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Projekt
Adaptomics: Evolution der C4 Photosynthese in den Brassicales
Antragsteller
Professor Dr. Andreas P.M. Weber; Professor Dr. Peter Westhoff
Fachliche Zuordnung
Pflanzenphysiologie
Förderung
Förderung von 2011 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 197748786
Mindestens 60 unabhängige evolutionäre Ursprünge der C4 Photosynthese aus C3 Vorläufern sind in mono- und dicotylen Samenpflanzen bekannt, was einen bemerkenswerter Fall konvergenter Evolution einer komplexen Eigenschaft darstellt. C4 Photosynthese kann als Anpassung an hohe Temperaturen und geringe Wasserverfügbarkeit, bzw. generell als Anpassung an abiotischen Stress verstanden werden. Vereinfacht besagt das derzeitige Modell der Evolution der C4 Photosynthese, dass bereits in C3 Pflanzen vorhandene Gene im Verlauf der Evolution zur C4 Pflanze ihre Expressionsdomänen und Expressionsstärke änderten, häufig begleitet durch oder in Folge von Gen- oder Genomduplikationen. Über dieses generelle und vereinfachte Modell hinaus ist wenig über die genetischen und molekularen Mechanismen dieser komplexen adaptiven Eigenschaft bekannt. Die Entdeckung von C4 photosynthetischen Arten in den Cleomacaeen, einer Schwestergruppe der Brassicaeen innerhalb der Brassicales, sowie von Moricandia-Arten mit C3-C4 intermediärer Photosynthese in den Brassicaceae ermöglicht es nun, die Ressourcen und Werkzeuge die für die Modellpflanze Arabidopsis thaliana entwickelt wurden zur Entschlüsselung der genetischen und molekularen Mechanismen der C4 Photosynthese in den Brassicales anzuwenden. Die spezifischen Ziele der vorgeschlagenen Arbeiten sind die Identifizierung, durch genomweite Vergleiche von C3, C3-C4 intermediären sowie C4 Brassicaceae und Cleomaceae. Aus diesen globalen Vergleichen resultierende Hypothesen werden durch Repression und Fehlexpression der Kandidatengene in trangenen Arabidopsis und Moricandia Linien getestet.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
