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  Genetische Populationsvergleiche mit gengekoppelten und anonymen Mikrosatelliten: auf der Suche nach Markern unter Selektion

Oetjen, K. (2006). Genetische Populationsvergleiche mit gengekoppelten und anonymen Mikrosatelliten: auf der Suche nach Markern unter Selektion. Diploma Thesis, Christian-Albrechts-Universität, Kiel.

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Item Permalink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-D8C8-D Version Permalink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-D8C9-B
Genre: Thesis

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KOetjen_Diplom.pdf (Publisher version), 2MB
Name:
KOetjen_Diplom.pdf
Description:
-
Visibility:
Public
MIME-Type / Checksum:
application/pdf / [MD5]
Technical Metadata:
Copyright Date:
-
Copyright Info:
-
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-

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Creators

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 Creators:
Oetjen, Katharina1, Author              
Reusch, Thorsten1, 2, Advisor              
Hartl, Günther, Referee
Affiliations:
1Department Ecophysiology, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society, ou_976547              
2Department Evolutionary Ecology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society, ou_1445634              

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Free keywords: -
 Abstract: Natürliche Selektion wird als der Schlüsselprozess der Evolution betrachtet und trägt maßgeblich zur Anpassung von Arten an ihre Umwelt bei. Während Selektion auf der Ebene des Phänotyps unzählige Male nachgewiesen wurde, ist die Frage nach der genetischen Basis selektiver Prozesse immer noch zu großen Teilen ungeklärt. Im Zentrum der modernen Evolutionsbiologie steht deshalb die Frage, wie Genotyp und Phänotyp ursächlich zusammenhängen. Molekulargenetische Techniken ermöglichen es uns heute, genetische Marker zur Suche nach Selektion zu verwenden. Marker, die räumlich nahe bestimmter Gene liegen, spiegeln die durch Selektion entstandenen Veränderungen dieser Gene wieder. Beim ‚Genome Scanning’ werden zahlreiche Genloci in verschiedenen Populationen untersucht. Das Ziel ist, Unterschiede in der Populations-Differenzierung verschiedener Loci zu ermitteln. Loci, die von der Neutralität abweichendes Verhalten aufweisen, werden als Kandidaten für Loci unter Selektion identifiziert. Ich entwickelte erstmals in einer marinen Blütenpflanze, dem großen Seegras Zostera marina, 14 EST-Mikrosatelliten und kombinierte diese einem ‚Genome Scan’ mit 11 anonyme Mikrosatelliten. Während anonyme Mikrosatelliten zufällig im Genom verstreut liegen, sind EST-Mikrosatelliten eng an bekannte Gene gekoppelt. Ich untersuchte drei Z. marina-Populationspaare, deren Standorte sehr unterschiedliche Umweltbedingungen aufwiesen. Der Habitatkontrast hatte erkennbare Auswirkungen auf morphologische Eigenschaften und Life- History-Traits der Pflanzen, eventuelle genetische Unterschiede sollten mit Hilfe des ‚Genome Scans’ erfasst werden. In diesem neuartigen Versuchsdesign, das drei Replikate des Versuchsansatzes beinhaltete, identifizierte ich Loci mit von der Neutralität abweichendem Verhalten mittels zweier verschiedener Methoden. Die beiden verwendeten Modelle gehen von verschiedenen Voraussetzungen aus und identifizieren daher unterschiedliche Loci als Kandidaten für Loci unter Selektion. Außerdem untersuchte ich, ob sich anonyme und gengekoppelte Mikrosatelliten im Ausmaß ihrer Populationsdifferenzierung unterschieden. Meine Ergebnisse weisen darauf hin, dass bei Z. marina kein Unterschied im Verhalten von gengekoppelten und anonymen Mikrosatelliten auftritt. ESTMikrosatelliten zeigten weder eine geringere noch eine stärkere Differenzierung als anonyme Mikrosatelliten und wurden auch nicht häufiger als Kandidaten für Loci unter Selektion identifiziert. Ich konnte zwei anonyme und drei gengekoppelte Mikrosatelliten identifizieren, deren Verhalten nicht mit der Selektionsneutralität übereinstimmte. Von den drei gengekoppelten Mikrosatelliten war einer an eine saure Phosphatase gekoppelt, ein Locus lag nahe bei dem Gen eines unbekannten Proteins. Der Interessanteste Kandidat für einen Locus unter Selektion ist der Mikrosatellit C_P07_28, welcher an das Gen eines Nodulins gekoppelt ist. Noduline sind Proteine aus der Gruppe der Aquaporine, welche Wasserkanäle in Zellmembranen bilden. Es ist wahrscheinlich, dass die divergierende Selektion, die zu der Differenzierung an diesem Locus geführt hat, in Zusammenhang mit dem Wasserhaushalt von Z. marina steht. Meine Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe von ‚Genome Scans’ die genetischen Hintergründe ökologischer Anpassungen beleuchtet werden können. Da ‚Genome Scans’ verwendet werden können, um Gene zu identifizieren, die bei der Anpassung natürlicher Populationen eine Rolle spielen, sind sie ein wertvolles Mittel für das Management ökologisch wertvoller oder bedrohter Arten.

Details

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Language(s): deu - German
 Dates: 2006-04
 Publication Status: Accepted / In Press
 Pages: 79 p.
 Publishing info: Kiel : Christian-Albrechts-Universität
 Table of Contents: Inhalt
1 Einleitung___________________________________________________ 6
1.1 Die Suche nach den Spuren der Selektion ______________________ 6
1.2 Genome Scans mit Hilfe von Mikrosatelliten ____________________ 10
1.3 Zostera marina im nordfriesischen Wattenmeer _________________ 13
1.4 Ziel und Fragestellung dieser Arbeit __________________________ 16
2 Material und Methoden_______________________________________ 19
2.1 Die untersuchten Populationen ______________________________ 19
2.2 Probennahme und DNA- Extraktion___________________________ 20
2.3 Entwicklung der Mikrosatelliten ______________________________ 22
2.3.1 Anonyme Mikrosatelliten ________________________________ 22
2.3.2 Gengekoppelte Mikrosatelliten ___________________________ 22
2.4 PCR und genetische Analyse _______________________________ 25
2.5 Datenanalyse ____________________________________________ 26
2.5.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ________ 26
2.5.2 Vergleich der Populationsdifferenzierung anonymer und
gengekoppelter Mikrosatelliten________________________________ 28
2.5.3 Identifizierung von einzelnen Mikrosatelliten-Loci unter Selektion 29
2.5.4 Das Problem der multiplen statistischen Tests _______________ 33
3 Ergebnisse_________________________________________________ 35
3.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ___________ 35
3.2 Vergleich anonymer und gengekoppelter Mikrosatelliten __________ 39
3.3 Identifizierung von Mikrosatelliten-Loci unter Selektion____________ 41
4 Diskussion_________________________________________________ 49
4.1 Genetische Differenzierung der Seegras-Populationen ___________ 49
4.2 Vergleich anonymer und gengekoppelter Mikrosatelliten __________ 52
4.3 Identifizierung von Mikrosatelliten-Loci unter Selektion____________ 54
5 Zusammenfassung __________________________________________ 64
6 Literaturverzeichnis _________________________________________ 66
7 Anhang____________________________________________________ 73
8 Danksagung _______________________________________________ 77
9 Stellungnahme _____________________________________________ 79
 Rev. Method: -
 Identifiers: eDoc: 317987
Other: Dipl/11463
 Degree: Diploma

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