Chromosomale Evolution in Melampodium

Änderungen auf chromosomaler Ebene spielen eine wichtige Rolle in der Evolution von Pflanzen. Solche Änderungen können mit zytologischen Methoden entdeckt werden. Unter diesen sind es besonders Techniken der in situ Hybridisierung, wie FISH (Fluoreszenz in situ Hybridisierung) und GISH (Genomische in situ Hybridisierung). Das Potential dieser Methoden liegt in ihrer Fähigkeit, mitunter subtile chromosomale Umbildungen, wie Translokationen, Inversionen, zu entdecken, die mit klassischen karyologischen Methoden nicht gefunden werden könnten, die aber eine entscheidende Rolle in der Sippendifferenzierung und schließlich Artbildung spielen. Zahlreiche Beispiele erfolgreicher Anwendung dieser Methoden existieren von einzelnen wirtschaftlich wichtigen Arten oder von "Modellpflanzen", wie der Acker-Schmalwand Arabidopsis thaliana. Breit angelegte vergleichende evolutionäre Studien dagegen sind selten. Die Gattung Melampodium (Asteraceae: Heliantheae) bietet ein geeignetes Objekt für das Studium der Rolle chromosomaler Änderungen für die Evolution von Pflanzen. Die Verteilung mehrerer durch Dysploidie miteinander verbundener Chromosomengrundzahlen (x = 9, 10, 11, 12 und davon abgeleitete polyploide Zahlen) korreliert mit der taxonomischen Gliederung, ein Hinweis auf die wichtige Rolle dieser chromosomalen Änderungen für die Sippendifferenzierung von Melampodium. Zusätzlich erlaubt das Vorhandensein auto- und allopolyploider Populationen/Arten mit klaren Hypothesen zu deren Entstehung die Untersuchung chromosomaler Änderungen nach Polyploidisierung. In diesem Projekt werden klassische und molekulare zytogenetische Methoden angewandt werden für eine detaillierte Untersuchung chromosomaler Änderungen in der Diversifikation der Gattung Melampodium. Mehrere verschiedene Markertypen werden verwendet werden, unter diesen sowohl kodierende als auch nicht kodierende repetitive DNA, wie ribosomale DNA (rDNA) und neu isolierte art- oder gattungsspezifische nicht-kodierende repetitive DNA. Un ter den Hauptfragen dieses Projektes sind: (a) Welches ist die ursprüngliche Chromosomengrundzahl in Melampodium? (b) Welche Mechanismen sind an Änderungen der Chromosomenzahl beteiligt? (c) Welche Sequenz-Typen sind beteiligt an Änderungen von Chromosomenstruktur und -zahl? (d) Welche Typen chromosomaler Änderungen sind mit Auto- und Allpolyploidisierung verbunden? Die vorgeschlagenen Untersuchungen werden nicht nur zu einem besseren Verständnis einer einzelnen Pflanzengruppe beitragen, sondern Einsichten über Rolle und Mechanismen chromosomaler Änderungen während Evolution und Speziation von Pflanzen im allgemeinen liefern.