NGS Analyse für eine aufgelöste Phylogenie der Gattung Crocus L. (Iridaceae)

• Antragstellerin: Dr. Dörte Harpke
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327155231

Phylogenetische Untersuchungen der Gattung Crocus (Iridacaea, 200 Arten) zeigten, dass etliche taxonomische Gruppen para oder polyphyletisch sind. Des Weiteren wurden über 50 neue Arten beschrieben, die allerdings in den meisten Fällen nicht den bereits bestehenden taxonomischen Einheiten zugeteilt wurden. Leider konnten in den bisherigen phylogenetischen Untersuchungen die verwandtschaftlichen Verhältnisse der Gattung nicht ausreichend auflöst werden, so dass die Zugehörigkeit einiger Arten und Gruppen derzeit völlig unklar ist. Um eine hochaufgelöste Phylogenie zu erhalten, sollen im beantragen Projekt 25 Chloroplasten und Kernmarker mittels next generation sequencing (NGS) und Koalenszenzmethoden untersucht werden. Die Kombination der resultierenden aufgelösten Phylogenie mit den Ergebnissen unserer laufenden morphologischen Untersuchungen wird es uns ermöglichen die optimale Merkmalskombination für die Definition neuer taxonomischer Gruppen festzulegen. Wir wollen diese dann für (i) eine neue Klassifikation der Gattung nutzten. Sie wird damit den Rahmen einer neuen Gattungsmonographie bilden, an der wir bereits arbeiten. Die aufgelöste Phylogenie wird auch (ii) für die Klärung des geografischen Ursprungs der Gattung und ihrer Hauptlinien sowie für die Rekonstruktion von Artbildungs- und Ausbreitungsprozesse genutzt. Dies ist durch die Rekonstruktion der historischen Biogeografie und einer zeitlichen Abschätzung (Datierung) von Differenzierungsprozessen möglich. Die Differenzierungsprozesse sind in Crocus vermutlich auch stark durch Änderungen der Chromosomenzahlen (2n = 6 bis 70) durch Dysploidie beeinflusst. Um (iii) den Einfluss der Dysploidy auf Artbildungsprozesse zu untersuchen werden im Projekt Genomgrößen und Chromosomenzahlen im phylogenetischen Kontext betrachtet. Obwohl Dysploidie in den Angiospermen weit verbreitet ist, wurde sie bisher nur in sehr wenigen Gattungen genauer untersucht. Mit Crocus als weiteres Fallbeispiel könnte man generelle Einblicke über die Rolle von Dysploidie in der Pflanzenevolution gewinnen. Neben geografischer Isolierung und durch Dysploidie verursachten Reproduktionsbarrieren scheinen die Artbildungsprozesse innerhalb der Gattung auch durch Hybridisierungsereignisse verursacht worden zu sein. (iv) Rückschlüsse auf den Einfluss von polyploider und homoploider Hybridisierung werden mittels der Multilokusanalyse möglich sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen