Nathalie Hering (KIT Karlsruhe)
Nathalie Hering erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.
Titel:
In-situ Hybridisierung in Salvia Blüten und nahverwandten Lamiaceae Arten zur Detektion von Entwicklungsgenen
Sie beschreibt das unerwartete Vorkommen von B-Klassen Identitätsgenen im Ovar adulter Salvia Blüten sowie nahverwandter Lamiaceaen.
Die Blüte stellt eine evolutionäre Schlüssel-Innovation zur Arterhaltung dar, da eine bestimmte Interaktion zwischen Blüte und Bestäuber für viele Arten der Schlüssel ist, ihre genetische Linie zu bewahren. Innerhalb der Blütenentwicklung soll es sogenannte Genes of Speciation geben, welche maßgeblich am Aufbau von Reproduktionsbarrieren beteiligt sind. Anhand deren könnte die Debatte um das Artkonzept gelöst werden, da eine Analyse dieser Gene es ermöglichen könnte, die Arten systematisch korrekt zu klassifizieren. Um die Blütenentwicklung in Salvia und nahverwandten Lamiaceaen verstehen zu können, wurde das zeitliche und räumliche Expressionsmuster beteiligter homöotischer Gene vergleichend betrachtet. Innerhalb dieser Arbeit wurde die Expression der B-Klassen Entwicklungsgene GLOBOSA (GLO) und DEFICIENS (DEF) in adulten Salvia Blüten sowie nahverwandten Lamiaceaen qualitativ und quantitativ sowie mit Hilfe der in-situ Hybridisierung (ISH) untersucht. Die ISH ist eine molekularbiologische Methode zum spezifischen Nachweis von Nukleinsäuren in der Zelle von histologischen Schnittpräparaten in vivo. Mithilfe dieser Methode konnten die Entwicklungsgene GLO und DEF erfolgreich im Ovar und Staubblatt von Blüten der Lamiaceaen via ISH lokalisiert werden.
Das Vorkommen des B-Klassen Identitätsgens GLO in den Staubblättern entspricht dem ABC-Modell nach Coen und Meyerowitz. Die unerwartete Lokalisierung der beiden Entwicklungsgene GLO und DEF im Ovar könnte auf ein evolutionär junges, unbekanntes Protein hindeuten oder aber auf eine Repression der Entwicklungsgene durch eine unbekannte microRNA im vierten Blütenkreis hinweisen. Das Vorkommen der Entwicklungsgene in der Blüte wird durch die qualitative und quantitative Genexpressionsanalyse bestätigt. Genaue zeitliche Expressionsmuster der Entwicklungsgene konnten nicht detektiert werden, lediglich dass diese Gene vermehrt in späten Entwicklungsstadien der Blüte vorkommen. Dennoch lässt das Vorkommen des Entwicklungsgens DEF im Blatt eine frühe Involvierung in das kombinatorische Netzwerk der Blütenentwicklung offen, neben seiner eigentlichen Funktion als B-Klassen Identitätsgen.
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Nathalie Hering fertigte die Arbeit am Botanischen Institut I, Abteilung für Biodiversität des Karlsruher Instituts für Technologie in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Nick an.