Alpenveilchen 1. Teil

Mai 2017

Cyclamen purpurascens – eine molekulargenetische Analyse

Im April 2017 habe ich einen kleinen Bericht in den Schriften der Baar zu Alpenveilchen veröffentlicht. Ab Seite 123: Schriften der Baar 2017 

In der Literatur werden etwa 20 Arten verschiedene Cyclamen (Alpenveilchen) unterschieden. Das Europäische Alpenveilchen (Cyclamen purpurascens) ist aber die einzige in Deutschland heimische Cyclamen Art. In der Arbeit wollten wir ein Alpenveilchenvorkommen im Brigachtal genauer bestimmen. 

Hierfür untersuchte ich verschiedene Fragment der Chloroplasten-DNA und auch der genomischen DNA von dem wilden Alpenveilchen und als Kontrolle ein Alpenveilchen aus einer Gärtnerei.

Die Isolation von genomischer DNA aus Pflanzen ist nicht ganz so einfach. In meinem Labor benutze ich grundsätzlich keine giftigen Chemikalien wie Phenol, Mecaptoethanol oder Chloroform. Deshalb habe ich ein Protokoll entwickelt, das für das Alpenveilchen funktioniert und genug saubere DNA für eine PCR abwirft. Ich habe ziemlich viel Zeit in dieses Protokoll investiert und will es hier gerne mit interessierten Pflanzengenetikern teilen:

Extraktion von DNA aus Blättern von Cyclamen ohne Phenol

Ergebnisse 1. Teil

Die untersuchten Abschnitte aus dem Chloroplasen zeigten eindeutig, dass es sich bei den Pflanzen im Brigachtal um Cylamen purpurascens handelt. Hier will ich die Ergebnisse der Sequenzierung mit der ribosomalen DNA zeigen, die aus dem Zellkern stammt. Die flankierenden Spacer um die 5.8S ribosomale DNA sind am besten untersucht bei den verschiedenen Cyclamen Arten und zeigen auch am meisten Unterschiede.

Phylogenetischer Baum der verschiedenen Alpenveilchenarten anhand des Fragments um die 5.8S ribosomale DNA.

Anhand von vier DNA-Fragmente wurde nachgewiesen, dass es sich bei den Alpenveilchenvorkommen im Brigachtal um das Europäische Alpenveilchen (Cylamen purpurascens) handelt. Es ist mit Sicherheit keine Zuchtform. Das Alpenveilchen aus der Gärtnerei hingegen wurde aus Cylamen hederifolium gezüchtet.

Ausblick

Im Jahr 2012 kam eine sehr interessante Veröffentlichung von Slovak et al. heraus, bei der ein bestimmtes Fragment der Chloroplasten DNA (trnD-trnY Intergenic spacer) sequenziert wurde (1).  Hierfür wurden 82 verschiedene Cylamen purpurascens aus verschiedenen Regionen Europas ausgewählt und verglichen. Leider war die ganze Arbeit vergebens, da in dem Fragment trnD-trnY nur vier verschiedene Basen an den unterschiedlichen Standorten existieren. Aus diesen vier Stellen des Fragments „trnD-trnY Intergenic spacer“ lassen sich entgegen der Aussage nach Slovak et al. keine Rückschlüsse auf den Standort des Europäischen Alpenveilchens ziehen.

Die geographische Kartierung des Europäischen Alpenveilchens (1) enthält leider nicht die versprochenen Unterschiede innerhalb der Sequenzen. So kamen wir auf die Idee, die Arbeit selber neu zu machen. Aber mit einem geeigneteren Abschnitt.

Da das Fragment um die 5.8S ribosomale DNA auch innerhalb vom Cylamen purpurascens Unterschiede aufweist, kam es uns am geeignetsten vor. Jetzt soll zuerst die gesamte rDNA mit externen und internen Spacern, sowie die Sequenz zwischen den Repeats, sequenziert werden. Diese Sequenz wird dann bei unterschiedlichen geographischen Standorten verglichen.

Die Fortschritte dieser Untersuchungen werde ich hier schildern:

Geographische Kartierung von Cylamen purpurascens anhand der genomischen Sequenz der ribosomalen DNA.

Hier gehts zu Teil 2

1) Slovak et al. Multiple glacial refugia and postglacial colonization routes inferred for a woodland geophyte, Cyclamen purpurascens: patterns concordant with the Pleistocene history of broadleaved and coniferous tree species. The Linnean Society of London 105 (2012):

 

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