Plastizitaet einer sich ausbreitenden Brassicaceae und Einfluss auf natuerliche Gegenspieler

• Antragstellerin: Professorin Dr. Caroline Müller
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265141944

Biologische Invasionen von Pflanzen wurden bisher vor allem in sich transozeanisch ausbreitenden Arten untersucht, wohingegen ueber Arten, die sich innerhalb eines Kontinents ausbreiten, relative wenig bekannt ist. Dabei koennte es beispielsweise durch Klimaveraenderungen zu einem zunehmenden Anstieg solcher sich intrakontinental ausbreitenden Arten kommen. Die sich intrakontinental ausbreitenden Arten sind vermutlich, im Gegensatz zu den sich transkontintental ausbreitenden Arten, nicht komplett von natuerlichen Feinden befreit, wobei sich die Gemeinschaft der Feinde dennoch zwischen den nativen und nicht-nativen Verbreitungsgebieten unterscheiden koennte. Ausserdem zeigen invasive Arten moeglicherweise eine hohe phaenotypische Plastizitaet und unterscheiden sich in chemischen und morphologischen Eigenschaften in Abhaengigkeit der Nitratverfuegbarkeit. In diesem Projekt soll untersucht werden, I. wie sich Populationen einer sich ausbreitenden Art genetisch voneinander unterscheiden, II. welchen Einfluss der Pflanzenursprung und die Nitratduengung auf Wachstum und Verteidigung des Sprosses und der Wurzeln haben und III. wie sich die verschiedenen Pflanzeneigenschaften auf interagierende Organismen auswirken (Blattherbivoren, Blatt-infizierende Pilze, Wurzelherbivoren). Als Modellsystem soll die Brassicaceae Bunias orientalis dienen, die sich in Westeuropa ausbreitet und insbesondere fruchtbare und gestoerte Standorte besiedelt. Um die genetische Variation und die phaenotypische Plastizitaet von B. orientalis zu charakterisieren, werden Pflanzen verschiedenener Populationen aus dem nativen, exotischen und invasiven Verbreitungsgebiet am gleichen Standort unter zwei Nitratduengestufen aufgezogen. Die genetische Diversitaet innerhalb und zwischen Populationen wird mittels amplified fragment length polymorphism bestimmt. Die konstitutive Abwehr und Wachstum von sowohl Spross- als auch Wurzelgewebe wird umfassend mittels Vermessen diverser morphologischer und chemischer Parameter charakterisiert. Die Relevanz von gemessenen Unterschieden in Verteidigungs- und Wuchssyndromen der Pflanzen wird in den folgenden zwei Ansaetzen bestimmt: In einem Freilandexperiment wir die natuerlich vorkommende Zusammensetzung der Herbivoren und Pathogene auf den verschiedenen Pflanzen ueber zwei Jahre aufgenommen. In einer Laborstudie wird die Resistenz der Pflanzen unterschiedlichen Ursprungs und unterschiedlicher Duengung gegenueber einem Blattherbivoren, einem Blatt-infizierenden Pilz und einem Wurzelherbivoren als potentiellen Feinden bestimmt. Die verschiedenen Teilbereiche dieses Projekts werden miteinander in Bezug gesetzt um herauszuarbeiten, welche Pflanzeneigenschaften am entscheidensten fuer die Interaktionen mit den potentiellen Feinden sind. Die Hypothese ist, dass besonders diverse Pflanzenpopulationen am besten gegen Feinde geschuetzt sein sollten und dass diese Diversitaet eine wichtige Erfolgsstrategie invasiver Pflanzen sein koennte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen