Evolutionäre Entwicklungsgenetik der Fruchtöffnung in Brassicaceen

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Titel: Evolutionäre Entwicklungsgenetik der Fruchtöffnung in Brassicaceen
Autor(en): Mühlhausen, Andreas
Erstgutachter: apl. Prof. Dr. Klaus Mummenhoff
Zweitgutachter: Prof. Dr. Günter Theißen
Zusammenfassung: In Lepidium campestre und Lepidium appelianum konnten insgesamt acht Fruchtentwicklungsgene isoliert werden. Diese untersuchten Gene sind wahrscheinlich allesamt Orthologe zu Fruchtentwicklungsgenen aus Arabidopsis thaliana. Ein isoliertes SHP-Gen aus Aethionema carneum ist wahrscheinlich ortholog zu SHP2 aus Arabidopsis thaliana. Dieses Gen (AecSHP2) könnte ein Abkömmling des letzten gemeinsamen Vorfahren von Aethionema und den restlichen Brassicaceen sein, welches mit Ausnahme der Gattung Aethionema in den Brassicaceen duplizierte. Allein aufgrund der Aminosäuresequenzen lassen sich keine direkten Rückschlüsse auf die Beteiligung einzelner Gene an der Evolution von Schließfrüchten ziehen. Wahrscheinlicher sind regulatorische Änderungen eines oder mehrerer Fruchtentwicklungsgene innerhalb der Früchte von L. appelianum, die zur Ausbildung von indehiszenten Früchten führen. Für die untersuchten Arten der Gattung Lepidium konnte die Methode der Expressionsanalysen (in situ Hybridisierung) etabliert werden. Expressionsstudien lassen eine ähnliche genetische Regulation der Fruchtöffnung von Lepidium campestre und Arabidopsis thaliana vermuten, diese Regulation scheint in Öffnungsfrüchten von Lepidium campestre konserviert zu sein. Aufgrund einer ähnlichen Regulation in der Gattung Brassica ist es möglich, dass die genetische Regulation von Öffnungsfrüchten innerhalb der Core Brassicaceae konserviert ist. Die genetische Regulation von Lepidium appelianum ist bislang nicht geklärt. Zum Verständnis der Evolution von Schließfrüchten in Lepidium sind umfangreiche heterologe Transformationsversuche notwendig. Diese heterologen Transformationsversuche sollten zunächst mit den für die Evolution von Schließfrüchten in Frage kommenden Kandidatengenen durchgeführt werden, nach den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit sind dies die Gene FRUITFULL und REPLUMLESS. Die Fruchtanatomie heterokarper Früchte in verschiedenen Aethionema-Arten scheint einer ähnlichen genetischen Regulation zu folgen. Hierauf deuten anatomische Untersuchungen von Ae. carneum- und Ae. saxatile-Früchten hin.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-201110138399
Schlagworte: Fruchtöffnung; Lepidium campestre; SHATTERPROOF; FRUITFULL; INDEHISCENT; ALCATRAZ; REPLUMLESS; Arabidopsis; Fruchtevolution; Aethionema carneum; Lepidium appelianum
Erscheinungsdatum: 13-Okt-2011
Enthalten in den Sammlungen:FB05 - E-Dissertationen

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