Genomweite Dynamik der Diversität von Fagus sylvatica in Raum und Zeit

Description: Rotbuche (Fagus sylvatica L.) ist eine bedeutende Waldbaumart in Mitteleuropa. Trotz umfangreicher Bemühungen der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist jedoch wenig über die räumliche und zeitliche Genomvariation dieser Art bekannt. Noch weniger ist bekannt, wie diese Variation dazu beigetragen hat, dass die Spezies vergangene Klimaschwankungen bewältigen konnte, oder wie das Anpassungspotenzial angesichts zukünftiger Klimaveränderungen aussehen könnte. Diese Einschränkungen sind zum Teil auf unzureichende genomische Ressourcen der Buche zurückzuführen. Vor kurzem haben die Teams, die diesen Antrag gemeinsam eingereicht haben, jedoch das erste hochwertige Referenzgenom von F. sylvatica veröffentlicht.Mit der Erfahrung dieser für beide Seiten vorteilhaften Zusammenarbeit wollen wir in dem nun eingereichten Projekt unsere gemeinsame Forschung fortsetzen und vertiefen, um synergetisch unsere Expertise in den Bereichen Genomik und Populationsgenetik zusammenzuführen und auf die Schließung der oben genannten Wissenslücken hinzuarbeiten. Unter Verwendung des WGS-Ansatzes (WGS = Whole Genome Sequencing) möchten wir die genetische Diversität und Differenzierung zwischen den natürlichen Populationen von F. sylvatica untersuchen, die die drei mitteleuropäischen Hauptlinien dieser Spezies (Referenzpopulationen) repräsentieren, basierend auf unseren früheren ddRADseq Studien. Wir werden sowohl untersuchen, wie die neutrale und nicht-neutrale genetische Vielfalt räumlich verteilt ist und wie sie sich zeitlich geändert hat. Für letztere Fragestellung werden drei verschiedene Altersklassen (alte Bäume > 200 Jahre, Nachwuchs von 40-60 Jahre und Sämlinge < 5 Jahre) untersucht, um Signaturen der Selektion zu ermitteln, die derzeit auf die Populationen in klimatisch unterschiedlichen Teilen des Areals wirken. Diese Ergebnisse werden für das Verständnis der Mechanismen, die Veränderungen in neutralen und anpassungsfähigen Genomregionen zugrunde liegende, von großer Bedeutung sein. Darüber hinaus sind sie auch für das Management genetischer Ressourcen von Baumarten im Zusammenhang des Schutzes genetischer Vielfalt, aber auch in der Forstwirtschaft relevant.Die Forschungsteams, die diesen Antrag einreichen, haben unterschiedliche und sich ergänzende Expertise. Das deutsche Team ist seit langem an der vergleichenden und funktionalen Genomik und der Genomentwicklung interessiert. Das polnische Team hat Erfahrung in der Populationsgenetik und Genomik von Waldbäumen. Die gemeinsame Zusammenarbeit während dieses Projekts wird für beide Forschungsgruppen von Nutzen sein und wird wahrscheinlich zu einer langfristigen Zusammenarbeit im Bereich der funktionellen Populationsgenomik führen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Buche ? Genökologie ? Genom ? Waldbaum ? Baum ? Genetische Ressourcen ? Klimavariabilität ? Mitteleuropa ? Studie ? Genetische Vielfalt ? Forschungskooperation ? Forstwirtschaft ? Klimawandel ? Evolution der Pflanzen ? Evolution der Pilze ? Evolution of Fungi ? Evolution of Plants ? Forstwissenschaften ? Systematics of Fungi ? Systematics of Plants ? Systematik der Pflanzen ? Systematik der Pilze ?

Region: Hessen

Bounding boxes: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Goethe-Universität Frankfurt am Main (Projektverantwortung)
• Narodowe Centrum Nauki (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Wydzial Nauk Biologicznych (Mitwirkung)

Time ranges: 2019-01-01 - 2024-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Spatio-temporal dynamics of genome-wide diversity of Fagus sylvatica
  Description: European beech (Fagus sylvatica L.) is an important forest tree species in Central Europe. However, despite extensive efforts of the scientific community little is known about the spatial and temporal genome-wide variation of this species. Even less is known regarding how this variation has helped the species to cope with climate change or what the adaptive potential may be in the face of future climate changes. These limitations are partly due to insufficient genomic resources of beech. However, recently the teams jointly submitting this proposal have published the first high quality reference genome of F. sylvatica. With the experience of this mutually beneficial collaboration, we submit the project proposal for continuing our collaborative research for synergistically combining our expertise in genomics and population genetics, working towards closing the knowledge gaps outlined above. Using the whole genome sequencing (WGS) approach, we will investigate genetic diversity and differentiation among natural populations of F. sylvatica representing the three major lineages of this species (reference populations) defined in Central Europe based on our earlier studies (based on ddRADseq). We will investigate how the neutral and non-neutral genetic diversity is transferred in a spatial, but also in a temporal manner. For this, we will study three different age classes (old trees > 200 y, saplings 40-60 y, and seedlings < 5 yrs) to trace any signatures of selection currently ongoing within the populations located in climatically different parts of the species distribution. These findings will have high importance for understanding the underlying mechanisms driving changes in neutral and adaptive genomic regions, which will be relevant for managing of genetic resources of tree species in the context of genetic conservation but also forestry practices. The research teams submitting this proposal have distinct and complementary areas of scientific excellence. The German team has long lasting interests in comparative and functional genomics, and genome evolution. The Polish team has experience on population genetics and genomics of forest trees. Joint collaboration during this project will be beneficial for both research groups, and will likely lead to long-term cooperation focused on population genomic studies. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140407

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/426505791 (Webseite)

Status

Aktiv

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