Analysen mit DNS-Genmarken an Uralteichen in verschiedenen Regionen Deutschlands

210-221

Artikel aus einer Zeitschrift

200204279

Schlagwörter: Quercus; Mikrosatelliten; Haplotypen; Artdifferenzierung; räumlich-genetische Strukturen.
Keywords: Quercus; microsatellites; haplotypes; species differentiation; spatial genetic structure.
In den drei Bundesländern Nordrhein-Westfalen (NRW), Thüringen (TH) und Mecklenburg-Vorpommern (MV) wurden Alteichensolitäre untersucht, die zum Teil vor der französischen Revolution aufwuchsen. Unter der
Annahme einer regelmäßig begrenzten Verfrachtung von Saat- oder Pflanzgut standen damit auch Informationen
zur Genetik der Eiche für Gebiete zur Verfügung, die bereits seit mehreren Jahrhunderten entwaldet sind.
Die Untersuchungen an artdifferenzierenden Kern-Genmarkern und an Chloroplasten (cpDNA)-Genmarkern
bestätigten grundsätzlich die Analysen vorhergehender Untersuchungen. Darüber hinaus zeigten sie, dass die
genetischen Strukturen der cpDNA in den einzelnen Bundesländern stark differenziert sind (Abb. 2). So
schwankt die Diversität der Haplotypen in den Ländern zwischen 1,6 in NRW und 3,5 in TH (Tab. 4). Die Differenzierung zwischen den Bundesländern bewegt sich zwischen 19% und 39% (Tab. 5). Obwohl in den drei Ländern jeweils Haplotypen aller drei Refugien auftreten, kann von einer Homogenisierung der genetischen Strukturen keinesfalls gesprochen werden. Die stark unterschiedliche Prägung der Bundesländer gibt Anlass zu
der Vermutung, dass von Natur aus in den einzelnen Ländern auch unterschiedlich diverses Anpassungs -
potential vorliegt. Analysen an artdifferenzierenden Kerngenmarkern zeigten, dass etwa 91% der untersuchten
Eichensolitäre Stieleichen waren. In den einzelnen Ländern wurden signifikante räumlich/genetische Strukturen beobachtet. Besonders deutlich traten diese in TH auf (Abb. 3c). Hier markiert der Thüringer-Wald eine Grenze der Ausbreitung von Haplotypen aus dem Südosten Europas.
Chloroplast haplotypes were analyzed in very old solitary oaks, some of which had been planted before the
French Revolution in North-Rhine Westphalia, Thuringia and Mecklenburg-Western Pomerania. Assuming limited seed transfer during this time, we have generated genetic information for regions that have been deforested for many centuries. The results at chloroplast DNA (cpDNA) markers and at species-differentiating nuclear DNA markers were generally in accordance with earlier analyses. In addition, we found a pronounced genetic differentiation between 19% and 39% between regions at cpDNA markers and differences in haplotype diversity ranging from 1.6 in North-Rhine Westphalia to 3.5 in Thuringia (Tab. 4 and 5). The different environmental and edaphic conditions indicate that populations from the three regions show a different adaptive potential. Also within regions, especially for Thuringia, significant spatial genetic structures were observed (Fig. 3c). Specifically, the Thuringian forest
constitutes a distribution limit of haplotypes with southeastern origin. Analyses at species-differentiating nuclear markers show that more than 90% of the solitary oaks were pedunculate oaks (Fig. 4). Very old (>450 years) and old
oaks (<450 years) showed little differences in species composition. In North-Rhine Westphalia, oaks in an urban setting showed a much higher haplotype diversity than oaks in a natural setting suggesting that some oaksclose to human settlements were planted.Overall pronounced differences in genetic structures were observed 220 Allg. Forst- u. J.-Ztg., 188. Jg., 11/12 among regions (Fig. 7). These results are important to develop transregional concepts for the conservation of the species’ genetic resources and adaptive potential. Investigations with adaptive nuclear genetic markers would be suitable to confirm differences in the adaptive potential between regions.
Dans les trois Länder allemands Rhénanie-Westphalie (NRW), Thuringe (TH) et Mecklembourg-Poméranie- Occidentale (MV), de vieux chênes solitaires ont été étudiés. Certains sont antérieurs à la Révolution française.
Avec l’autorisation d’un transport régulier et restreint de semences ou de plants, des informations ont été rendues
disponibles sur la génétique du chêne pour des secteurs qui ont subi la déforestation depuis plusieurs siècles. Les
recherches sur des marqueurs génétiques – différenciant les espèces – de noyaux et de chloroplastes (marqueurs
ADN) confirment fondamentalement les analyses des recherches précédentes. En outre elles ont montré que
les structures génétiques de l’ADN des chloroplastes sont fortement différentes entre les Länder (Figure 2).
Ainsi la diversité des haplotypes oscille entre 1,6 en Rhénanie- Westphalie et 3,5 en Thuringe (Tableau 4). La différenciation entre les Länder oscille entre 19% et 39% (Tableau 5). Bien que trois des Länder soient des refuges
pour les haplotypes correspondants, on ne peut parler en aucun cas d’une homogénéisation de la structure génétique. Face à des différences marquées entre les Länder, on peut supposer qu’au sein d’un même Land il y ait
aussi un potentiel adaptatif différent. Des analyses de marqueurs génétiques de graines différenciant les
espèces, ont montré qu’environ 91% des chênes solitaires étudiés étaient des chênes pédonculés. Dans chaque
Land des structures spatiales/génétiques significatives ont été observées. On a retrouvé celles-ci de manière
particulièrement claire en Thuringe (Figure 3c). Ici la forêt de Thuringe marque une limite de l’extension des
haplotypes issus du Sud-Est de l’Europe. De manière surprenante, les recherches ont montré, sur des marqueurs
génétiques de graines avec différenciation des espèces, que plus de 90% des vieux chênes étaient des
chênes pédonculés. Des comparaisons entre de très vieux chênes (>450) et de vieux chênes (<450) ont montré à
peine de différences dans la composition des espèces.