Genomevolution bei den Viridiplantae: EST-Analyse von Grünalgen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Kolonisierung der terrestrischen Habitate durch streptophytische Algen gehört zu den wichtigsten Evolutionsschritten auf der Erde. Die Landpflanzen (Embryophyta) haben sich aus den Vorläufern der rezenten streptophytischen Grünalgen (früher Charophyceae) entwickelt. Das Ziel des Projektes war die Evolution der Landpflanzen aus den streptophytischen Algen zu untersuchen. Dazu wurden cDNA-Banken von vier streptophytischen Algen hergestellt: Mesostigma viride (3300 Contigs), ein einzelliger Flagellat; Klebsormidium subtile (1554 Contigs), eine filamentöse Alge; Coleochaete scutata (2303 Configs), ebenfalls eine filamentöse Alge, die aber Verzweigungen und apikales Wachstum aufweist und Chara vulgaris (23112 Contigs), die die morphologische komplexesten streptophytische Algen repräsentiert. Für die Auswertung der streptophytischen ESTs sollte ein möglichst ursprünglicher Vertreter der Chlorophyten in die Analyse einbezogen werden. Daher wurde auch eine EST-Bank aus der einzelligen Grünalge Pyramimonas parkeae (1580 Contigs), die an der frühen Evolutionslinie der Chlorophyten steht, etabliert. Phylogenetische Analysen von 124 orthologen Proteinen (28765 Aminosäurepositionen) aus 40 verschiedenen Taxa der Viridiplantae zeigen, dass die Charales die Schwestergruppe der Embryophyta zu sein scheint. Diese Position von Chara (Maximum-Likelihood-Analysen, Bayesische Analyse) sowie die Position von Coleochaete (Maximum-Likelihood-Analysen) wurde in den Analysen jedoch nicht statistisch unterstützt. Neben der globalen Analyse der gesamten Genome wurden zwei spezielle Fragestellungen bearbeitet: 1) Die Evolution von Polyadenylierungssignalen in den Viridiplantae und 2) Herkunft und Evolution des Saccharosestoffwechsels der Pflanzen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Gain and loss of a polyadenylation signal in green aigae. BMC Evolutionary Biology, 7, 65 (2007)
S. Wodniok, A. Simon, G. Glöckner und B. Becker
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Chlamydial genes shed light on the evolution of photoautotrophic eukaryotes. BMC Evolutionary Biohgy, 8, 203 (2008)
B. Becker, K. Hoef-Emden und M. Melkonian
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Botanical Briefing: Streptophyte algae and the origin of embryophytes. Annals in Botany, 103, 999-1004 (2009)
B. Becker und B. Marin
