Kartierung quantitativer Loci der Frosttoleranz bei Arabidopsis thaliana (QTL Mapping), Identifizierung von Kandidatengenen durch Fein-Mapping und verifikation mittels Knock-out-Mutanten und transgener Pflanzen

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Akzessionen von Arabidopsis thaliana unterschiedlicher geographischer Herkunft zeigen große Unterschiede in der Frosttoleranz, insbesondere eine mit der Entfernung vom Äquator stark zunehmende Akklimatisierungs-Kapazität. Diese Unterschiede sollen genutzt werden, um genetische Determinanten der Akklimatisierungsleistung zu identifizieren. Frosttoleranz ist eine komplexe, multigenische Eigenschaft, an der zahlreiche Stoffwechselwege beteiligt sind. Durch multiparallele Analyse der Genexpression konnten wir nachweisen, dass ca. ein Drittel der Gene von Arabidopsis temperaturabhängig exprimiert wird. Für eine Kollektion von neun Akzessionen konnten wir eine gute Korrelation der Akklimatisierungsleistung mit der Anzahl differentiell exprimierter Gene ableiten, aus der gefolgert werden kann, dass eine Vielzahl regulierter Gene funktionell bedeutsam ist. Aus einer Kreuzung der Akzessionen Tenela (Finnland) und C24 (wahrscheinlich Portugal), die hinsichtlich der Frosttoleranz extreme Unterschied (5.5°C) aufweisen, wurden durch wiederholte Selbstung rekombinante Inzuchtlinien (RIL) erzeugt, die im Rahmen des Projekts zur Kartierung quantitativer Loci (QTL) genutzt werden sollen. Eine Methode zur Phänotypisierung von 400 RIL mit einem Auflösungsvermögen von 0.4°C ist etabliert, die Genotypisierung soll im Rahmen des Projekts vorgenommen werden. Durch Fein-Mapping unter Verwendung von nahezu isogenen Linien (NIL) soll die Anzahl der Kandidatengene für QTL mit großem Beitrag zur Variabilität eingeengt werden, bevor diese unter Verwendung von knock out Mutanten bzw. von transgenen Linien überprüft werden.