Federführendes Institut

Arbeitsbereichsleiter

PD Dr. Matthias Fladung

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22927 Großhansdorf

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Marker für das Geschlecht in Aspen

Projekt

Entwicklung von Markern für geschlechtsspezifische Gene bei Pappeln zur Verwendung beim Aufbau von alternativen Sterilitäten

Die Mehrzahl der auf der Erde vorkommenden höheren Pflanzen ist hermaphroditisch oder zwittrig. Diese Pflanzen besitzen somit Blüten mit männlichen und weiblichen Organen. Weniger als 4% der Pflanzenarten sind jedoch diözisch oder zweihäusig. Ihre Individuen sind somit entweder männlich (produzieren nur Pollen) oder weiblich (entwickeln nur Eizellen).

Hintergrund und Zielsetzung

Die beiden Gattungen der Salicaceae, Salix und Populus, zählen zu den diözischen, verholzenden Angiospermen. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist, bei der Aspe (Zitterpappel, Populus tremula L.) molekulare Marker für männliche oder weibliche Pflanzen zu entwickeln. Zum einen sind solche Marker für populationsdynamische und –genetische Fragestellungen diözischer Arten von großer Bedeutung. Zum anderen ist die Kenntnis des Geschlechts von gentechnisch veränderten Pappelpflanzen, die in großangelegten Freilandversuchen getestet werden, äußerst wichtig.

Vorgehensweise

Bei dem in den Untersuchungen verwendeten Material handelt es sich um die Eltern sowie die Nachkommen zweier Kreuzungen zwischen der Europäischen (Populus tremula L.) und der Amerikanischen (Populus tremuloides Michx.) Aspe. Mittlerweile haben die Nachkommen die generative Phase erreicht, so dass eine Geschlechtsbestimmung anhand der Blüten möglich ist. Die Untersuchung des Pappelgenoms erfolgte mit Hilfe der AFLP-Technik. Die Eltern und die Nachkommen wurden zuerst in einer “Bulk-Segregant-Analyse“ dann in Einzelindividuenanalysen mit mehr als 200 verschiedenen Primer-Enzymkombinationen (PECs) getestet und auf Polymorphismen durchgesehen. Es wurden neun DNA-Fragmente identifiziert, die eine dem Geschlecht entsprechende Spaltung aufweisen. Drei dieser Fragmente wurden kloniert und sequenziert. Datenbankrecherchen ergaben, dass eines dieser Fragmente eine hohe Ähnlichkeit mit einer bereits bekannten Sequenz aufweist, die aus EST-Analysen von Pappelblüten cDNA-Bibliotheken stammt.

Ergebnisse

Bei dem in den Untersuchungen verwendeten Material handelt es sich um die Eltern sowie die Nachkommen zweier Kreuzungen zwischen der Europäischen (Populus tremula L.) und der Amerikanischen (Populus tremuloides Michx.) Aspe, die in den fünfziger Jahren am Institut für Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung in Großhansdorf durchgeführt wurden. Mittlerweile haben die Nachkommen die generative Phase erreicht, so dass eine Geschlechtsbestimmung anhand der Blüten möglich ist.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Geldgeber

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

3.2001 - 10.2009

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen zum Projekt

Anzahl der Datensätze: 4

  1. Fladung M, Hönicka H, Kersten B (2016) Baumblüte im ersten Jahr. Forschungsfelder
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 1423 KB
  2. Pakull B, Kersten B, Lüneburg J, Fladung M (2015) A simple PCR-based marker to determine sex in aspen. Plant Biol 17(1):256-261, DOI:10.1111/plb.12217
  3. Kersten B, Pakull B, Groppe K, Lüneburg J, Fladung M (2014) The sex-linked region in Populus tremuloides Turesson 141 corresponds to a pericentromeric region of about two million base pairs on P. trichocarpa chromosome 19. Plant Biol 16(2):411-418, DOI:10.1111/plb.12048
  4. Kersten B, Pakull B, Fladung M (2012) Mapping of the sex trait and sequence analysis of two linked genomic regions in Populus tremuloides. ScienceMed 3(3):203-210