Kurzfassung:
Eichen sind die vorherrschenden Baumarten in vielen Waldökosystemen in Europa und kommen in unterschiedlichen Klimaten und auf verschiedenen Böden vor. Eichen (Quercus spp.) können daher als Modellbaumarten betrachtet werden, um genetische Anpassungsprozesse von Waldbäumen an sich ändernde Umweltbedingungen zu untersuchen. Mit den wachsenden Möglichkeiten der Genomanalyse sind wir bei vielen Waldbaumarten in der Lage, Kandidatengene für anpassungsrelevante Merkmale zu identifizieren und die funktionale Bedeutung von Mutationen (SNP = Single Nucleotide Polymorphismm) in diesen Genen zu charakterisieren. Grundlage dieser Untersuchungen ist die Assoziierung genetischer Variation in Kandidatengenen (SNP) mit der Variation adaptiver Merkmale wie z. B. phenologischer Merkmale oder Toleranz gegenüber Trockenstress. Diese Assoziationsstudien können in Vollgeschwisterfamilien als Quantitative Trait Locus (QTL)- Kartierung und in natürlichen Populationen als Assoziationskartierung durchgeführt werden. Allerdings sind, aufgrund der sehr hohen Anzahl benötigter SNP-Marker in fremdbefruchteten Waldbäumen mit hohen Rekombinationsraten, genomweite Assoziationskartierungen bei Waldbäumen zurzeit nicht durchführbar. Daher beruht der Erfolg von Assoziationskartierungen wesentlich auf der sinnvollen Auswahl der Kandidatengene für die untersuchten Merkmale. Bisherige Untersuchungen zeigten, dass QTL- und Assoziationskartierung vielversprechende Ansätze sind, um die genetische Basis der Anpassung von Waldbäumen an sich ändernde Umweltbedingungen besser zu verstehen.

Schlüsselwörter:
Quantitative Trait Locus (QTL), Quercus robur, Waldbäume, genetische Variation, Anpassung, Nukleotiddiversität, Assoziationskartierung


Abstract:
Oaks (Quercus spp.) are excellent model species to study the adaptation of forest trees to changing environments. They show a wide geographic distribution in Europe as dominant tree species in many forests and they grow under a wide range of climatic and edaphic conditions.
With the availability of a growing amount of functional and expressional candidate genes we are now able to test the functional importance of SNP by associating nucleotide variation in these genes with phenotypic variation in adaptive traits in segregating or natural populations. Here, we present QTL (Quantitative Trait Locus), candidate gene and association mapping approaches to characterise gene markers and SNP associated with variation in adaptive traits as bud burst, drought resistance and traits showing selective responses to environmental change and stress. Since genome-wide association mapping studies are not feasible due to the enormous amount of SNP (Single Nucleotide Polymorphism) markers required in outcrossing trees with high recombination rates, the success of such an approach depends largely on the reasonable selection of candidate genes. QTL and association mapping approaches are highly promising to unravel the genetic basis for forest tree adaptation.

Keywords:
Quantitative Trait Locus (QTL), Quercus robur, forest trees, genetic variation, adaption, nucleotide diversity, association mapping

Autor: GAILING O, VORNAM B, LEINEMANN L, CURTU AL, FINKELDEY R

Quelle: Forstarchiv 81: 4, 150-155 (2010)

DOI: 10.2376/0300-4112-81-150

© M. & H. Schaper GmbH