Ewolucja i taksonomia roślin okrytozalążkowych

Informacje o zespole

Pracownicy i studenci:

  • Martyna Tuczyńska (studentka I roku studiów uzupełniających)
  • Michał Gierek (student I roku studiów uzupełniających)


Filogeneza molekularna, systematyka i biogeografia historyczna roślin z rodziny baldaszkowatych (Apiaceae)

Daucus_carota

Baldaszkowate (Apiaceae) to jedna z ważniejszych pod względem ekonomicznym rodzin roślin okrytonasiennych. Obejmuje ważne rośliny uprawne, jak np. seler, marchew, pietruszka, fenkuł i nieco już zapomniany pasternak, a także liczne rośliny przyprawowe: koper, kmin, kminek, kolendrę, anyż, trybulę i inne. Wiele baldaszkowatych to rośliny lecznicze i trujące, a niechlubną sławę zyskał szczwół, którego sokiem otruto Sokratesa (a w zasadzie wykonano na nim wyrok śmierci). Mimo tak dużego znaczenia tej rodziny, jej filogeneza, a co za tym idzie jej systematyka, jest dość słabo poznana. Zainicjowane w połowie lat 90. badania molekularne wykazały, że dotychczasowe klasyfikacje tej rodziny były sztuczne, a wiele taksonów, w tym i całe duże rodzaje - polifiletyczne. Badania te, prowadzone również w naszym laboratorium, doprowadziły do stworzenia ramowego systemu klasyfikacji baldaszkowatych - obecnie wypełnia się te ramy, analizując szczegółowo kolejne grupy.

Daucus_carota Przedmiotem naszych badań są przede wszystkim przedstawiciele dużego plemienia Scandiceae oraz obejmującego wodne baldaszkowate plemienia Oenantheae. Do szacowania filogenezy wykorzystujemy głównie zmienność sekwencji jądrowego ITS rDNA, a obecnie sprawdzamy także przydatność kilku sekwencji rozdzielających (tzw. "spacerów") chloroplastowego DNA. Uzyskane drzewa filogenetyczne służą nie tylko do rewizji klasyfikacji baldaszkowatych, ale także do wnioskowania o przeszłości danego taksonu - jego migracji, przetrwaniu zlodowaceń w ostojach i kolonizacji po ustąpieniu lądolodu - oraz do ewolucyjnych badań porównawczych, np. ewolucji strategii reprodukcyjnych.



Prace dyplomowe

Możliwość wykonywania prac licencjackich i magisterskich z:

  • filogenetyki molekularnej. Celem pracy byłoby zbadanie pozycji filogenetycznej określonej grupy gatunków. Zadaniem studenta byłoby uzyskanie sekwencji określonego markera filogenetycznego dla tej grupy, a następnie analizy filogenetyczne.
  • klasycznej taksonomii. Celem pracy byłaby próba określenia, czy wyodrębnione na podstawie danych molekularnych gałęzie drzewa rodowego baldaszkowatych dają się również wyróżnić za pomocą cech morfologicznych, przede wszystkim budowy owocu.


