Untersuchungen zur Bedeutung nuklearer und extranuklearer genetischer Information fuer das Verhalten von Pappeln (Populus spp.) in vitro : Dissertation

Göttingen

1991

100 S.

25 Abb., 30 Tab., zahlr. Lit. Ang.

Serie

400091254

Bei den dioezischen Pappeln ist reziproke Kreuzung nicht moeglich. Um zu erkennen, ob auch extranukleare genetische Information einen Einfluss auf die Auspraegung phaenotypischer Merkmale hat, wurden solche Merkmale in vitro an Eltern und ihren Nachkommen untersucht. Einige weibliche und einige maennliche Klone fanden je mehrfach als Kreuzungseltern Verwendung. Einige repraesentiertenreine Arten, andere aber waren Hybriden mit bekannten Entstehung. Die Kultur in vitro erfolgte im wesentlichen auf zwei verschiedenen Medien. Die Merkmale umfassten den Gehalt an Chlorophyll a, Chlorophyll b und Chlorophyll a + b, Carotinoiden und loeslichen Gesamtprotein, sowie das Kalluswachstum. Die Beobachtungen wurden auf Grund ihrer kumulativen Verteilungsfunktionen ausgewertet. Maternale Effekte liessen sich sowohl beim Vergleich zwischen Nachkommenschaften als auch zwischen Nachkommenschaften zu ihren Eltern nachweisen. Die Erklaerung maternaler als cytoplasmatische Effekte gelang nur anhand des Vergleichs zwischen Gruppen von Nachkommenschaften gleicher Eltern. Sie war besonders eindeutig beim Kalluswachstum, da die Auspraegung des Merkmals mehr vom Cytoplasmatyp als vom Genom abhaengig schien. Die Nachkommenschaften liessen sich durch die Auspraegung des Kalluswachstums zwei Gruppen je nach Cytoplasmatyp (P. maximaowiczii bzw. P.trichocarpal) zuordnen. Diese beiden Arten unterscheiden sich nach frueheren Untersuchungen in ihrem Cytoplasmatyp durch die Restriktionsmuster der mtDNA und der cpDNA; beide Zellkompartimente werden dann vom Samenelter an die Nachkommen weitergegeben. Die Ergebnisse auch hinsichtlich der anderen Merkmale lassen vermuten, dass die Staerke cytoplasmatischer Effekte je nach Merkmale anders ist. Da verschiedene quantitative Merkmale auch von verschiedenen Saetzen nuklearer Genen kontrolliert werden, haengt es von deren Interaktion mit cytoplasmatischen Genen ab, wie stark die genetische Information des Cytoplasmas exprimiert ist. Wie stark die cytoplasmatischen Effekte ausgepraegt waeren, haengt daher ausser vom betrachteten Merkmal auch von der Elternkombination und dem Kulturmedium ab. Zufaellig in den Sameneltern vorhandene Allele liessen sich als Ursache maternale Effekte ausschliessen. Als Cytoplasmaeffekte als Ergebnis des Zusammenwirkens zwischen Cytoplasma und Genom liessen sie sich anhand der Hypothese der "plasmonsensitiven Gene" und einer Konzentrationsschwelle der plasmon-sesitiven Polygene" interpretieren. Aufgrund der Ergebnisse laesst sich folgern, dass das Zusammenwirken zwischen extranuklearer genetischer Information fuer die Auspraegung der erwaehnten Merkmale eine grosse Rolle spielt. Am deutlichsten wurden die cytoplasmatischen Effekte beim Kalluswachstum beobachtet, doch lassen sie sich nur bei bestimmten Elternkombinationen erkennen. Ist der genetische Hintergrund der Elternklone sehr unterschiedlich, zeig...