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GENOMISCHE ANALYSEN AM RIFFBARSCH PSEUDOCHROMIS SP. (PSEUDOCHROMIDAE)

Gastgebende BiK-F Wissenschaftler:
Dr. Tilman Alpermann (Tropisch-Marine Systeme, PB-A), Prof. Dr. Markus Pfenninger (Evolutionary Ecology Group, PB-D)

Gastwissenschaftler und Aufenthaltsdauer:
Bastian Greshake (B.Sc. Biowissenschaften, Universität Münster), Oktober 2010 bis Januar 2011.

Projektbeschreibung:
Die Familie der Riffbarsche (Pseudochromidae) stellt mit sechs endemischen Vertretern im Roten Meer und den jeweiligen Schwesterarten, die im Golf von Aden und angrenzenden Regionen des Indischen Ozeans beheimatet sind, eine der Gruppen dar, die für die Untersuchungen der Klima-abhängigen Besiedelungsgeschichte des Roten Meeres ausgewählt wurden (PB-A 4.2: TMS – Molekulare Uhren). Diese im frühen Holozän angesiedelten Prozesse lassen sich neben der Untersuchung mittels sogenannter molekularer Uhren und Koaleszenzanalysen, wie sie in PB-A 4.2 bereits durchgeführt werden, auch in Hinblick auf adaptive Vorgänge bezüglich der unter natürlicher Selektion stehenden Gene untersuchen. Zur Identifizierung funktionaler Gene wird hier zunächst eine bioinformatische Analyse einer partiellen 454 shotgun-Genomsequenzierung in Form von Genom-Assemblierung, Gen-Annotierung und der Analyse von Gen-Modellen durchgeführt. Im Anschluss daran soll die Evolution der identifizierten Gene an Hand von Sequenzmerkmalen der Protein-codierenden Abschnitte näher aufgeklärt werden. So lassen sich beispielsweise durch vergleichende Untersuchungen nah verwandter Taxa – oder auf Populationsebene innerhalb einer Art – Gene unterscheiden, die positiver oder reinigender Selektion unterlagen bzw. neutral evolviert sind. Diese Informationen wiederum lassen Rückschlüsse auf die im jeweiligen Lebensraum vorherrschenden selektiven Kräfte zu und können so Hypothesen bezüglich des direkten Einflusses klimatischer Veränderungen auf die Artbildungsprozesse, die im Falle des Roten Meeres zu Abgrenzung und Endemismus geführt haben, bekräftigen oder widerlegen.

Die genomische Charakterisierung in Form der geplanten Sequenzassemblierung und funktionalen Gen-Annotierung sowie die im Anschluss daran geplanten Untersuchungen zur genomischen Signatur von Selektions- und Adaptationsprozessen stellen eine Brücke zu den Forschungsaktivitäten  in der Gruppe Tropische Marine Systeme (TMS) in den Projektbereichen PB-A, -B und -F und der Evolutionary Ecology Group in PB-D dar.