Genomanalyse bei Bäumen

Federführendes Institut FG Institut für Forstgenetik

Strukturelle und funktionelle Analyse des Genoms von Waldbäumen

Bäume sind durch eine Vielzahl spezifischer Eigenschaften, wie Langlebigkeit und intensive Holzbildung charakterisiert, die unter strenger genetischer Kontrolle stehen.

Hintergrund und Zielsetzung

Es ist zu erwarten, dass mehrere Gene an den genannten Prozessen beteiligt sind. Die Zielsetzung dieser Aufgabe ist die Isolierung und Charakterisierung von regulatorischen und anderen Gensequenzen, die spezifisch für Bäume sind. Für die Untersuchungen stehen Vertreter der Gattung Populus (Pappeln) zur Verfügung.

Vorgehensweise

Pappeln können als ein Modellsystem für Bäume aufgefasst werden, da diese Pflanzen über ein relativ kleines Erbgut (Genom) verfügen und gleichzeitig der gentechnischen Veränderung über das Agrobacterium tumefaciens-System leicht zugänglich sind. Als dritte Pflanzenart überhaupt nach Arabidopsis und Reis, ist für die Pappel die Totalsequenz des gesamten Erbguts bekannt. Diese Informationen dienen als Basis für die geplanten Untersuchungen.

Vorläufige Ergebnisse

Der Ansatz leitet sich aus den Ergebnissen früherer Arbeiten ab. Dort wurde zum ersten Mal gezeigt, dass die gentechnische Übertragung eines Transposons (Ac aus Mais) in das Genom von Pappeln möglich ist, und dass Ac seine ursprüngliche Position im Konstrukt verlassen und sich irgendwo im Genom re-integrieren kann (Transposition). Weiterhin wurde festgestellt, dass eine Transposition von Ac in den nun sechs Jahre alten transgenen Pflanzen immer noch stattfindet.; ; Nach Transformation mit Ac wurde

Thünen-Ansprechperson

PD Dr. Matthias Fladung

Telefon

+49 4102 696 107

matthias.fladung@thuenen.de

FG Institut für Forstgenetik

Thünen-Beteiligte

Zeitraum

Daueraufgabe 2.2000

Weitere Projektdaten

Projektstatus: läuft

Publikationen zum Projekt

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Wehenkel C, Hernández-Díaz JC, Hernández-Velasco J, Simental-Rodríguez SL, Porth I, Goessen R, González-Elizondo MS, Fladung M, Groppe K, Jaramillo-Correa JP, Olivas-García JM, Gernandt DS, Martínez-Ávalos JG, Carrillo-Parra A, Mendoza-Maya E, Sáenz-Romero C, Blanco-García A (2024) Mexican Populus tremuloides Michx: Adaptation to climate change under extreme heterozygote excess. In: Porth I, Klápšte J, McKown A (eds) The poplar genome. Cham: Springer, pp 183-190, DOI:10.1007/978-3-031-50787-8_9
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Mosca E, Cruz F, Gomez-Garrido J, Bianco L, Rellstab C, Brodbeck S, Csillery K, Fady B, Fladung M, Fussi B, Gömöry D, González-Martínez SC, Grivet D, Gut M, Hansen OK, Heer K, Kaya Z, Krutovsky KV, Kersten B, Liepelt S, et al (2019) A reference genome sequence for the European silver fir (Abies alba Mill.): A community-generated genomic resource. G3 Genes Genomes Genetics 9(7):2039-2049, DOI:10.1534/g3.119.400083
https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn061097.pdf
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Hernández-Velasco J, Hernández-Díaz JC, Fladung M, Cañadas-Lopez A, Prieto-Ruiz JA, Wehenkel C (2017) Spatial genetic structure in four Pinus species in the Sierra Madre Occidental, Durango, Mexico. Can J Forest Res 47:73-80, DOI:10.1139/cjfr-2016-0154
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Ortiz-Olivas ME, Hernández-Díaz JC, Fladung M, Cañadas-Lopez A, Prieto-Ruiz JA, Wehenkel C (2017) Spatial genetic structure within and among seed stands of Pinus engelmannii Carr. and Pinus leiophylla Schiede ex Schltdl. & Cham, in Durango, Mexico. Forests 8:22, DOI:10.3390/f8010022
https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn058175.pdf
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Kersten B, Faivre Rampant P, Mader M, Le Paslier M-C, Bounon R, Berard A, Vettori C, Schröder H, Leplé J-C, Fladung M (2016) Genome sequences of Populus tremula chloroplast and mitochondrion: Implications for holistic poplar breeding. PLoS One 11(1):e0147209, DOI:10.1371/journal.pone.0147209
https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn056232.pdf
5
Mader M, Le Paslier M-C, Bounon R, Berard A, Faivre Rampant P, Fladung M, Leplé J-C, Kersten B (2016) Whole-genome draft assembly of Populus tremula x P. alba clone INRA 717-1B4. Silvae Genetica 65(2):74-79, DOI:10.1515/sg-2016-0019
https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn059214.pdf
6
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
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Kersten B, Voß M-M, Fladung M (2015) Development of mitochondrial SNP markers in different Populus species. Trees 29(2):575-582, DOI:10.1007/s00468-014-1136-5
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Fladung M (2014) Prospects of using a modified Ac/Ds transposon system from maize for activation tagging in the tree species Populus. In: Ramawat KG, Mérillon J-M, Ahuja MR (eds) Tree biotechnology. Boca Raton: CRC Press ; Taylor & Francis, pp 469-482
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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