News
Genetik und Evolution: Genom des Moosfarns Selaginella entschlüsselt
 |
Eine 100-köpfige internationale Forschergruppe um Dr. Jo Ann Banks von der Purdue University, USA, hat das vollständige Genom des Moosfarns / Bärlappgewächses Selaginella moellendorffii entschlüsselt und damit einen großen Fortschritt bei der Charakterisierung von Gefäßpflanzen erzielt. Das sequenzierte Genom wird Aufschlüsse über die evolutionäre Entwicklung der unterschiedlichsten Pflanzenarten in den vergangenen 500 Millionen Jahren ermöglichen. Aus Deutschland waren Dr. Stefan Rensing und Andreas Zimmer von der Universität Freiburg, die die Klassifizierung und phylogenetische Analyse der codierten Transkriptionsfaktoren sowie die Überprüfung potentieller genomischer Verunreinigungen beitrugen, sowie Prof. Dr. Günter Theißen und Lydia Gramzow von der Universität Jena, die das Genom nach Genen der Blütenentwicklung durchsucht haben, am Projekt beteiligt.
Selaginella-Genom
Mit ungefähr 22.300 Genen ist das Selaginella-Genom relativ klein. Wissenschaftler haben auch entdeckt, dass Selaginella die einzige bekannte Pflanze ist, bei der keine Genomverdopplung detektierbar ist. Im Vergleich dieses Genoms mit anderen Genomen konnten die Forscher Gene identifizieren, die nur in Gefäßpflanzen oder nur in Blütenpflanzen vorhanden sind. Diese Gene spielten vermutlich eine wichtige Rolle in der frühen Evolution von Gefäßpflanzen beziehungsweise Blütenpflanzen. Bei vielen dieser Gene sind die Funktionen nicht bekannt, aber wahrscheinlich spielen diejenigen Gene, die nur in Blütenpflanzen vorhandenen sind, eine Rolle in der Entwicklung von Früchten und Samen, die für den Ackerbau wichtig sind.
Selaginella und Arabidopsis, eine weitere in der Forschung häufig untersuchte Pflanze, verwenden verschiedene Gene, um die Erzeugung von so genannten sekundären Metaboliten zu steuern. Diese Moleküle zeichnen für die Erzeugung von Duftstoffen, für Funktionen in der Samenverteilung, für die Verteidigung gegen Pathogene und andere Aufgaben verantwortlich.
Außerdem kommen sie in der Herstellung von Arzneimitteln zur Anwendung. Die metabolischen Gene entwickelten sich in Selaginella und in Blütenpflanzen unabhängig voneinander, so dass die von ihnen produzierten Metabolite mit hoher Wahrscheinlichkeit unterschiedlich ausfallen. Somit könnte Selaginella eine enorm wichtige Quelle für neue Arzneimittel darstellen.
Selaginella moellendorffii
1000 heute noch lebenden Arten von Bärlappgewächsen und dient den Forschern als Modellorganismus. Die Bärlappgewächse sind vor über 400 Millionen Jahren entstanden. Sie dominierten während des Karbon - vor rund 300 Millionen Jahren - als oft mehr als 30 Meter hohe Siegel- und Schuppenbäume zusammen mit Schachtelhalmen die Sumpfwälder der nördlichen Hemisphäre, aus denen später die Steinkohle entstand. Stammesgeschichtlich sind sie das Bindeglied zwischen den ursprünglicheren Moosen und den höher entwickelten Farnen und Samenpflanzen. An ihnen lässt sich ablesen, welche evolutionären Innovationen es den Pflanzen ermöglicht haben, an Land nicht nur zu überleben, sondern sich dort weiterzuentwickeln.
Zu den Neuheiten, die bei den Bärlappgewächsen erstmals auftauchen, gehört die Ausbildung von verholzten Gefäßen, in denen Wasser und Nährstoffe transportiert werden. Außerdem finden sich bei diesen Vertretern erstmals Sprossachsen und gut entwickelte Blätter. Dank der jetzt vorliegenden vollständigen Erbgutsequenz konnten die Forscher nun das erste Mal gezielt nach bestimmten Genen in Selaginella suchen und durch den Vergleich mit dem Genom anderer Landpflanzen erkennen, wann bestimmte Gene im Verlaufe der Evolution entstanden sind.
http://www.uni-jena.de
http://www.uni-freiburg.de
Verwandte Artikel :
- Adaptive Evolution: Ermöglicht durch mutative und epigenetische Veränderungen
- Fledermäuse bewirten Paramyxoviren - Ungeahnte Gefahr für Menschen
- Dinosaurier: Das Eierlegen war der Anfang vom Ende
- Unser ältester Vorfahr: Rekonstruktion des Sahelanthropus tchadensis
- Spinnen mit 10 Beinen - die Genetik macht's möglich
Schlüsselwörter : Bärlappgewächse Biologie Evolution Evolutionsbiologie Evolutionsforschung Gefäßpflanzen Gene der Blütenentwicklung Genetik Genom Genomsequenz Günter Theißen Jo Ann Banks Joint Genome Institute Moosfarn Pflanzen phylogenetische Analyse Purdue University Selaginella moellendorffii Selaginella-Genom Stefan Rensing Steuerung sekundärer Metaboliten Transkriptionsfaktor Universität Freiburg Universität Jena
- Rechtliches
- Hilfe
- Mitmachen
- Weitere Publikationen
Leserkommentare (0)