Hybridisierte Pflanzenarten zur Erforschung der Genomevolution
Polyploidie - ein Prozess, aus dem Organismen mit unterschiedlicher Anzahl von Chromosomensätzen hervorgehen – tritt vor allem bei Pflanzen auf. Dabei nehmen Chromosomen von parentalen Spezies (Paleopolyploide) wieder einen funktionell diploiden Zustand an, indem einige duplizierte Gene eliminiert werden. Die ordnungsgemäße Segregation von Chromosomen und die Förderung der genetischen Vielfalt durch meiotische Rekombination wird durch meiotischen Crossover (CO) zwischen homologen Chromosomen gewährleistet. In allopolyploiden Arten ist dieser Prozess kompliziert, da homöologe Chromosomen normalerweise genug Ähnlichkeit aufweisen, um wieder miteinander rekombiniert zu werden. Dadurch kann es zu chromosomaler Missegregation kommen und die Stabilität der Reproduktion beeinträchtigt werden. Die Unterdrückung des meiotischen Crossover zwischen homöologen Chromosomen ist daher Voraussetzung für polyploide Artbildung. Das Projekt COGEPRBN (Molecular characterization of the PrBn locus and some other QTLs controlling homeologous recombination in Brassica napus) erforschte genetische Ereignisse bei der CO-Suppression zwischen homöologen Chromosomen in Raps (Brassica napus). Ziel des EU-finanzierten Projekts war die Charakterisierung von Abschnitten im B. napus-Genom, die den PrBn-Locus und andere quantitative Merkmale (QTL) enthalten, die für homöologe Rekombination verantwortlich sind. Die Forscher wollten primär herausfinden, ob PrBn und einige andere QTL duplizierte Gene sind, bei denen die Polyploidie nicht an die nächste Generation weitergegeben wurde, und ob sie bei der Regulierung der homöologen Rekombination kooperieren. Interessant war auch, ob PrBn weiterhin ein Faktor ist, der das Maß der homöologen Rekombination auf Artebene bestimmt. Es erfolgten komparative genetische Analysen aller QTL-Regionen und deren Duplikationen im B. napus-Genom. Mit kombinierten bioinformatischen und genetischen Ansätzen wurde untersucht, wo diese QTL in spezifischen Regionen des B. napus-Genoms zu finden sind. Kein QTL konnte in den mit PrBn verwandten Regionen lokalisiert werden, was nahe legt, dass dieser Locus nicht dupliziert ist. COGEPRBN trug Erkenntnisse zur Evolution von Polyploidie im Genom bei und untersuchte die evolutionäre Dynamik duplizierter Gene/Regionen und die genetische Regulierung homöologer Chromosomenpaarung und –rekombination.
