Analysis of phylogenetic relationships of Hordeum (Poaceae) polyploids
Final Report Abstract
In dem Projekt mit dem Ziel die Evolution der Polyploiden (4x, 6x) der Gattung Hordeum aufzuklären wurde die nukleäre Einzelgenregion TOPO6 als phylogenetischer Marker etabliert und verwendet um in Hordeum (i) die genetische Diversität in einzelnen Arten zu untersuchen und (ii) eine erste Hypothese über Verwandtschaftsverhältnisse in polyploiden zu etablieren. In einem weiteren Schritt wurden dann ein Chloroplastengen sowie 12 Kerngene mit next-generation sequencing (NGS) untersucht. Phylogenien der einzelnen und kombinierten Loci wurden mit unterschiedlichen Analysealgorithmen errechnet. Mit Hilfe dieser Verfahren konnten nun erstmals eine phylogenetische Hypothese für alle Arten der Gattung basierend auf mehreren Individuen für jede Art und multiplen Loci erstellt werden. Die Datierung der Knoten in dem phylogenetischen Baum zeigte, dass die Arten in Amerika alle sehr jung sind (~0.5 Millionen Jahre). Dies ermöglicht den Schluss, dass auch die meisten polyploiden Taxa sehr jung sein müssen und erst während der letzten 200.000 Jahre evolvierten. Es wurde eine Analysestrategie entwickelt, die auch kleineren molekular-systematisch arbeitenden Gruppen die Möglichkeit der Nutzung von NGS-Verfahren und koaleszenz-basierender Analysealgorithmen erschließt, ohne die Datenanalyse, durch Datenmenge und die Notwendigkeit von Programmierkenntnissen und Zugang zu leistungsstarken Großrechnern, zu kompliziert zu machen.
Publications
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(2010) Two extinct diploid progenitors were involved in allopolyploid formation in the Hordeum murinum (Poaceae: Triticeae) taxon complex. Mol. Phylogenet. Evol. 55: 650–659
Jakob SS, Blattner FR
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(2012) Progenitor-derivative relationships of Hordeum polyploids (Poaceae, Triticeae) inferred from sequences of TOPO6, a nuclear low-copy gene region. PLoS ONE 7: e33808
Brassac, Jonathan; Jakob, Sabine S. & Blattner, Frank R.
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(2015) Species-level phylogeny and polyploid relationships in Hordeum (Poaceae) inferred by next-generation sequencing and in silico cloning of multiple nuclear loci. Systematic Biology, Volume 64, Issue 5, 1 September 2015, Pages 792–808
Brassac, Jonathan & Blattner, Frank R.
