Pojęciem samoniezgodności określane są różnorodne mechanizmy mające na celu zapobieganie niekorzystnemu ewolucyjnie zjawisku, jakim jest zapylanie się roślin własnym pyłkiem. U rodziny Rosaceae, do której należy również grusza, występuje tzw. gametofityczny typ samoniezgodności. W mechanizmie tym reakcja słupka na próbę zapylenia własnym pyłkiem warunkowana jest przez białko S-RNazę. Wysoka zmienność alleliczna tego czynnika zlokalizowana jest w pojedynczej domenie hiperzmiennej. Region ten odpowiada za interakcję z czynnikami pyłkowymi i rozpoznanie niekompatybilnego pyłku. Analiza sekwencji DNA genów kodujących S-RNazę umożliwia określenie genotypu samoniezgodności (S) pojedynczych roślin oraz dostarcza informacji o wzajemnej kompatybilności odmian uprawnych.
Badania różnorodności allelicznej S-RNazy przeprowadzono w ośmiu populacjach gruszy dzikiej (Pyrus pyraster L.) z różnych regionów Polski. Uzyskane wyniki pozwoliły na identyfikację 22 nowych alleli S występujących u tego gatunku. Na podstawie porównań z sekwencjami genów S-RNazy z bazy danych ustalono filogenetyczny rodowód poszczególnych alleli S oraz wysunięto wnioski na temat pochodzenia gatunku P. pyraster. Badania potwierdziły niektóre założenia teoretyczne dotyczące ewolucji sekwencji związanych ze zjawiskiem samoniezgodności. Potwierdzono transgatunkowe pochodzenie alleli S oraz spowolnione tempo ich różnicowania. Zaobserwowano zakłócenia w równowadze frekwencji alleli w obrębie populacji. Z wyjątkiem jednej populacji obserwowano dużą różnorodność alleli S-RNazy oraz brak ograniczeń w dostępności zapylaczy. Stwierdzono również umiarkowanie wysokie zróżnicowanie na poziomie sekwencji nukleotydowej i aminokwasowej w obrębie poszczególnych alleli S. Obserwacja ta może potwierdzać hipotezę o koewolucyjnym mechanizmie kształtowania się nowych swoistości samoniezgodności.

WYKAZ STOSOWANYCH SKRÓTÓW 

1. WSTĘP 
1.1. Obrona roślin przed samozapyleniem 
1.2. Zjawisko samoniezgodności (SI) 
1.3. Ewolucyjne aspekty działania mechanizmów SI
1.4. Charakterystyka rodzaju Pyrus

2. CEL PRACY 

3. MATERIAŁY I METODY 
3.1. Materiał biologiczny 
3.2. Amplifikacja PCR i klonowanie regionu HV genu S-RNazy
3.3. Analizy sekwencji 
3.4. Analizy populacyjne

4. WYNIKI 
4.1. Oznaczenie i klasyfikacja sekwencji S-RNazy P. pyraster 
4.2. Analizy porównawcze sekwencji
4.3. Konstrukcje drzew filogenetycznych 
4.4. Analizy populacyjne 

5. DYSKUSJA 
5.1. Uzasadnienie podjęcia badań 
5.2. Występowanie allela S-zerowego 
5.3. Zróżnicowanie sekwencji w ramach alleli S 
5.4. Pokrewieństwo gruszy dzikiej z innymi gatunkami 
5.5. Różnorodność alleli S w populacjach 
5.6. Szczególny przypadek populacji z Piotrkowa Trybunalskiego
5.7. Zróżnicowanie międzypopulacyjne 

6. WNIOSKI 

LITERATURA 

SUPLEMENT

The term of self-incompatibility described different mechanisms aimed at preventing negative evolutionary phenomenon, which is self-pollination of plants. In the Rosaceae family, where belongs the pear, the gametophytic type of self-incompatibility is observed. In this mechanism, the reaction of pistil for attempt to pollination by its own pollen is conditioned by the S-RNase protein. The high allelic variability of this factor is located in a single hyper-variable domain. This region is responsible for interaction with pollen factors and recognition of incompatible pollen. DNA sequences analysis of the S-RNase genes enables to determine the S-genotype of individual plants and provides information about compatibility of cultivars.
Allelic diversity of S-RNase was studied in eight populations of wild pear (Pyrus pyraster L.) from different regions of Poland. Obtained results allowed the identification of 22 new S-alleles occurring in this species. Based on alignments to the DNA sequences from the database, the phylogenetic lineages of S-alleles were established and the origination of P. pyraster species was inferred. Studies have confirmed some theoretical assumptions about the evolution of the sequences related to self-incompatibility phenomenon. There was evidence of trans-species origin of the S-alleles and their slow differentiation. However, the equilibrium of S-alleles frequency in populations was disturbed. In all tested populations except one, there were observed a large variety of S-RNase alleles and lack of mate availability restrictions. It was also observed moderately high diversity at the level of nucleotide and amino acid sequences within different S-alleles. It might confirm the hypothesis of coevolution mechanism of new specificity of self-incompatibility formation.