Sara Laura Šarančić

Obrana će se održati:

SRIJEDA, 03. prosinac 2025. godine u 10.00 sati

u dvorani BO6, PMF, Marulićev trg 20, Zagreb

Disertacija nosi naslov:

Genetic basis of adaptive divergence in amethyst meadow squill (Chouardia litardierei, Hyacinthaceae)

Genska osnova adaptivne divergencije livadnoga procjepka (Chouardia litardierei, Hyacinthaceae)

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

prof. dr. sc. Zlatko Liber, red. prof. u trajnom zvanju, Prirodoslovno- matematički fakultet, Zagreb

prof. dr. sc. Zlatko Šatović, red. prof. u trajnom zvanju, Agronomski fakultet, Zagreb

izv. prof. dr. sc. Ivana Buj, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Zamjena: izv. prof. dr. sc. Martina Grdiša, Agronomski fakultet,  Zagreb

Mentor: izv. prof. dr. sc. Ivan Radosavljević, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Summary:

Local adaptation in Chouardia litardierei (Asparagaceae), a geophytic perennial endemic to the western Balkans, demonstrates how sharp ecological contrasts drive genomic and phenotypic divergence. The species inhabits three ecologically distinct environments: flooded karst poljes, arid dolomite slopes, and coastal salt marshes, providing a natural system to study how environmental heterogeneity influences adaptive differentiation. As an initial step towards understanding the genomic basis of local adaptation, a chromosome-level reference genome was assembled. Subsequently, ddRAD sequencing was employed to genotype individuals from selected populations, enabling genome-wide association studies (GWAS), genome–environment association analyses (GEA), and population genetic analyses. GWAS revealed high heritability for several phenological and reproductive traits, underscoring their strong genetic basis, while GEA identified precipitation during the coldest quarter as a key climatic driver with the strongest influence on genetic variation. Phenological patterns in the common garden experiment showed substantial overlap in flowering time and vegetative growth across habitat types, indicating no consistent differences among populations. Morphometric analyses additionally indicated reduced clonal investment in dolomite populations. Population genetic analyses revealed partial genetic structuring, with dolomite populations forming a distinct cluster, while seashore and meadow populations remained genetically undistinguished, likely due to shared ancestry or gene flow. Rather than constituting discrete ecotypes, populations seem to diverge through trait-specific, localised responses to environmental pressures. Overall, these findings illustrate how contrasts in ecological conditions influence fine-scale patterns of genomic and phenotypic divergence in C. litardierei, providing valuable genomic resources and a framework for future investigations of plant adaptation in heterogeneous South-European landscapes.

Sažetak:

Lokalna prilagodba livadnog procjepka (Chouardia litardierei, Asparagaceae), geofitne višegodišnje biljke endemične za zapadni Balkan, oblikovana je djelovanjem izraženih ekoloških kontrasta koji utječu na njegovu genetsku i fenotipsku divergenciju. Vrsta nastanjuje tri ekološki izrazito kontrastna staništa: poplavljena krška polja, sušne dolomitne padine i slane priobalne močvare, čime predstavlja pogodan model za istraživanje utjecaja okolišne heterogenosti na adaptivnu divergenciju. Kao prvi korak prema razumijevanju genetske osnove lokalne prilagodbe, sastavljen je referentni genom na razini kromosoma, a zatim su sve jedinke iz odabranih populacija genotipizirane pomoću ddRAD sekvenciranja. Ovi genomski podaci omogućili su provođenje cjelogenomske studije povezanosti (engl. genome-wide association study, GWAS), analize povezanosti genoma i okoliša (engl. genome-envirionment association, GEA) te populacijsko-genetičkih analiza. GWAS analiza pokazala je visoke vrijednosti nasljednosti za više fenoloških i reproduktivnih svojstava, što upućuje na njihovu snažnu genetsku osnovu. GEA analizom izdvojena je količina oborina tijekom najhladnijeg tromjesečja kao klimatska varijabla s najznačajnijim utjecajem na genetsku varijaciju. Usporedno s time, fenološki obrasci uočeni tijekom vrtnog pokusa pokazali su znatno preklapanje u vremenu cvatnje i vegetativnog rasta među različitim tipovima staništa, što ukazuje na izostanak konzistentnih razlika među populacijama. Morfometrijske analize dodatno su pokazale smanjeni udio klonalnog razmnožavanja u populacijama s dolomitnih staništa. Populacijsko-genetičke analize pokazale su da populacije s dolomitnih staništa tvore zaseban genetski klaster, što se može objasniti dugotrajnom izolacijom, ekološkim stresom i ograničenim protokom gena, dok su priobalne i livadne populacije genetski ne razlikuju, vjerojatno zbog zajedničkog porijekla ili kontinuiranog protoka gena. Umjesto jasno definiranih ekotipova, pokazuju specifične odgovore na lokalne selekcijske pritiske. Ovo istraživanje pruža temeljne uvide u procese biljne adaptacije u kompleksnim mediteranskim staništima te osigurava vrijedne genomske resurse za buduća evolucijska istraživanja.