Die Rolle inter-spezifischer Hybridisierung für den Invasionserfolg der Thuiller-Flockenblume (Centaurea x moncktonii) in Nordamerika

• Antragstellerin: Dr. Susanne Lachmuth
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung in 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 364469010

Biologische Invasionen stellen eine der Hauptursachen für Verluste von Biodiversität und Ökosystemfunktionen dar. Gleichzeitig sind sie hervorragende Modellsysteme zur Beantwortung fundamentaler ökologischer und evolutionärer Fragen. Auch die Entwicklung optimaler Managementstrategien erfordert ein mechanistisches Verständnis der ökologischen und evolutionären Prozesse, die Invasionsdynamik und –erfolg bestimmen. Das geplante Projekt adressiert die Rolle von inter-spezifischer Hybridisierung, genomischer Vermischung („genomic admixture“) und Variation in der Genomgröße als Mechanismen, die potentiell die Evolution von quantitativen phänotypischen Merkmalen fördern, die zur Invasivität einer Pflanzenart beitragen. Das Untersuchungssystem, der Centaurea x moncktonii (Thuiller-Flockenblume) Hybridkomplex, umfasst eine Gruppe von Parentalarten und deren Hybriden, die nativ in Eurasien verbreitet sind und sich in Nordamerika rapide invasiv ausbreiten. C. x moncktonii kommt inzwischen in einem großen Teil der Vereinigten Staaten vor und verursacht schwerwiegende ökologische und ökonomische Schäden. Wir werden Untersuchungen der Variation in genomischen und quantitativen Merkmalen kombinieren um:1) Die genomische Zusammensetzung und den Grad der Hybridisierung von hochinvasiven Populationen aus dem Nordosten der Vereinigten Staaten zu beschreiben;2) Variation in der Genomgröße und quantitativen Merkmalen in Beziehung zur genomischen (Sequenz-) Variation und taxonomischen Identität der untersuchten Individuen zu setzen;3) Zu klären ob Individuen mit einem hohen Grad genomischer Vermischung Merkmale ausbilden, die nachweislich mit einer hohen Invasivität assoziiert sind;4) Zu untersuchen, ob Individuen mit einer geringen Genomgröße Merkmale ausbilden, die nachweislich mit einer hohen Invasivität assoziiert sind.Zusammenfassend wird dieses Projekt eine erste Beschreibung der genomischen Zusammensetzung und taxonomischen Identität von C. x moncktonii Populationen in den nordöstlichen Vereinigten Staaten ermöglichen. Es wird die Zusammenhänge zwischen Variation in der Genomgröße, taxonomischer Identität, genomischer Vermischung und quantitativen phänotypischen Merkmalen, die eine hohe Invasivität indizieren, klären. Die Ergebnisse werden außerdem eine Grundlage für eine weitere Untersuchung der genomischen Konsequenzen von Hybridisierung und der genomischen Basis adaptiver Evolution invasionsrelevanter Merkmale in C. x moncktonii Hybridschwärmen bilden. Diese gewonnen Erkenntnisse werden dazu beitragen Managementstrategien für Centaurea x moncktonii in Nordamerika zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professor Dr. Stephen R. Keller; Professorin Dr. Jane Molofsky