Auf dem „Holzweg“: hoch konvergente Evolution von verholzten Brassicaceen verstehen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Während die meisten holzigen Pflanzen holzige Vorfahren haben, entwickelten sich die sogenannten abgeleiteten holzigen Arten aus krautigen Vorfahren. Die wiederholte Entstehung von verholzten Sprossachsen (schätzungsweise 700 Fälle bei Blütenpflanzen) ist ein Beispiel für ein faszinierendes Phänomen: konvergente Evolution. Eine wichtige Pflanzenfamilie, auf die 15% der Wechsel von krautigen zu verholzten Sippen entfällt, ist die Familie der Kohlgewächse (Brassicaceae), die wichtige Nutzpflanzen wie Kohl und Raps sowie die Modellpflanze Arabidopsis thaliana enthält. Auf der Grundlage von geografischen Verbreitungsmustern und Experimenten haben wir die Hypothese aufgestellt, dass Verholzung eine wichtige Anpassung an Trockenheit ist. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass holzige Arten generell in trockeneren Gebieten vorkommen als ihre krautigen Verwandten, was darauf schließen lässt, dass eine holzige Wuchsform eine wirksame Anpassung an Trockenheit ist. Unser neuartiger Brassicaceae Tree of Life (BrassiToL) Ansatz ermöglicht es uns, die genaue Anzahl der evolutiven Wechsel zu holzigen Formen zu bestimmen und auf potentielle ursächliche Faktoren zu untersuchen. Auf der Basis unserer Analysen zum Verständnis der parallelen Evolution der Verholzung bei Brassicaceae haben wir unsere neue Methodik veröffentlicht, die Taxonomie der Familie zu aktualisiert und den bisher vollständigsten und genauesten BrassiToL vorgestellt. Darüber hinaus waren unsere Daten wichtiger Bestandteil einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung einer globalen Phylogenie der Angiospermen. Unsere Analysebietet neue Einblicke in die Möglichkeiten der Züchtung trockenheitsresistenter Pflanzen. Darüber hinaus arbeiten wir an einer nahezu kompletten Brassicaceen-Phylogenie basierend auf ~4.000 Arten. Ein solcher Stammbaum ermöglicht vielen Wissenschaftlern weltweit sinnvolle Vergleiche zwischen Modellarten, Nutzpflanzen und ihren wilden Verwandten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The best of both worlds: Combining lineage‐specific and universal bait sets in target‐enrichment hybridization reactions. Applications in Plant Sciences, 9(7).
Hendriks, Kasper P.; Mandáková, Terezie; Hay, Nikolai M.; Ly, Elfy; Hooft, van Huysduynen Alex; Tamrakar, Rubin; Thomas, Shawn K.; Toro‐Núñez, Oscar; Pires, J. Chris; Nikolov, Lachezar A.; Koch, Marcus A.; Windham, Michael D.; Lysak, Martin A.; Forest, Félix; Mummenhoff, Klaus; Baker, William J.; Lens, Frederic & Bailey, C. Donovan
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A Hyb‐Seq phylogeny of Boechera and related genera using a combination of Angiosperms353 and Brassicaceae‐specific bait sets. American Journal of Botany, 110(10).
Hay, Nikolai M.; Windham, Michael D.; Mandáková, Terezie; Lysak, Martin A.; Hendriks, Kasper P.; Mummenhoff, Klaus; Lens, Frederic; Pryer, Kathleen M. & Bailey, C. Donovan
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An updated classification of the Brassicaceae (Cruciferae). PhytoKeys, 220, 127-144.
German, Dmitry A.; Hendriks, Kasper P.; Koch, Marcus A.; Lens, Frederic; Lysak, Martin A.; Bailey, C. Donovan; Mummenhoff, Klaus & Al-Shehbaz, Ihsan A.
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Global Brassicaceae phylogeny based on filtering of 1,000-gene dataset. Current Biology, 33(19), 4052-4068.e6.
Hendriks, Kasper P.; Kiefer, Christiane; Al-Shehbaz, Ihsan A.; Bailey, C. Donovan; Hooft, van Huysduynen Alex; Nikolov, Lachezar A.; Nauheimer, Lars; Zuntini, Alexandre R.; German, Dmitry A.; Franzke, Andreas; Koch, Marcus A.; Lysak, Martin A.; Toro-Núñez, Óscar; Özüdoğru, Barış; Invernón, Vanessa R.; Walden, Nora; Maurin, Olivier; Hay, Nikolai M.; Shushkov, Philip ... & Lens, Frederic
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Phylogenomics and the rise of the angiosperms. Nature, 629(8013), 843-850.
Zuntini, Alexandre R.; Carruthers, Tom; Maurin, Olivier; Bailey, Paul C.; Leempoel, Kevin; Brewer, Grace E.; Epitawalage, Niroshini; Françoso, Elaine; Gallego-Paramo, Berta; McGinnie, Catherine; Negrão, Raquel; Roy, Shyamali R.; Simpson, Lalita; Toledo, Romero Eduardo; Barber, Vanessa M. A.; Botigué, Laura; Clarkson, James J.; Cowan, Robyn S.; Dodsworth, Steven ... & Baker, William J.
