The worldwide endoparasite family Apodanthaceae (Cucurbitales): Its natural history, biogeography, taxonomy, and plastid genome

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Sabine Renner
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Pflanzenphysiologie ; Systematik und Morphologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 235565135

Innerhalb der Blütenpflanzen entstand Parasitismus mindestens 11-mal, in vier dieser Fälle kam es zum Endoparasitismus bei dem die Parasiten nur zum Blühen und Fruchten aus dem Wirt herauswachsen. Die klarsten Anpassungen von Parasiten sind der Verlust der Blätter und Photosynthese-Fähigkeit sowie ihr molekularer Austausch mit dem Wirt, einschließlich Proteinen und Aminosäuren. Wie erwartet kommen die meisten bekannten Fälle von horizontalem Genaustausch bei Viridiplantae daher von Parasiten und ihren Wirten. Genom-Studien befassen sich bisher vorwiegend mit Plastiden exoparasitischer Cuscuta und Orobanchaceen; nur ein endoparasitisches Genom ist untersucht (Rafflesia cantleyi, Xi et al., 2012). Im vorliegenden Projekt geht es um die endoparasitische Familie Apodanthaceae (Cucurbitales), eine weltweite Gruppe von 18 Arten mit winzigen Blüten (5 mm), die zumeist auf Fabaceen parasitiert und zu deren Biologie wir Daten in Australien, Zimbabwe und im Iran gesammelt haben. Partiell analysierte Illumina/Solexa- und 454-Daten einer australischen und einer afrikanischen Arten zeigen drastischere Plastiden-Genverluste als in allen bisher analysierten Blütenpflanzen. Im Projekt wollen wir (i) einen Stammbaum für die Apodanthaceae berechnen, wobei ein neuer Ansatz für dessen Datierung benutzt werden soll, (ii) die Plastiden-Genomevolution der Apodanthaceae vergleichend analysieren, und (iii) nach horizontal erworbenen Genomabschnitten suchen. Wir haben zudem c. 450 Aufsammlungen der gesamten Familien aus den relevanten Herbarien ausgeliehen, um Art- und Gattungs-Abgrenzungen, geographische Verbreitungen und Wirtspezifität zu studieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen