Description: Die Rotbuche (Fagus sylvatica L.) ist eine der wichtigsten Baumarten Europas mit großer ökologischer, ökonomischer und kultureller Bedeutung. Obwohl eine zunehmende Beeinträchtigung durch den Klimawandel vorhergesagt wird, bieten die breite ökologische Amplitude und das hohe Maß an genetischer Vielfalt ein großes adaptives Potential. In diesem Projekt möchten wir die Rolle struktureller genetischer Variation bei der adaptiven Differenzierung und die Effekte von Genotyp-Umwelt Interaktionen in zwei parallelen Versuchsflächen in Frankreich und Deutschland untersuchen, um zu verlässlicheren Vorhersagen über die zukünftige Stabilität von Buchenwaldökosystemen beizutragen. Dazu planen wir zuerst ein Pangenom der Buche zu generieren. Dieses Pangenom wird die genomweite strukturelle genetische Variation, d.h. große DNA-Sequenzpolymorphismen wie Insertionen oder Deletionen, über das Verbreitungsgebiet abbilden. Dafür werden wir 24 genetisch diverse Buchenindividuen aus verschiedenen geographischen Regionen und mit verschiedenen Phänotypen auswählen, sequenzieren und assemblieren. Zusätzlich werden wir Drohnen-basierte Hochdurchsatz-Phänotypisierungen adaptiver Merkmale, wie beispielsweise dem Blattaustrieb, auf den zwei Versuchsflächen durchführen. Diese Flächen umfassen Bäume aus 102 über das Verbreitungsgebiet der Buche verteilten Populationen. Durch das Mapping von Resequenzierungsdaten von je 1.000 und 1.800 Individuen der französischen und der deutschen Fläche auf das Pangenom können wir pangenomweite Assoziationsstudien (panGWAS) und pangenomische Genotyp-Umwelt Assoziationen (panGEAs) rechnen. Anschließend werden wir unterschiedliche Effekte der identifizierten Genvarianten unter den zwei Umweltbedingungen analysieren. Das Ausmaß dieser Genotyp-Umwelt Interaktionen spielt eine wichtige Rolle bei der genomischen Vorhersage von der Leistungsfähigkeit von Bäumen unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen. Schließlich möchten wir potentielle Effekte von natürlicher Selektion auf den zwei Flächen innerhalb einer Generation untersuchen. Zusammenfassend soll dieses Projekt unser Wissen über die genetischen Grundlagen lokaler Anpassung bei der Buche erweitern und Vorhersagen über die zukünftige Stabilität von Buchenwäldern verbessern.
Types:
SupportProgram
Tags:
Buche
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Baum
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Deutschland
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Frankreich
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Verbreitungsgebiet
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Genetische Vielfalt
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Europa
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Forstwirtschaft
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Klimawandel
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Standortbedingung
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Forstwissenschaften
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Genetik der Pflanzen
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Genomik der Pflanzen
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Plant Genetics
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Plant Genomics
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Region:
Schleswig-Holstein
Schleswig-Holstein
Bounding boxes:
7.5211615° .. 11.672386° x 53.359815999999995° .. 55.099160999999995°
7.521021879569389° .. 11.672452156914156° x 53.361073647732006° .. 55.09917907685278°
License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Agence Nationale de la Recherche , The French National Research Agency (Mitwirkung)
-
INRAE - Unite de Recherche Ecologie des Forets Mediterraneennes (Mitwirkung)
-
Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
Last harvest: 07.10.2026 00:23
Time ranges:
2024-01-01 - 2026-10-22
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Pangenome analysis of European beech to elucidate the role of structural genetic variation in local adaptation and phenotypic differentiation under different environments
Description: European beech (Fagus sylvatica L.) is a keystone forest tree species in Europe with major ecological, economic, and cultural roles. While it is predicted to be negatively affected by climate change, its large ecological amplitude and high levels of genetic diversity may provide substantial adaptive potential. In the proposed project, we want to elucidate the role of structural genetic variation in adaptative differentiation and study the effects of genotype-environment interactions in two parallel common gardens in France and Germany, to support predictions about future performance of beech forest ecosystems. To this end, we first want to generate a beech pangenome. This pangenome will capture genome-wide structural genetic variation, that is large-scale DNA sequence polymorphisms such as insertions or deletions, across the distribution range. For this, we will select, sequence and assemble 24 genetically diverse beech individuals originating from different geographic regions and expressing different phenotypes. Additionally, we will perform drone-based high-throughput phenotyping of adaptive traits, such as leaf phenology, in the two common gardens, which comprise trees from 102 range-wide populations. By mapping resequencing data from 1,000 and 1,800 trees from France and Germany, respectively, onto the pangenome, we will be able to perform pan-genome-wide association studies (panGWAS) and pangenomic genotype-environment associations (panGEAs). We will analyze the effects of the identified sequence variants underlying phenotypic variation under the two naturally contrasting environments. Understanding the extent of these genotype-environment interactions is essential for genomic predictions of tree performance under current and future conditions. Finally, we want to analyze possible site-specific effects of natural selection in a single generation. In conclusion, the proposed project will provide further insights into the genetic basis of adaptative differentiation and future ecosystem stability.
URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140334
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