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Projekt
TaxonOMICS australischer Chenopodiaceae: eine facettenreiche Studie zur Analyse einer der schwierigsten australischen Pflanzenfamilien
Antragstellerin
Professorin Dr. Gudrun Kadereit
Fachliche Zuordnung
Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 350360458
Unser Projekt testet und optimiert universelle molekulare und bioinformatische Methoden zur vereinfachten Exploration und Beschreibung von Biodiversität. Bisher haben wir einen modifizierten RADseq-Ansatz zur phylogenetischen Analyse junger, diverser Artkomplexe entwickelt. Dieser Ansatz löst analytische Probleme mit klassischen RAD Daten durch tiefes Sequenzieren einer DNA-Bibliothek aus mehreren Tausend 300-600 bp langen Loci. So sind zusätzlich zu klassischen ML- und SNP-basierten- auch coalescent-based two-step summary-Methoden anwendbar, um daraus Artbäume abzuleiten. Darüber hinaus haben wir einen umfassenden Datenanalyse-Ansatz entwickelt, um ein exaktes de novo-Clustering zu gewährleisten, begleitet von weiteren Filterschritten und schließlich vergleichenden phylogenetischen Analysen. Unser Labor hat diesen Ansatz, außer an unserer Untersuchungsgruppe den australischen Camphorosmeae, auch an einer Vielzahl anderer, eng verwandter Pflanzengruppen erfolgreich getestet. Der molekulare Ansatz zum Verständnis der Diversifizierung der Camphorosmeae wird durch Bildklassifizierung ergänzt, um die Identifikation von Taxa im Feld zu erleichtern. Eine Pilotstudie zu neuronalen Netzwerkarchitekturen an den morphologisch diversen australischen Camphorosmeae lieferte vielversprechende Ergebnisse. In Kooperation mit unseren internationalen Experten können wir in der zweiten Runde von SPP Taxon-Omics unsere Untersuchungen auf die taxonomisch schwierigen Gattungen Atriplex und Tecticornia ausweiten, und so fast 80% der australischen Chenopodiaceae abdecken. Durch die spezifischen Anforderungen der verschiedenen Untersuchungsgruppen werden wir auch das molekulare Spektrum zur Artabgrenzung erweitern. Zur Auftrennung von Linien in Atriplex und den Camphorosmeae wird hyRAD-capturing (Suchan et al. 2017) in unser llddRADseq-Protokoll einfließen. Außerdem werden wir einen speziellen Hyb-Seq-Ansatz verwenden, um die ungeklärten Artenkomplexe in Tecticornia aufzulösen. Beides eignet sich für phylogenetische Studien mit degradierter DNA aus umfangreichen musealen Sammlungen. Neben der verfeinerten Bildklassifizierung der Camphorosmeae planen wir eine Pilotstudie zu Atriplex mit Bildern von Herbarbelegen und aus dem Feld. Dieses Werkzeug erweitern wir mit bereits online verfügbaren Schlüsseln, die ihrerseits sowohl Bilder als auch detaillierte Beschreibungen enthalten. Dafür müssen diese entsprechend der neuen, auf unseren phylogenetischen Untersuchungen basierenden Taxonomie aktualisiert werden. Die Kombination dieser molekularen und bioinformatischen Ansätze wird nicht nur die komplexe Evolution unserer Untersuchungsgruppen aufklären und ihre herausfordernden Artkomplexe entschlüsseln, sie dient auch der nächsten Generation von Taxonomen als nachhaltige Ressource zur Erkundung der atemberaubenden Biodiversität Australiens.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
