Zwischenartliche retikulate Evolution in glazialen Refugialgebieten: Die Gattung Cardaminopsis (Brassicaceae) im ostöstereichischen Donautal (Wachau)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Gattung Cardaminopsis gehört zu der wirtschaftlich wichtigen Familie der Brassicaceae (Kreuzblütler) und ist nächstverwandt mit der Modellpflanze der Molekularbiologie, Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand). Mit dieser wurde sie in den 1990er Jahren in der neu abgegrenzten Gattung Arabidopsis zusammengefasst. Die Klärung der verwandtschaftlichen Beziehung der Vertreter innerhalb der neuen Gattung Arabidopsis ist dabei von grundlegendem Interesse. Wir haben mit diesem Projekt hier einen wichtigen und großen Baustein geliefert. Eine abschliessende und umfangreicherere Untersuchung steht jetzt vor allem noch für das A. arenosa Aggregat aus. Wir können mit Hilfe kernkodierter DNA deutlich drei Hauptgruppen (A. lyrata, A. arenosa, A. halleri) unterscheiden und einige seltene Arten charakterisieren, wobei einige hybridogenen Ursprungs sind (A. croatica, A. kamchatica, A. suecica). Der Einfluss der Eiszeiten auf die heutige Verteilung der Diversität, die Lage möglicher Refugialgebiete wurden erklärt. So kann man für viele dieser Arten, exklusive Arabidopsis thaliana, ein Überdauern in den klassischen Refugialgebieten Iberische Halbinsel, Appeninnische Halbinsel oder Balkanhalbinsel ausschließen. Bei A. lyrata, A. halleri und A. arenosa spricht viel dafür, dass sie in Zentraleuropa periglazial, mehr oder weniger in unmittelbarer Nähe der vergletscherten und vereisten Gebiete überdauert haben. Hier spielt neben den Karpaten, vor allem der östliche und nicht vergletscherte Bereich der Kalkvoralpen eine große Rolle. In diesem Gebiet wurde die Wachau in Niederösterreich als Untersuchungsgebiet auf Populationsebene ausgewählt. Hier kommen Populationen vor, die der A. arenosa oder A. lyrata zugeordnet werden können sowie intermediäre Populationen. Ausgehend von einer umfangreichen molekulargenetischen, morphologischen und cytologischen Charaktersierung potentieller Ausgangspopulationen wurde insbesondere für A. arenosa und A. lyrata die genetische Variabilität im gesamten Eurasiatischen Verbreitungsareal analysiert um vor allem die extrem hohe genetische Variabilität in der Wachau besser einordnen und erklären zu können. Beide Arten haben im Ostalpenraum die Eiszeit überdauert, sind wiederholt in engeren Kontakt gekommen und haben dabei hybridisiert bzw. Introgression hat stattgefunden. Dafür sprechen molekulargenetische, aber auch morphologische und zytologische Ergebnisse.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2006) Arabidopsis and its poorly known relatives. Trends in Plant Science 11: 449-459
Claus M, Koch M
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Bonn (Deutschland), „17th International Symposium Biodiversity and Evolutionary Biology” (Deutsche Botanische Gesellschaft), 24.-28.09.2006; Poster „Arabidopsis suture zones”
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(2007) Evolution and genetic differentiation among relatives of Arabidopsis thaliana. PNAS 104 (15): 6272-6277
Koch MA, Matschinger M
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(2007) Supernetwork identifies multiple events of plastid trnF(GAA) pseudogene evolution in the Brassicaceae. Mol. Biol. Evol. 24 (1): 63-73
Koch M.A., Dobeš C., Kiefer C., Schmickl R., Klimeš L., Lysak M.A.
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Basel (Schweiz), „20th Annual Conference of GfÖ Section Plant Population Biology” (Gesellschaft für Ökologie), 17.-19.05.2007; Poster „Population genetics in an Arabidopsis hybrid zone”
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St. Andrews (Schottland): „History, Evolution and Future of Arctic and Alpine Flora” (Botanical Society of Scotland), 25.-27.06.2007; Poster „Arabidopsis thaliana´s wild relatives: an updated overview on systematics, taxonomy and evolution”
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(2008) Arabidopsis thaliana´s wild relatives: an updated overview on systematics, taxonomy and evolution. Taxon 57 (3): 1-11
Koch M.A., Wernisch M., Schmickl R.
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(2008) Evolution of trnF(GAA) pseudogenes in cruciferous plants. Pl. Syst. Evol.
Schmickl R., Kiefer C., Dobeš C., Koch M.A.
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(2008) Phylogeographic implications for North American arctic Arabidopsis lyrata. Plant Ecol. Div. 1 (2): 245-254
Schmickl R., Jørgensen M.H., Brysting A., Koch M.A.
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Göttingen (Deutschland), „Systematics 2008” (Deutsche Botanische Gesellschaft), 07.-11.04.2008; Poster „Arabidopsis thaliana´s wild relatives: an updated overview on systematics, taxonomy and evolution – with special emphasis on A. lyrata”
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Jotunheimen (Norwegen), Workshop “Arabidopsis Molecular Ecology Group”, 26.-29.08.2008; „Systematics and comparative phylogeography of Arabidopsis”
