Die Rolle epigenetischer Vererbung in schnelle evolutionäre Anpassung von invasiven Pflanzen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Jasmin Joshi; Professor Dr. Mark van Kleunen
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274298473

Obwohl der Zeitraum der Besiedelung von invasiven Pflanzenarten in fremden Gebieten relativ kurz ist, wurde eine phänotypische Differenzierung innerhalb der invadierten Gebiete, vor allem entlang von Gradienten geographischer Breite (Klima) nachgewiesen. Diese Differenzierung spiegelt wahrscheinlich eine lokale Adaptation wieder. Da viele Invasionen vermutlich von kleinen Populationen mit begrenzter genetischer Variation ausgegangen sind, stellt sich die Frage nach dem Mechanismus dieser schnellen Adaptation von invasiven Arten. In der Theorie können epigenetische Variation und Vererbung als möglicher Mechanismus zu dieser Adaptation beitragen. Jedoch hat man sich bisher in der Evolutionsökologie empirisch nur wenig mit diesen Mechanismen befasst. Hier schlagen wir vor zu untersuchen, welche Rolle epigenetische Mechanismen bei der schnellen Adaptation invasiver Pflanzenarten spielen. Dazu werden wir ein common-garden-Experiment mit Samenmaterial von Solidago canadensis und S. gigantea, welches entlang von Breitengrad-Transekten innerhalb Deutschlands gesammelt wurde, durchführen. Wir werden ein Mittel zur Demethylierung einsetzen, um mögliche epigenetische Fingerabdrücke zu entfernen. Wir werden mittels AFLP und methylierungssensitiver AFLP Marker genetische und epigenetische Muster entlang von Breitengraden untersuchen. Zudem werden wir in mehreren invasiven und einheimischen Pflanzenarten mittels reziproker Verpflanzungsexperimente, mit und ohne Anwendung eines Demethylierungsmittels testen, welchen Beitrag epigenetische Mechanismen zur lokalen Adaptation leisten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1819: Rapid evolutionary adaptation: Potential and constraints
• Mitverantwortlich: Dr. Marc Stift