Forschungsprojekt

Natürliche Wachstumsdiversität unter wechselnden Umweltbedingungen und QTL Detektierung mittels Kopplungs- und Assoziationskartierung in Arabidopsis

 

Die weltweite Arabidopsis Population ist an viele unterschiedliche Wachstumsbedingungen angepasst sind und zeigt eine große Variation in zahlreichen Merkmalen wie Morphologie, Stresstoleranz, Blühzeitpunkt, Sameninhaltsstoffe, und Wassernutzungseffizienz. Die Analyse quantitativer Merkmalsgenorte (quantitative trait loci, QTL) stellt einen leistungsfähigen Ansatz dar, um Gene zu kartieren, die an diesen komplexen Merkmalen beteiligt sind.

Wir nutzen QTL-Analysen, um genetische Faktoren identifizieren, die Pflanzenwachstum unter wechselnden Umweltbedingungen kontrollieren. Für diesen Zweck haben wir unterschiedliche Kartierungspopulationen erstellt und genotypisiert: fünf Populationen rekombinanter Inzuchtlinien (RIL) aus reziproken Kreuzungen von C24 mit Col‑0 (Törjek et al. 2006), Ak-1, Bch, Nd und Ler; zwei reziproke Sets von Introgressionslinien (ILs) der Kombination C24/Col‑0 (Törjek et al. 2008); und eine Sammlung von 450 unterschiedlichen Arabidopsis Akzessionen, genotypisiert mit 250.000 SNP-Markern, für Assoziationskartierungen.

Das Wachstumsverhalten dieser Populationen wird unter kontrastierenden oder variablen Umweltbedingungen wie erhöhte Lichtintensität, wechselnde Temperatur, begrenztes Wasser- oder Nährstoffangebot, untersucht. Dabei werden Daten zu Blattfläche, Wachstumsraten, Wassergehalt, Biomasseakkumulierung oder Wurzelarchitektur erhoben, und anschließend in Kopplungs- oder Assoziationsanalysen mit den entsprechenden Markerdaten verrechnet. Auf diese Weise konnten QTL bestimmt werden, die Biomasseakkumulierung sowohl unter Langtag- als auch Kurztagbedingungen beeinflussen. Durch Assoziationskartierung wurden Kandidatengene für Wachstum unter vermindertem Stickstoffangebot identifiziert.