Forschungsgebiete
Leitung: PD Dr. Renate Schmidt
Genetische Analyse von Sameneigenschaften in Arabidopsis thaliana
Unser Interesse liegt im Studium von genetischen Faktoren, welche die Eigenschaft Samenertrag in Arabidopsis thaliana beeinflussen. Dazu erfassen wir Merkmale wie beispielsweise Samengewicht, Samengröße, Samenzahl pro Schote und Samenertrag pro Pflanze in Populationen rekombinanter Inzuchtlinien sowie nah-isogener Linien. Loci von Bedeutung für diese Eigenschaften werden durch QTL-Kartierung identifiziert. Um erste Einsichten zu gewinnen, welche Faktoren den Eigenschaften von Interesse zugrundeliegen, haben wir genomweite Transkriptprofile für ein definiertes Stadium der Samenentwicklung für rekombinante Inzuchtlinien erstellt und zur Identifikation von Genexpressions-QTL genutzt. Diese Arbeiten leisten einen Beitrag zum IPK-Forschungsschwerpunkt FSP4 "Wachstum und Stoffwechsel".
Transgensilencing in Arabidopsis thaliana
Inaktivierung (Silencing) eingeführter Gene wird in transgenen Pflanzen häufig beobachtet. Durch eine systematische Analyse der Transgenausprägung in Arabidopsis thaliana konnten wir zeigen, dass übermäßige Transkriptmengen die post-transkriptionelle Genstilllegung auslösen (S-PTGS). Je höher die Ausprägung der eingeführten Transgene, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass S-PTGS früh in der pflanzlichen Entwicklung ausgelöst wird. Die Untersuchung von Nachkommen der Pflanzen mit stillgelegten Transgenen ergab, dass der inaktivierte Zustand der Transgenkopien nicht vererbt wird, sondern erst im Laufe der Entwicklung der Nachkommenpflanzen erneut etabliert wird. Um den Einfluss natürlicher Variation auf diesen Prozess zu analysieren, erfassen wir die Sequenzvariation von Genen, die bei S-PTGS und/oder anderen RNA-Silencingwegen eine Rolle spielen. Weiterhin analysieren wir S-PTGS in Introgressionslinien zur Identifizierung und Charakterisierung von Silencing-Modulatoren in den Genomen von Arabidopsis thaliana Akzessionen.
Die Bedeutung von Duplikationen im Rapsgenom
Polyploidie ist weit verbreitet im Pflanzenreich; daher ist es unser Interesse das Schicksal duplizierter Regionen im Laufe der Evolution zu verfolgen. Wir nutzen die allopolyploide Art Brassica napus (Raps), um in bestimmten Bereichen des Rapsgenoms die Anordnung, Struktur und Expression duplizierter Gene zu untersuchen. Eine PCR-basierte Screening-Plattform einer Raps-BAC-Bibliothek erlaubt uns dabei den schnellen Zugriff auf die gewünschten Regionen des Rapsgenoms. Weiterhin erfassen wir die allele Diversität ausgewählter Gene in verschiedenen Rapsakzessionen.
Publikationen
Boudichevskaia A, Cao H X, Schmidt R:
Tailoring high-density oligonucleotide arrays for transcript profiling of different Arabidopsis thaliana accessions using a sequence-based approach. Plant Cell Rep. 36 (2017) 1323-1332. https://dx.doi.org/10.1007/s00299-017-2157-5
Jiang Y, Schmidt R H, Zhao Y, Reif J C:
A quantitative genetic framework highlights the role of epistatic effects for grain-yield heterosis in bread wheat. Nat. Genet. 49 (2017) 1741-1746. https://dx.doi.org/10.1038/ng.3974
Knoch D, Riewe D, Meyer R C, Boudichevskaia A, Schmidt R, Altmann T:
Genetic dissection of metabolite variation in Arabidopsis seeds: evidence for mQTL hotspots and a master regulatory locus of seed metabolism. J. Exp. Bot. 68 (2017) 1655-1667. https://doi.org/10.1093/jxb/erx049
Analysis of sense transgene-induced gene silencing in introgression lines reveals thepresence of silencing modulators in Arabidopsis thaliana accession genomes. (PhD Thesis) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät I Biowissenschaften (2017) 168 pp.
