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Aufklärung der Funktion und Evolution des Heterostylie-Supergens bei Primeln

Projekt


Förderkennzeichen: JKI-ZG-08-4190, 408296963
Laufzeit: 01.05.2019 - 30.04.2022
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Die Heterostylie bei Primeln ist eine Strategie zur Förderung des Auskreuzens, bei der Pflanzen Blüten mit langen Griffeln und kurzen Staubblättern oder kurzen Griffeln und langen Staubblättern bilden. Neben der umgekehrten Stellung der Blütenorgane wird das Auskreuzen durch eine Inkompatibilität verstärkt, die die Befruchtung zwischen Individuen einer Form verhindert. Beide Formen werden durch den S-Lokus als ein komplexes Supergen bestimmt, d.h. einen Chromosomenabschnitt mit mindestens fünf einzelnen Genen, die die verschiedenen Merkmale wie die Staubblattlänge bestimmen und sehr eng gekoppelt sind. Das Supergen wurde vor kurzem in Primula vulgaris sequenziert. Unser Verständnis der Funktion und Evolution von Supergenen wird durch den Mangel an identifizierten kausalen Genen behindert. Mit Ausnahme des Gens für die Griffellänge trifft dies auch auf Heterostylie zu. Daher wird dieses Projekt durch eine zeitgemäße Kombination neuer Sequenziertechniken und genetischer Analyse (1) die Funktion der anderen S-Lokus Gene bestimmen; (2) spezifische Hypothesen über ihren Wirkmechanismus testen; (3) die chromosomale Evolution des S-Lokus nachvollziehen; und (4) eine komparative Analyse von Heterostylie initiieren. Somit wird das Projekt bisher unerreichte Einblicke in ein klassisches Problem der Botanik und ein Modell für Supergene bei Pflanzen und Tieren liefern. Die Aufklärung der genetischen Ursachen des komplexen Befruchtungsmechanismuses Heterostylie und die Entwicklung entsprechender molekularer Marker schaffen moderne Züchtungsmethoden speziell für Zierpflanzen.

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