Molekulare Analyse der sektionalen Klassifizierung der Strauchweiden (Salix L. subg. Chamaetia/Vetrix) basierend auf RAD sequencing Daten

• Antragstellerin: Dr. Natascha D. Wagner
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446959130

Neueste Sequenziertechniken ermöglichen es auf der Basis vieler tausender Sequenzdaten die evolutionäre Vergangenheit von Organismen zu rekonstruieren und existierende taxonomische Konzepte zu überprüfen. Dennoch werden die neuen Methoden hauptsächlich für diploide Gattungen oder gut abgegrenzte Artengruppen in einem begrenzten geographischen Gebiet angewendet. Die Untersuchung von taxonomisch komplexen Pflanzengruppen, die häufig hybridisieren, bei denen Introgression und retikulate Evolution vorhanden ist und die polyploid sind, ist hingegen immer noch eine Herausforderung.Die artenreiche Gattung Salix L. und insbesondere die Strauchweiden (Chamaetia/Vetrix) sind solch seine taxonomisch schwierige Gruppe bestehend aus Bäumen und Sträuchern, die in der Nordhemisphäre vorkommen. Die Arten sind diözisch, zeigen innerartliche morphologische Vielfalt, hybridisieren häufig und besitzen verschiedene Ploidiestufen. All diese Faktoren erschweren die taxonomische Arbeit innerhalb der Gattung. Trotzdem existieren taxonomische Abhandlungen der Gattung, die aber ausschließlich auf morphologischen und ökologischen Daten basieren und geographisch begrenzt sind. Anhand dieser werden innerhalb der Untergattungen Chamaetia/Vetrix weltweit mehr als 300 Arten in ca. 40 Sektionen unterschieden. Insgesamt gibt es noch viele offene Fragen bezüglich der Abgrenzung der Arten und Sektionen. So wurde z.B. die traditionelle Klassifizierung noch nie umfassend mit molekularen Daten getestet. Der Hauptgrund ist der Mangel an informativen Merkmalen bei traditionellen molekularen Markern. Neue Sequenziertechniken wie 'RAD sequencing' ermöglichen dagegen die gleichzeitige Analyse zehntausender variabler genetischer Merkmale. In dem vorliegenden Projekt soll die bestehende sektionale Klassifizierung der Strauchweiden und ihre komplexe Evolution anhand eines weltweiten Samplings aller beschriebenen Sektionen mithilfe hoch-informativer RAD Daten analysiert werden. Eine gut aufgelöste Phylogenie mit mehreren Arten je Sektion bietet einen genetischen Rahmen, der in Kombination mit morphologischen Daten dazu beitragen kann, die taxonomischen Schwierigkeiten der Gattung Salix zu entwirren. Basierend auf den molekularen Daten sollen spezifische Analysen für die polyploiden Arten durchgeführt werden. Im Rahmen des Projekts soll außerdem "hyRAD" etabliert werden, eine Methode, die ermöglicht, degenerierte DNA von z.B. Herbariumsbelegen zu sequenzieren und in einen RAD Datensatz zu integrieren. Schließlich soll die Evolution der Strauchweiden in Raum und Zeit mithilfe einer datierten Phylogenie und biogeographischen Methoden rekonstruiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1991: Taxon-OMICS: Neue Herangehensweisen zur Entdeckung und Benennung von Arten und Biodiversität
• Internationaler Bezug: China, Georgien, Kanada, Norwegen, Russische Föderation, Schweden, Tschechische Republik, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Bruce G. Baldwin; Geoffrey Hall; Dr. Li He; Professorin Dr. Sophie Karrenberg; Dr. Manana Khutsishvili; Professor Dr. Tommi Nyman; Dr. Maria Tomoshevich, bis 3/2022; Dr. Martin Volf