Przykładowe publikacje

  • Wojewódzka A., Baczyński J., Banasiak Ł., Downie SR., Czarnocka-Cieciura A., Gierek M., Frankiewicz K., Spalik K. (2019). Evolutionary shifts in fruit dispersal syndromes in Apiaceae tribe Scandiceae. Plant Systematics and Evolution 305(5): 401–414 [pobierz plik pdf].
  • Plunkett GM., Pimenov MG., Reduron JP., Kljuykov EV., van Wyk BE., Ostroumova TA., Henwood MJ., Tilney PM., Spalik K., Watson MF., Lee BY., Pu FD., CJ. Webb CJ., Hart JM., Mitchell AD., Muckensturm B. (2018). Apiaceae. in: Flowering plants. Eudicots. The families and genera of vascular plants. J. W. Kadereit and V. Bittrich (eds.). Cham, Springer. 15: 9–206 [pobierz plik pdf].
  • Panahi M., Banasiak Ł., Piwczyński M., Puchałka R., Kanani MR., Oskolski AA., Modnicki D., Miłobędzka A., Spalik K. (2018). Taxonomy of the traditional medicinal plant genus Ferula (Apiaceae) is confounded by incongruence between nuclear rDNA and plastid DNA. Bot J Linnean Soc 188(2): 173-189 [pobierz plik pdf].
  • Kadereit, J.W., Albach, D.C., Ehrendorfer, F., Galbany-Casals, M., Garcia-Jacas, N., Gehrke, B., Kadereit, G., Kilian, N., Klein, J.T., Koch, M.A., Kropf, M., Oberprieler, C., Pirie, M.D., Ritz, C.M., Röser, M., Spalik, K., Susanna, A., Weigend, M., Welk, E., Wesche, K., Zhang, L.-B. & Dillenberger, M.S. (2016). Which changes are needed to render all genera of the German flora monophyletic? Willdenowia 46: 39–91. [pobierz plik pdf].
  • Banasiak Ł., Wojewódzka A., Baczyński J., Reduron J-P., Piwczyński M., Kurzyna-Młynik R., Gutaker R., Czarnocka-Cieciura A., Kosmala-Grzechnik S., Spalik K. (2016). Phylogeny of Apiaceae subtribe Daucinae and the taxonomic delineation of its genera. Taxon 6(3): 563-585.
  • Ejsmond M.J., Ejsmond A., Banasiak Ł., Karpińska-Kołaczek M., Kozłowski J. & Kołaczek P. (2015). Large pollen at high temperature: an adaptation to increased competition on the stigma? Plant Ecology, doi:10.1007/s11258-015-0519-z [pobierz plik pdf].
  • Panahi M., Banasiak Ł., Piwczyński M., Puchałka R., Oskolski A.A. & Spalik K. (2015). Phylogenetic relationships among Dorema, Ferula and Leutea; (Apiaceae: Scandiceae: Ferulinae) inferred from nrDNA ITS and cpDNA noncoding sequences. Taxon, 64, 770–783.
  • Spalilk K., Banasiak Ł., Feist M.A.E., Downie S.R. (2014). Recurrent short-distance dispersal explains wide distributions of hydrophytic umbellifers (Apiaceae tribe Oenantheae). Journal of Biogeography 41: 1559–1571.
  • Weitzel C., Rønsted N., Spalik K., Simonsen H.T. (2014). Resurrecting deadly carrots: towards a revision of Thapsia (Apiaceae) based on phylogenetic analysis of nrITS sequences and chemical profiles. Botanical Journal of the Linnean Society 174: 620–636.
  • Spalik K. (2014). Pre-Linnaean herbaria viva of Helwing in the collections of the National Library of Poland and the University of Warsaw. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 83: 13–16.
  • Banasiak, Ł., Piwczyński, M., Uliński, T., Downie, S. R., Watson, M. F., Shakya, B., Spalik, K. (2013), Dispersal patterns in space and time: a case study of Apiaceae subfamily Apioideae. Journal of Biogeography. 40: 1324-35.
  • Bone, T.S., Downie, S.R., Affolter, J.M., Spalik, K. 2011. A phylogenetic and biogeographic study of the genus Lilaeopsis (Apiaceae Tribe Oenantheae). Systematic Botany 36: 789-805.
  • Spalik, K., Piwczyński M., Danderson C. A., Kurzyna-Młynik R., Bone T. S., Downie S. R. 2010. Amphitropic amphiantarctic disjunctions in Apiaceae subfamily Apioideae. Journal of Biogeography, 37: 1977-1994.
  • Spalik, K., Downie S. R., Watson M. F. 2009. Generic delimitations within the Sium alliance (Apiaceae tribe Oenantheae) inferred from cpDNA rps16-5'trnK(UUU) and nrDNA ITS sequences. Taxon, 58: 735-748.
  • Kurzyna-Młynik R., Oskolski A. A., Downie S. R., Kopacz R., Wojewódzka A., Spalik K. 2008. Phylogenetic position of the genus Ferula (Apiaceae) and its placement in tribe Scandiceae as inferred from nrDNA ITS sequence variation. Plant Systematics and Evolution, 274: 47-66.
  • Spalik, K., Downie S.R. 2007. Intercontinental disjunctions in Cryptotaenia (Apiaceae, Oenantheae): an appraisal using molecular data. Journal of Biogeography 34: 2039-2054.
  • Spalik K., Downie S.R. 2006. The evolutionary history of Sium sensu lato (Apiaceae): dispersal, vicariance, and domestication as inferred from ITS rDNA phylogeny. American Journal of Botany 93: 747-761.