Mikroevolution von Wildreben

Unsere Wildrebensammlung im Botanischen Garten ist nicht nur schön anzusehen, sondern erweist sich immer mehr als genetische Schatzkammer für neue Strategien im nachhaltigen Pflanzenschutz.

 

Worum geht es?

Wildreben sind wertvolle genetische Resourcen für die Entwicklung neuer und nachhaltiger Strategien im Pflanzenschutz. Im Botanischen Garten haben wir daher eine umfangreiche Kollektion interessanter Wildreben aufgebaut, darunter eine vollständige genetische Kopie der in Deutschland noch vorhandenen genetischen Diversität der Europäischen Wildrebe (Vitis vinifera ssp. sylvestris). In unserer Wildrebenpopulation haben wir auch schon spannende Resistenzfaktoren gegenüber einer Reihe von Rebenkrankheiten nachweisen können. Die Mechanismen sind zum großen Teil noch unerforscht. Daher werden in verschiedenen Kooperationsprojekten die zugrunde liegenden Gene analyisert.

Projektthema

Um diese neuartigen Resistenzgene aufspüren zu können, sind vor allem Unterschiede zwischen Individuen innerhalb einer Art wichtig. In unserem Fall ist das vor allem die Europäische Wildrebe, wir haben aber auch für außereuropäische Reben Individuen einer Art, die sich unterscheiden. Um diese Unterschiede richtig einordnen zu können, ist es jedoch wichtig, die Verwandtschaftsverhältnisse zu kennen. Da die Gattung Vitis sehr umfangreich, morphologisch variabel und sehr hybridisierungs-freudig ist, ist dies kein triviales Thema und bedarf des Einsatzes von molekularen Markern. Wir haben in der Vergangenheit eine molekulare Phylogenie der kompletten Gattung Vitis (Tröndle et al. 2010) erstellt, aber die dabei eingesetzten Marker waren plastidär, werden daher nur maternal vererbt und erlauben es nicht, Hybridisierungen aufzuspüren. Es werden nun daher kerncodierte, hochauflösende SSR-Mikrosatellitenmarker eingesetzt.

Methodik

Von den zu untersuchenden Individuen aus unserer Sammlung im Botanischen Garten wird ein wenig Blattmaterial entnommen und daraus genomischen DNS isoliert. Dann werden daraus verschiedene hochauflösende SSR-Mikrosatellitenmarker über PCR amplifiziert. Die Länge der Amplifikate wird durch Sequenzierung bestimmt. Aus den Längenwerten lassen sich genetische Distanzen zwischen den verschiedenen Individuen bestimmen, die dann in eine Distanzmatrix überführt werden, woraus dann eine Phylogenie konstruiert werden kann. Da für viele der Individuen schon detaillierte morphologische, zelluläre und phytopathologische Daten vorliegen, kann man auch nach Korrelationen suchen, um so mögliche informative Marker zu identifizieren.

Betreuung

M. Sci. Ioana Valea

Plätze

  • 2 Studierende im Master (als F2, anschliessendes F3 möglich)
  • 1 Studierender im Bachelor (als Modul 8)

Publikationen

79. Tröndle D, Schröder S, Kassemeyer HH, Kiefer C, Koch MA, Nick P (2010) Molecular Phylogeny of the Genus Vitis Based on Plastidic Markers. Am J Bot 97, 1168-1178 - pdf