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GeneScale: Hochaufgelöste digitale Höhenmodelle für Landschaftsgenomik

 

Auf welcher räumlichen Skala lässt sich Selektion an die Umwelt feststellen? Hochauflösende Umweltbeschreibung und Genom-weite molekulare Charakterisierung bei Arabis alpina sollen Aufschluss darüber geben, ob lokale Anpassung lokal oder global wirkt.

 

Was in Fachkreisen lokale Anpassung an Umweltvariation genannt wird, bezieht sich oft auf sehr grobe räumliche Auflösung. Im interdisziplinären Projekt GeneScale, das vom Schweizerischen Nationalfonds finanziell unterstützt wird, untersuchen wir den Zusammenhang zwischen genetischer Variation und Umweltbedingungen am Beispiel der Alpen-Gänsekresse (Arabis alpina), einer Modellpflanze für ökologische Genetik. In vier alpinen Testgebieten (Modiplant) beschreiben wir individuelle Mikrostandorte aufgrund von hochaufgelösten digitalen Höhenmodellen, die von Strahlungsdaten abgeleitet werden.

Diese Daten werden mit Hilfe eines unbemannten Kleinfluggeräts (senseFly) erfasst und in ökologisch relevante Umweltfaktoren übersetzt. Parallel dazu bestimmen wir mit modernsten molekularen Methoden (Genom-Resequenzierung) die genetische Variation an tausenden von Genen bei Einzelpflanzen, die auf unterschiedlichen räumlichen Skalen beprobt werden. Regressionsbasierte statistische Analysen sollen aufzeigen, welche genetische Variation mit den Bedingungen, unter denen einzelne Pflanzen wachsen, direkt zusammenhängt. So wird sich zeigen, ob lokale Anpassung tatsächlich lokal stattfindet oder eher auf einer grösseren Skala bedeutsam ist.