Genomic diversity for climate change resilience - TREEvolution II

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katrin Heer; Dr. Christian Lampei; Professor Dr. Lars Opgenoorth
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512413528

Die genomweite Assoziation (GWA) ist ein leistungsfähiges Instrument, um Einblicke in die genetischen Grundlagen von Merkmalen wie Krankheits- oder Dürreresistenz zu gewinnen, insbesondere bei langlebigen Organismen, die nur als Juvenile in Kreuzungsversuchen untersucht werden können. GWAs erfordern jedoch eine hohe Stichprobenzahl, um eine ausreichende Aussagekraft zu erreichen, und oft bleibt die Allgemeingültigkeit ihrer Ergebnisse unklar. Hier schlagen wir einen Ansatz vor, der die Biodiversitätsexploratorien nutzt, um die Verallgemeinerbarkeit von GWA-Ergebnissen abzuleiten, mit dem Ziel, die genetische Grundlage des jüngst beobachteten weit verbreiteten Vitalitätsverlusts bei der Rotbuche zu untersuchen. Wir werden die Analyse über drei Populationen hinweg wiederholen, um populations-spezifische Assoziationen und solche, die auf Zufall beruhen, von solchen Assoziationen zu trennen, die eine hohe Wiederholbarkeit in den Buchenpopulationen in Deutschland aufweisen. Zu diesem Zweck wollen wir die Zahl der sequenzierten Buchengenome pro Wald-EP auf insgesamt 14 erhöhen, was zu 518-546 sequenzierten Bäumen pro Exploratory führt (insgesamt n = 1582). Darüber hinaus wollen wir die Symptome des Vitalitätsverlustes der Buche anhand der Kronentransparenz, der Blattverfärbung (sowohl vom Boden als auch aus der Drohnenperspektive), des Blattchlorophylls, des Blattphosphors und der sichtbaren Pilz- oder Phytophthora-Infektionen charakterisieren. Dies wird es uns ermöglichen, Genotyp-Phänotyp-Assoziationen für diese Symptome zu testen. Außerdem werden wir den Zustand der Bestandsfragmentierung mit Hilfe von Fernerkundung bewerten und beurteilen, ob die Position der Bäume innerhalb eines Bestands, ihre Exposition nach Südwesten und ihr Dominanzstatus zum Schweregrad der Symptome beitragen. Wir werden diese Informationen als Kovariaten verwenden, um die Modelle zu verbessern, mit denen wir auf Genotyp-Phänotyp-Assoziationen testen, und um die Kronentransparenz auf den gesamten Buchenbestand hochskalieren und mit Hilfe der verfügbaren Lidar-Datensätze, von Überfliegungen, über die Zeit verfolgen zu können. Für dieses Projekt bieten die Biodiversitätsexploratorien ein hervorragendes Versuchsumfeld mit drei Buchenpopulationen, mit stratifiziert-zufällig ausgewählten Beprobungsflächen, die in jeder Region unterschiedliche Beforstungsintensitäten umfassen. Darüber hinaus bieten die Biodiversitätsexploratorien aufgrund der für diese Flächen verfügbaren Umweltdaten und der potenziellen Zusammenarbeit mit anderen Projekten, die auf denselben Flächen durchgeführt werden, eine einzigartige Gelegenheit, tiefere Einblicke in so komplexe Studienobjekte wie die Buchenkrankheit zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien
• Mitverantwortlich(e): Dr. Kezia Goldmann