Schmidt R, Boudichevskaia A, Cao H X, He S, Meyer R C, Reif J C:
Extracting genotype information of Arabidopsis thaliana recombinant inbred lines from transcript profiles established with high-density oligonucleotide arrays. Plant Cell Rep. 36 (2017) 1871-1881. https://dx.doi.org/10.1007/s00299-017-2200-6
Tran T D, Šimková H, Schmidt R, Doležel J, Schubert I, Fuchs J:
Intergenomic single nucleotide polymorphisms as a tool for bacterial artificial chromosome contig building of homoeologous Brassica napus regions. BMC Genomics 15 (2014) 560. https://dx.doi.org/10.1186/1471-2164-15-560
Kempe K, Boudichevskaia A, Jerchel R, Pescianschi D, Schmidt R, Kirchhoff M, Schachschneider R, Gils M:
Perspectives on genetics and genomics of the Brassicaceae (Chinese translation from English language edition 2011). In: Schmidt R, Bancroft I (Eds.): Genetics and genomics of the Brassicaceae (Chinese translation from English language edition 2011). (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2013) ISBN 978-1-441-97117-3, 617-632.
Schmidt R, Bancroft I (Eds.):
Genetics and genomics of the Brassicaceae (Chinese translation from English language edition 2011). (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2013) ISBN 978-1-441-97117-3, 677 pp.
Town C, Schmidt R, Bancroft I:
Comparative genome analysis at the sequence level in the Brassicaceae (Chinese translation from English language edition 2011). In: Schmidt R, Bancroft I (Eds.): Genetics and genomics of the Brassicaceae (Chinese translation from english language edition 2011). (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2013) ISBN 978-1-441-97117-3, 171-194.
Meyer R C, Witucka-Wall H, Becher M, Blacha A, Boudichevskaia A, Dörmann P, Fiehn O, Friedel S, von Korff M, Lisec J, Melzer M, Repsilber D, Schmidt R, Scholz M, Selbig J, Willmitzer L, Altmann T:
Perspectives on genetics and genomics of the Brassicaceae. In: Schmidt R, Bancroft I (Eds.): Genetics and genomics of the Brassicaceae. (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2011) ISBN 978-1-441-97117-3, 617-632. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-4419-7118-0_23
Schmidt R, Bancroft I (Eds.):
Genetics and genomics of the Brassicaceae. (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2011) ISBN 978-1-441-97117-3, 677 pp.
Town C, Schmidt R, Bancroft I:
Comparative genome analysis at the sequence level in the Brassicaceae. In: Schmidt R, Bancroft I (Eds.): Genetics and genomics of the Brassicaceae. (Series: Plant genetics and genomics: crops and models, Vol. 9) New York, NY [u.a.]: Springer (2011) ISBN 978-1-441-97117-3, 171-194. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-4419-7118-0_6
Fischer U, Kuhlmann M, Pecinka A, Schmidt R, Mette M F:
Ecke W, Lange M, Schmidt R, Bach K, Dietrich E, Snowdon R, Link K, Ouzunova M, Breuer F, Stelling D, Hauska D, Leckband G, Dreyer F, Detering J, Duscherer P, Horn W, Tuvesson S:
GABI-Bridge: Die Brücke von Sequenz zu Ölgehalt und Resistenz: DNA-Unterschiede kontrollieren agronomisch wichtige Merkmale bei Raps. GenomXPress Sonderausgabe März (2007) 32.
Nasrallah J B, Liu P, Sherman-Broyles S, Schmidt R, Nasrallah M E:
Bancroft I, Barnes S, Li J, Meng J, Qiou D, Schmidt R, Trick M, Wilmer J:
Establishment of an integrated marker system for oilseed rape breeding (IMSORB). In: Lim Y P (Ed.): Proceedings of the joint meeting of the XIVth Crucifer Genetics Workshop and IVth ISHS Symposium on Brassicas: Daejeon, Korea, October 24 - 28, 2004. (Series: Acta Horticulturae, Vol. 706) Leuven: ISHS (2006) ISBN 978-90-66054-45-5, 195-202.
Lysak M A, Berr A, Pecinka A, Schmidt R, McBreen K, Schubert I:
Qiu D, Morgan C, Shi J, Long Y, Liu J, Li R, Zhuang X, Wang Y, Tan X, Dietrich E, Weihmann T, Everett C, Vanstraelen S, Beckett P, Fraser F, Trick M, Barnes S, Wilmer J, Schmidt R, Li J, Li D, Meng J, Bancroft I:
Comparative structural genome analysis - transfer of data across species. In: Freitag J (Ed.): Plant genomics and bioinformatics expression micro arrays and beyond: a course book (European Training and Networking Activity). Potsdam-Golm: MPI-MPP (2006) 16-29.
Gene-Silencing in transgenen Pflanzen. Tätigkeitsbericht 2006. Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie. Potsdam. Max-Planck-Gesellschaft. In: Jahrbuch. München: MPG (2006)