Genetische Charakterisierung von Schwarz-Pappel- Vorkommen in Deutschland

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1 Genetische Charakterisierung von Schwarz-Pappel- Vorkommen in Deutschland

2 Gliederung Einleitung (Nützen genetische Analysen der Erhaltung der Schwarz-Pappel?) Genmarker (Art, Ergebnisse und Erfahrungen, Grenzen) Ergebnisse des Projektes Erfassung und Dokumentation genetischer Ressourcen der Schwarzpappel (Populus nigra) in Deutschland (BLE /05BE002, Kätzel et al. 2007) Ergebnisse anderer Untersuchungen Ausblick für Sachsen Juli 2012 Ute Tröber

3 Einleitung (Nützen genetische Analysen der Erhaltung der Schwarz-Pappel?) Die Problematik der Arterkennung Welche Rolle spielen Hybridisierung und Introgression? Genetische Strukturen der Vorkommen Gefährdung der Vorkommen Was können Einzelbäume zur Erhaltung des genetischen Potentials beitragen? Aufwand der Maßnahmen Welche Kriterien entscheiden über die Eignung als Genressource??? Juli 2012 Ute Tröber

4 Genmarker und Untersuchungsziel cpdna Isoenzyme ndna Mikrosatelliten Chloroplastengenom wird mütterlich vererbt Artspezifischer Genmarker prüft die Artzugehörigkeit des mütterlichen Anteils im Genom des Indiviuums Markergene im Kerngenom werden über beide Eltern vererbt Mithilfe artspezifischer Allele können Vertreter beider Arten und Hybriden unterschieden werden Markergene im Kerngenom werden über beide Eltern vererbt Mithilfe artspezifischer Allele können Vertreter beider Arten und Hybriden unterschieden werden Kombination hochvariabler Marker Identische Ausprägung liefert Hinweise auf klonale Strukturen Juli 2012 Ute Tröber

5 Übersicht über die untersuchten Genorte Juli 2012 Ute Tröber

6 Biochemisch-genetische Charakterisierung ausgewählter Vorkommen Erfassung der genetischen Variation im gesamten Untersuchungsgebiet Vergleich der genetischen Strukturen größerer Populationen Prüfung der Artzugehörigkeit in besonderen Fällen Übersicht der Vorkommen, die im Rahmen des Projektes biochemisch-genetisch untersucht wurden (aus Kätzel et al. 2007) Juli 2012 Ute Tröber

7 Pop. Fluss N ges N hy N nigra N MLGT A/L P[%] G P SN 1 Elbe ,50 50,0 81 Genetische Vielfalt in den untersuchten Populationen ST Elbe ,50 50,0 81 BB 1 Elbe ,88 62,5 972 MV Elbe ,75 62,5 486 BW 1 Rhein ,50 50,0 81 BW 2 Rhein ,88 62,5 972 RPf Rhein ,38 37,5 27 HE Rhein ,75 50,0 270 NRW Rhein ,50 50,0 81 SN 2 Neiße ,50 50,0 81 TH Gera ,50 50,0 81 BY 1 Inn ,50 50,0 81 BY 2 Main ,12 12,5 3 gesamt , Juli 2012 Ute Tröber

8 Anteile an Populus nigra bzw. P. x euramericana in den untersuchten Populationen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Elbe Elbe Elbe Elbe Rhein Rhein Rhein Rhein Rhein Neiße Gera Inn Main SN 1 ST BB 1 MV BW 1 BW 2 HE RPf NRW SN 2 TH BY 1 BY 2 Schwarz-Pappeln Hybriden Juli 2012 Ute Tröber

9 Verteilung der Hybrid-Genotypen an den vier für die Artzuordnung relevanten Genorten in dem Vorkommen Küstrin-Kietz (Oder, Brandenburg - Quellendaten vom LFE): N GT : Gesamtanzahl Hybrid-Genotypen je Genort; N I : Anzahl der Individuen mit der entsprechenden Verteilung der Hybrid-Genotypen Juli 2012 Ute Tröber

10 Unterschiedliche Verteilung von Multilocus- Genotypen am Beispiel von zwei Vorkommen Zonser Grind (NRW) Krautgarten (TH) Hybriden Juli 2012 Ute Tröber

11 Allelhäufigkeiten am Genort AAT-A 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% AAT-A6 AAT-A5 AAT-A4 AAT-A3 AAT-A1 30% 20% 10% 0% Elbe Elbe Elbe Elbe Rhein Rhein Rhein Rhein Rhein Neiße Inn SN 1 ST BB1 MV BW 1 BW 2 HE RPf NRW SN 2 BY Juli 2012 Ute Tröber

12 Schlussfolgerungen aus den genetischen Analysen Große Unterschiede in den genetischen Strukturen zwischen den untersuchten Vorkommen Hybridisierung und Introgression nur in wenigen Vorkommen mit geringem Anteil Unterschiedliche Bedeutung vegetativer Regeneration in den Vorkommen (z.t. Ausbildung von Klonfamilien) Daten einer breiteren Palette von Genmarkern (cp-dna, Mikrosatelliten) zur Quantifizierung der genetischen Variation und Differenzierung von Vorkommen entlang der Flüsse und zwischen den Flusssystemen Charakterisierung genetischer Variation und Strukturen im konkreten Vorkommen als Grundlage für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen Kriterien zur Beurteilung der Erhaltungswürdigkeit eines Vorkommens: Individuenanzahl, genetische Struktur, Altersstruktur und Vitalität Juli 2012 Ute Tröber

13 Beispiele für andere Untersuchungen ASP Teisendorf Cremer & Konnert (2010): Genetische Untersuchungen an Schwarzpappeln aus Bayern. Artüberprüfung (cp-dna, Mikrosatelliten) Untersuchung der genetischen Variation innerhalb und zwischen ausgewählten Vorkommen sowie klonaler Strukturen (Mikrosatelliten) Marker A A/L MLGT BLE-Projekt 7 Isoenzym-Loci ,4 1, ASP 7 Mikrosatelliten-Loci ,3 11, AG Naturschutzbiologie, Uni Marburg Ziegenhagen et al. (2008), Rathmacher (2009) Untersuchungen zu genetischen Strukturen und Genfluss-Prozessen in verschiedenen Vorkommen (Kombination von cp-dna und Mikrosatelliten-Markern) Juli 2012 Ute Tröber

14 Stand der Arbeiten und Ausblick für Sachsen Untersuchte Individuen Flusssystem Einzelobjekte Bestand N Anzahl SPA N Anzahl SPA Elbe Mulde Neiße 1 51 Gesamt Außerdem ca. 150 Individuen auf Anfrage von Verbänden, Naturschutzhelfern usw. Dabei wurden 26 Individuen als P. x euramericana, 5 als Rückkreuzungen, 6 als nicht zu den Gruppen P. nigra, P. deltoides und deren Hybriden zuordenbar bestimmt. Ab 2013 Begleitung der Maßnahmen zur Erhaltung des genetischen Potentials mit Analysen an Mikrosatelliten-Genmarkern im Rahmen eines haushaltsfinanzierten Projekts des SBS Juli 2012 Ute Tröber

15 Juli 2012 Ute Tröber Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit