Genetische und adaptive Variation der Buche (Fagus sylvatica): Welche Faktoren beeinflussen ihre räumlichen Verteilungsmuster?

Abbildung: Das Foto zeigt einen Buchenwald mit Bäumen in leuchtend grünem Frühlingslaub.

Ziele

1. Identifizierung von vermutlich anpassungsrelevanten Genen

2. Analyse der genetischen Diversität in diesen „Kandidatengenen“ für die anpassungsrelevanten Merkmale Trockenheitsresistenz und Austrieb, da die Exploratorien entlang eines Niederschlags- und Temperaturgradienten liegen

3. Untersuchung der Angepasstheit von Buchensämlingen in reziproken Translokationsexperimenten, zur späteren Assoziation von genetischer Variation mit phänotypischen Merkmalen (mögliches Folgeprojekt)

Hypothesen

H1. Wir erwarten eine höhere Differenzierung an adaptiven Genen im Vergleich zu „neutraler“ genetischer Variation.

H2. Wir erwarten eine bessere Angepasstheit lokaler Sämlinge im Vergleich zu Nachkommen aus anderen Exploratorien.

H3. Außerdem wird der Einfluss unterschiedlich intensiver Waldbewirtschaftung auf möglicherweise anpassungsrelevante Variation in Kandidatengenen untersucht.

Methoden

1. Transkriptomanalysen mittels Hochdurchsatzsequenzierung sowie die Verwendung von Kandidatengene aus vorangegangener Untersuchungen bei Buche und Eichen (Quercus spp.)

2. Analyse ausgewählter SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) innerhalb der Kandidatengene

3. Aufnahme phänotypischer Daten wie z.B. Überleben, Austriebsverhalten und Höhenzuwachs

Publikationen

Low Population Differentiation but High Phenotypic Plasticity of European Beech in Germany

Ein großes Translokationsexperiment zeigte eine geringe Differenzierung von Populationen, aber eine hohe Phänotypische Plastizität der Rotbuche in Deutschland

Müller M., Kempen T., Finkeldey R., Gailing O. (2020): Low Population Differentiation but High Phenotypic Plasticity of European Beech in Germany. Forests 11 (12), 1354. doi: 10.3390/f11121354

Genetic variation of European beech populations and their progeny from northeast Germany to southwest Switzerland

Genetische Variation von Rotbuchenpopulationen und ihren Nachkommen von Nordostdeutschland bis zur südwestlichen Schweiz

Müller M., Cuervo-Alarcon L., Gailing O., Rajendra K.C., Chhetri M. S., Seifert S., Arend M., Krutovsky K. V., Finkeldey R. (2018): Genetic variation of European beech populations and their progeny from northeast Germany to southwest Switzerland. Forests 9(8), 469. doi: 10.3390/f9080469

Comparison and confirmation of SNP-bud burst associations in European beech populations in Germany

Vergleich und Bestätigung von SNP-Blattaustriebs-Assoziationen in Populationen der Rotbuche in Deutschland

Müller M., Seifert S., Finkeldey R. (2017): Comparison and confirmation of SNP-bud burst associations in European beech populations in Germany. Tree Genetics & Genomes 13:59. doi: 10.1007/s11295-017-1145-9

De novo transcriptome assembly and analysis of differential gene expression in response to drought in European beech

De novo Transkriptom-Assemblierung und Analyse von unterschiedlich exprimierten Genen in Reaktion auf Trockenheit bei der Rotbuche

Müller M., Seifert S., Lübbe T., Leuschner C., Finkeldey R. (2017): De novo transcriptome assembly and analysis of differential gene expression in response to drought in European beech. PLoS ONE 12 (9): e0184167. doi: 10.1371/journal.pone.0184167

Identification of SNPs in candidate genes potentially involved in bud burst in European beech (Fagus sylvatica L.)

Identifizierung von SNPs in Kandidatengenen, die potenziell an dem Austrieb der Rotbuche (Fagus sylvatica L.) beteiligt sind

Müller M., Seifert S., Finkeldey R. (2015): Identification of SNPs in candidate genes potentially involved in bud burst in European beech (Fagus sylvatica L.). Silvae Genetica 64 (1-2), 1-20. doi: 10.1515/sg-2015-0001

Datensätze

Öffentliche Datensätze

Height measurement of beech seedlings in the translocation experiment in the years 2013, 2014, 2015 and 2018

Müller, Markus; Finkeldey, Reiner (2020): Height measurement of beech seedlings in the translocation experiment in the years 2013, 2014, 2015 and 2018. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/27026?version=2

Genetic diversity indices based on EST-SSR data for European beech (Fagus sylvatica L.) from 3 forest plots, 2018

Müller, Markus; Finkeldey, Reiner; Gailing, Oliver (2018): Genetic diversity indices based on EST-SSR data for European beech (Fagus sylvatica L.) from 3 forest plots, 2018. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/23987?version=2

EST-SSR data for European beech (Fagus sylvatica L.) from 3 forest plots, 2018

Finkeldey, Reiner; Müller, Markus; Gailing, Oliver (2018): EST-SSR data for European beech (Fagus sylvatica L.) from 3 forest plots, 2018. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/23466?version=2

Simple Sequence Repeat (SSR) genotyping of beech seedlings used in two translocation experiments (BEECHADAPT and Ectomyc) in 2016

Finkeldey, Reiner; Müller, Markus; Polle, Andrea; Ammerschubert, Silke (2017): Simple Sequence Repeat (SSR) genotyping of beech seedlings used in two translocation experiments (BEECHADAPT and Ectomyc) in 2016. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/21327?version=2

Mortality of beech seedlings in the translocation experiment in 2013-2015

Finkeldey, Reiner; Müller, Markus (2017): Mortality of beech seedlings in the translocation experiment in 2013-2015. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/21326?version=2

SNP, SSR and phenotypic data of the translocation experiment used for an association study

Finkeldey, Reiner; Müller, Markus (2016): SNP, SSR and phenotypic data of the translocation experiment used for an association study. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/20386?version=2

First measurement of the young beech trees of the translocation experiment at 6 EPs, 2012

Seifert, Sarah; Müller, Markus; Finkeldey, Reiner (2012): First measurement of the young beech trees of the translocation experiment at 6 EPs, 2012. Version 2. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/15509?version=2

Kooperationen sind aus eigenen Mitteln der Kooperationspartner finanzierte Projekte und damit finanziell unabhängig von dem DFG-finanzierten Infrastruktur-Schwerpunktprogramm „Biodiversitäts-Exploratorien (BE)“. Sie ergänzen die BE um weitere interessante Forschungsinhalte zur Biodiversitätsforschung und profitieren im Gegenzug von der Infrastruktur der Biodiversitäts-Exploratorien.