DFG-Projekt TaxGen zur Genomik der Geschlechtsdeterminierung in Eiben
Zweige einer weiblichen Eibe im Herbst. Die Samen sind von einem roten Arillus umgeben.
Die sexuelle Spezifikation von Pflanzen begeistert Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten. Eine der wichtigen Fragen dabei ist: Welche genetische Basis hat die Geschlechtsdeterminierung in den verschiedenen zweihäusigen Pflanzenarten? In der nahen Vergangenheit haben Fortschritte in der Hochdurchsatz-Sequenzierung für diverse zweihäusige Bedecktsamer faszinierende Antworten auf diese Frage gegeben und gezeigt, dass auch einzelne Gene als Master-Regulatoren in der Geschlechtsdeterminierung wirken können (z.B. in Diospyros und Populus). Diese Erkenntnis unterstützt Ein-Faktor-Modelle der Geschlechtsdeterminierung, denen klassische Zwei-Faktoren-Modelle gegenüberstehen.
Die außergewöhnlich großen Genome von Nacktsamern (Eibe: ca. 11 Gb) erschweren Sequenzierungen im Vergleich zu den meist kleineren Genomen der Bedecktsamer. Unser Projektpartner, das DRESDEN-concept Genome Center, wird hochakkurate und lange Sequenzen von einer männlichen und einer weiblichen Eibe produzieren und Chromosomen-basierte Referenzgenome erzeugen. Zusätzlich werden Daten aus der RNA-Sequenzierung mit langen Sequenzen von ausgewählten Geweben der Eiben benutzt, um die Gene dieser Referenzgenome zu identifizieren und deren Funktion vorherzusagen. Durch die Resequenzierung von weiteren männlichen und weiblichen Individuen soll anschließend der geschlechtsdeterminierende Bereich im Genom der Eibe bestimmt werden. Quantitative RNA-Sequenzierungen sollen die Suche nach den geschlechtsdeterminierenden Genen unterstützen. Basierend auf den jeweiligen geschlechtsspezifischen Bereichen im Genom von männlichen und weiblichen Eiben sowie auf den geschlechtsdeterminierenden Genen ist die Entwicklung molekularer Marker geplant, die eine Geschlechtsbestimmung der Eibe bereits vor der sexuellen Reife erlauben, welche erst nach über 15 Jahren eintritt. Diese Marker wären u.a. im Rahmen der Ausweisung von Generhaltungsflächen der Eibe sehr hilfreich, da hierbei Bestände mit ausgeglichenem Geschlechterverhältnis wünschenswert sind.
Weitere Informationen zum Projekt TaxGen auf der Projektseite.
