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Gynodioecy in thymus praecox agg.: why more females at higher altitudes? The role of costs of restoration of the male function

Titel Englisch Gynodioecy in thymus praecox agg.: why more females at higher altitudes? The role of costs of restoration of the male function
Gesuchsteller/in Schneller Jakob
Nummer 112265
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Institut für Systematische Botanik und Botanischer Garten Universität Zürich
Hochschule Universität Zürich - ZH
Hauptdisziplin Botanik
Beginn/Ende 01.04.2006 - 31.12.2007
Bewilligter Betrag 51'800.00
Alle Daten anzeigen

Keywords (10)

thymus; altitudinal gradient; breeding system evolution; controlled crossing experiment; cost of restoration; nuclear-cytophlasmic gynodioecy; plant breeding system evolution¨; flower size dimorphism; overdominance for fitness; sex ratio variation

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Lay summary
Laysummary: Lead: Bei verschiedenen Blütenpflanzen existieren Weibchen zusammen mit Zwitterpflanzen (Gynodiözie). Das Projekt untersucht evolutive Kräfte, welche zum Erhalt der Weibchen und damit zum Fortbestehen des gynodiözischen Fortpflanzungssystems in natürlichen Pflanzenpopulationen beitragen.Hintergrund: Gynodiözie ist ein stabiles Fortpflanzungssystem bei einigen Blütenpflanzen. Weil eingeschlechtliche Weibchen kontrollierte Kreuzungen in der Pflanzenzucht erleichtern, finden sich unter den Kulturpflanzen viele gynodiözische Arten. Oft regelt ein komplexes Zusammenwirken verschiedener Gene die Geschlechtsbestimmung: Cytoplasmatische Gene (in Mitochondrien) unterdrücken die männliche Funktion in Weibchen; nukleäre Gene stellen die männliche Funktion der Zwitter wieder her. Welche evolutiven Kräfte erhalten diesen nukleo-cytoplasmatischen genetischen Polymorphismus aufrecht? Theoretische Arbeiten sagen voraus, dass die Wiederherstellung der männlichen Funktion mit negativen Effekten der involvierten nukleären Gene auf die Fitness der betroffenen Individuen verbunden ist und dass solche Kosten der Wiederherstellung der männlichen Funktion zentraler Bestandteil des gynodiözischen Systems sind. Empirische Daten dazu sind jedoch erst sehr spärlich vorhanden, nicht zuletzt weil die geschlechtsbestimmenden Gene bei den meisten Arten molekulargenetisch nicht bekannt sind und deshalb genetische Marker zur Untersuchung von Fitnesseffekten der Wiederherstellungsgene fehlen.Vorgehensweise: Wiederherstellungsgene und ihre Auswirkungen werden mittels Kreuzungsexperiment am gynodiözischen Bergthymian (Thymus praecox) indirekt untersucht: (1) Vorhandensein und Zusammenspiel von Wiederherstellungsallelen werden abgeleitet von Familien-Geschlechterfrequenzen und von Variation in der Blütengrösse unter Nachkommen aus kontrollierten Kreuzungen zwischen Weibchen und Zwittern. (2) Die Schätzwerte dafür, ob eine Familie wenige oder viele bzw. gut oder schlecht zusammenpassende Wiederherstellungsallele aufweist, sollen anschliessend mit Fitnessmerkmalen wie dem Keimungserfolg korreliert werden, um auf Kosten der Wiederherstellung der männlichen Funktion zu testen. Schliesslich wird untersucht, ob solche Fitnesskosten erklären können, warum beim Bergthymian Zwitter in höheren Lagen weniger häufig sind als in tiefer gelegenen Populationen.Bedeutung: Das Projekt will zu einem besseren Verständnis evolutiver Prozesse in gynodiözischen Pflanzen beitragen. Das Experiment verspricht methodische Aufschlüsse darüber, wie mutmassliche negative Fitnesseffekte der Wiederherstellung der männlichen Funktion bei gynodiözischen Pflanzen empirisch erhoben werden können. Die Beziehung zwischen der Häufigkeit von Weibchen in Populationen des Bergthymians und allfälligen Kosten der Wiederherstellung der männlichen Funktion kann schliesslich Aufschluss geben über deren Relevanz für Evolution und Erhalt des gynodiözischen Fortpflanzungssystems.
Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 21.02.2013

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Name Institut

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
66852 Gynodioecy in Thymus praecox ssp. polytrichus: why more females at higher altitudes? 01.05.2002 Projektförderung (Abt. I-III)

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