu velkých genomů jeví jako vhodná modelová skupina k testování zmíněných vztahů. Získaná data ukazují, že evoluce velkých genomů u geofytů je těsně spojena s brzkým kvetením, většími průduchy a kratší vegetační sezónou. Klíčem k pochopení takového omezení by mohla být fyziologie průduchů, kdy na základě měření více než třiceti párů příbuzných druhů s rozdílnou velikostí genomu a průduchů se velké průduchy ukázaly být proti menším pomalejší, což znamenalo větší ztrátu vody transpirací. Nárůst velikosti genomu nebyl pozorován jen u jarních geofytů. Srovnání 47 párů geofytů a příbuzných negeofytů potvrzuje, že přechod na geofytní strategii vede k evoluci větších genomů, což lze připisovat zásobám energie v podzemních orgánech. Obsah GC bází u geofytů sice příliš nevypovídá o jejich ekologii, ale má unimodální vztah k velikosti genomu. Mohla by tedy existovat obecnější příčina v uspořádání DNA ve velkých genomech, která by vyšší podíl GC bází vylučovala. Hmotnost semen geofytů neukázala významný vztah k velikosti genomu, zato však souvisí s ekologií, která patrně hraje významnější roli v selekci a zakrývá možný vliv velikosti genomu.