Evolution & Anpassung
Detlef Weigel
Phänotyp-orientierte Ansätze zur Identifikation natürlicher Varianten mit potentieller Bedeutung für Adaptation sind auch künftig ein wichtiger Bestandteil unserer Forschung.
Ein Großteil unserer Arbeit konzentriert sich auf die Pflanze Arabidopsis thaliana, die in sehr unterschiedlichen Lebensräumen vorkommt. Dementsprechend können sich verschiedene Stämme in morphologischen, physiologischen und Life-history-Merkmalen stark unterscheiden. Einige Merkmale sind vermutlich für die lokale Anpassung wichtig, wie z. B. der Beginn der Blütezeit. Bei anderen ist dies weniger offensichtlich, aber ihre Untersuchung kann dennoch zu interessanten biologischen Erkenntnissen führen.
Neben den Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Umwelt (GxE) interessieren uns auch die Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Gen (GxG), d. h., wie die Ausprägung der Phänotypen von Mutanten durch den genetischen Hintergrund moduliert wird. Teil unserer Versuchsstrategie ist, mit Hilfe von Genom-Editierung durch CRISPR/Cas9 in verschiedenen natürlichen Akzessionen die gleichen Gene auszuschalten. Diese Bemühungen sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg dahin, dank natürlich vorkommender genetischer Variation biologische Prozesse auf Systemebene verstehen zu können.
Ein besonders faszinierender Fall von Evolution, der in Echtzeit beobachtet werden kann, ist die Herbizidresistenz bei landwirtschaftlichen Unkräutern. Obwohl viele der verantwortlichen Gene bekannt sind, sind noch immer viele Fragen offen, sowohl in Hinblick darauf, mit welcher Häufigkeit Resistenz entsteht, also auch wie sie sich ausbreitet und wie Herbizidresistenzmutationen mit anderen Varianten interagieren, die den Erfolg von Unkräutern in landwirtschaftlichen Umgebungen sicherstellen.
- Natürliche Variation bei Fitness-Tradeoffs
- Systematische Analyse von Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Gen (GxG)
- Evolution von Herbizidresistenz
Kollaborationspartner*innen
- Julia Kreiner, University of British Columbia, Kanada
- Charles Fenster, University of Maryland, USA
- Patrick Tranel, University of Illinois, USA