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Prof. Dr. Dirk Albach

AG Biodiversität und Evolution der Pflanzen
Fak. V: Institut für Biologie und Umweltwissenschaften (IBU)
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Carl von Ossietzky-Str. 9-11
26111 Oldenburg

+49 (0)441 798 3339

+49 (0)441 71641

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Forschung

Wofür brauchen wir Vielfalt?

https://www.researchgate.net/lab/Dirk-Albach-Lab

Evolution braucht Vielfalt, denn nur wenn die Natur zwischen verschiedenen Organismen im Sinne Darwinscher Natürlicher Selektion auswählen kann, kann es Veränderung geben. Und Veränderung ist nötig, um sich an neue Lebensräume, und/oder an den Klimawandel anzupassen. Der Mensch ist auf biologische und genetische Vielfalt angewiesen, wenn es um die Züchtung verbesserter Nutzpflanzen geht.

Hybridisierung zwischen Arten ist eine natürliche Möglichkeit der Organismen sich schnell an neue Gegebenheiten anzupassen. Dies macht sich der Mensch seit Jahrhunderten zu Nutze, indem er verschiedene Pflanzen miteinander kreuzt.

Polyploidie ist eine Sonderform der Hybridisierung. Dabei geben die Eltern nicht nur den einfachen, sondern den doppelten Chromosomensatz an die nächste Generation weiter. Dies hat meist verschiedene Vorteile wie eine erhöhte Fruchtbarkeit der Nachkommen, stärkerer Wuchs aber noch vieles mehr.

Folgende Projekte finden derzeit in der Arbeitsgruppe statt

Vielfalt polyploider Arten

Polyploide vereinigen die kompletten Chromosomensätze ihrer Eltern. Neben der erhöhten Fertilität und stärkeren Wuchs bieten sie der Evolution eine große Spielwiese, weil einzelne Allele und Loci sich schneller verändern können. Es gibt ja immer noch Ersatz-Kopien. Andererseits werden viele Ressourcen im Genom durch Polyploidie gebunden. Ist es daher ein Vorteil, wenn die durch Polyplodisierung zusätzlich vorhandene DNA schnell wieder verloren geht? Wir haben schon gezeigt, dass dieses Phänomen des Genome-Downsizing bei der Gattung Veronica eine wichtige Rolle spielt. Kann dieses Phänomen auch die Vielfalt bei Rhododendron erklären/beeinflussen? Spielt es eine Rolle bei dem Erfolg neue Arten zu bilden bei verschiedenen Gattungen neuseeländischer Pflanzen?

Vielfalt der Nutzpflanzen

Für die Züchtung neuer Apfelsorten ist es nötig, die Verwandtschaft der Apfelsorten zu kennen. Dadurch wird eine weitere genetische Verarmung unserer Kulturäpfel verhindert und das ganze Potenzial für die Züchtung schädlingsresistenter Sorten ermöglicht, und zwar ohne gentechnische Veränderung!

Ebenso ist der Erhalt der genetischen Vielfalt beim Dreiblättrigen Yams wichtig, um diese für West- und Zentralafrika wichtige Kulturpflanze besser nutzen zu können.

Grünkohl ist die traditionsreichste Nutzpflanze Nordwest-Deutschland mit trotzdem größtenteils unbekannter Vielfalt. Die Kreuzung mit anderen Kohlvarietäten ermöglicht die Zucht neuer Sorten mit interessanten Merkmalen.

Weißklee ist meist die einzig verbliebene, für Insekten interessante Pflanze unserer Weiden in Nordwest-Deutschland. Doch scheint die bisherige Züchtung biomassereicher, an Sekundärstoffen armen Sorten auch deren Eignung als Nahrungspflanze für Insekten negativ beeinflusst zu haben. Welche Sorten sind im Hinblick auf den Erhalt und Schutz von Insekten am besten für den Anbau geeignet?

Bei allen Nutzpflanzen spielt auch Polyploidie eine Rolle. Ist Polyploidie ein Vorteil für den Nutzen durch den Menschen?

Vielfalt der Salzwiesen

Das Wattenmeer an der norddeutschen Küste ist Weltnaturerbe und Nationalpark. Doch die Vielfalt der Arten ist bisher noch nicht vollständig bekannt und vor allem nicht die Interaktionen, die zum Erhalt dieser Vielfalt notwendig sind. Fragen unserer Forschung in der DFG-Forschergruppe DynaCom sind: Welche Bedeutung hat Polyploidie für die Anpassung von Pflanzen an Salzstandorte? Welche Bedeutung haben Interaktionen mit Pilzen für das Überleben der Salzwiesen-Pflanzen? Sind Mikroorganismen eng an bestimmte Lebensräume angepasst oder flexibel sich an unterschiedliche Bedingungen anzupassen, oder anders gefragt, welche Verbreitungsgebiete haben litorale und pelagiale Mikroorganismen?

Vielfalt erkennen und beschreiben

Nur ein kleiner Teil der weltweiten Artenvielfalt ist beschrieben. Sogar bei den Blütenpflanzen werden ständig neue Arten beschrieben. Mit dem Schwerpunkt auf die Gattung Veronica und die südamerikanischen Enziangewächse, beschäftigen wir uns mit der Dokumentation und der Beschreibung evolutionärer Beziehungen zwischen den Arten. Dazu ist eine Vielfalt an Methoden wichtig. In unserer Arbeitsgruppe sind Arbeiten im Herbarium, an verschiedenen Mikroskopen (Licht-, Fluoreszenz, REM), im Freiland, im Botanischen Garten, insbesondere unter standardisierten Bedingungen in den Gewächshäusern und Klimakammern notwendig. Im Labor arbeiten wir mit Durchflusszytometrie und DNA-RNA-Sequenzierung. Dabei arbeiten wir mit Sanger-Sequenzierung, RADseq-Methoden, SNP-Arrays sowie Transkriptomik und Genomsequenzierung. Darüber hinaus sind bei uns aber auch Metagenom-Sequenzierungen von Pilz- und Bakteriengemeinschaften etabliert.

Webmtuiasterv3n5 (silxgvicr3a.f8xvkempklq0en@uol.fgp9sdeyn2h) (Stand: 08.11.2019)