Regulatorische Architektur und Variation der Genexpression in Wild- und Kulturgerste

• Antragsteller: Dr. Martin Mascher, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281435309

Die intraspezifische Variation der Regulation von Genexpression steht in Zusammenhang mit der Domestikation von Kulturpflanzen und deren Adaptation an Stressbedingungen. Neue Entwicklungen bei der Genomforschung von Getreiden haben es ermöglicht, Genexpression genomweit zu quantifizieren und genregulatorische Variation in genetisch diversem Pflanzenmaterial zu untersuchen. Das beantragte Projekt hat zum Ziel festzustellen, ob die Domestikation der Gerste von einer Verminderung der genregulatorischer Variation und damit einhergehender reduzierter Variabilität der Stressantwort des Transkriptoms begleitet war. Mithilfe von Hochdurchsatzsequenzierung werden wir die allel-spezifische Expression im Keimlingsgewebe von jeweils vier Wild- und Kulturgersten sowie ihrer F1-Hybriden mit einem Referenzgenotyp messen, um zu untersuchen, wie stark Domestikation das Gerstentranskriptom umgestaltet hat und wie sich regulatorische Variationsmuster zwischen Wild- und Kulturgersten unterscheiden. Indem wir Expressionsdaten von Keimlingen unter Kältestress und Kontrollbedindungen vergleichen, werden wir erforschen, wie abiotischer Stress die Regulation der Genexpression in Kultur- und Wildgerste moduliert. Unsere Ergebnisse werden auf einer genomweiten Skala Aufschluss geben über die relativen Beitrag von cis- und trans-Effekten zur Genregulation bei Gerste und ihren Zusammenhang mit genetischer Diversität und Genomevolution. Ein besseres Verständnis der regulatorischen Architektur der Genexpression wird die Nutzmachung von Wildakzessionen in der Pflanzenzüchtung fördern und dazu beitragen, die molekularen Grundlagen von Heterosis in Gerste aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen