Untersuchung genetischer Variation im Hinblick auf Anpassungsvorgänge entlang eines Umweltgradienten in einem Eichenniederwaldvorkommen in Rheinland-Pfalz    

Universität Göttingen, Abt. für Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung; Az.: Göttingen 05/09

Zielsetzung:

Im Hinblick auf einen prognostizierten Klimawandel handelt es sich bei den Eichenniederwäldern in Rheinland-Pfalz um Populationen, die bereits seit Generationen jenseits des ökologischen Optimums unter im Wesentlichen durch geringe Wasserversorgung geprägten Umweltbedingungen existieren.
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung der Georg August-Universität Göttingen wurden  entlang eines Höhengradienten Eichen in einem Niederwald und zum Vergleich dazu Eichen aus einem in der Nähe liegenden Eichenbestand (zugelassener Saatgutbestand) im FA Zell, Revier Liesenich, genetisch analysiert. Ziel der Untersuchung war es, herauszufinden, ob selektive Prozesse zu einer wahrnehmbaren Veränderung des Genpools von Eichenniederwäldern geführt haben, oder ob allein die Plastizität dieser Baumart ausreicht auch unter einer von Trockenstress geprägten Umwelt zu überleben.  

Methoden:

Die DNA-  Analysen wurden mit zwei Markersets durchgeführt. Markerset eins besteht aus kernkodierten SSRs, die im Hinblick auf Anpassungsvorgänge neutral sind (ssrQpZAG 1/5, ssrQpZAG9, Steinkellner et al. 1997). Das zweite Markerset besteht aus ausgewählten kernkodierten SSRs, die direkt im Bereich von potentiell adaptiven Genen lokalisiert sind (CTDI4171, CTTRI3316, L1FI32 und AF, Gailing unveröff.) und einem Bereich des Dehydrin 3 (Dhn3) Gens, das hinsichtlich der An- bzw. Abwesenheit eines Indels (von Insertion/Deletion) charakterisiert wird.
Es wird davon ausgegangen, das die Allelvariante mit Indel unter Trockenstress physiologisch vorteilhaft ist (Vornam, 2011).

Ergebnisse:

Im Niederwaldvorkommen zeigen die neutralen Marker aber auch das Dehydrin 3 Fragment bezüglich der allelischen und genotypischen Strukturen keine signifikanten Unterschiede entlang des Höhentgradienten. Zwischen dem Niederwaldvorkommen und dem Saatgut- Erntebestand treten abgesicherte Unterschiede der genetischen Strukturen für das Dehydrin 3 Fragment auf .Diese sind bezüglich der genetischen Strukturen signifikant und bezüglich der genoptypischen Strukturen hochsignifikant. 
Insgesamt geben die Ergebnisse deutliche Hinweise darauf,  dass die genetischen Strukturen am Dehydrin3-Genort tatsächlich aus lokal spezifischen adaptiven Prozessen in den untersuchten Eichenvorkommen resultieren.