LorbeergewächseErste Analyse der vollständigen Chloroplasten-Genome von sieben Ocotea-Arten

1. Februar 2022, von MIN-Dekanat

Foto: UHH/MIN/Rohwer

Ocotea aciphylla (Nees & Mart.) Mez, eine der häufigsten Arten im südlichen Brasilien.

Ein Forschungsteam unter Leitung des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg hat erstmals das vollständige Chloroplastengenom von sieben Arten der Gattung Ocotea sequenziert und analysiert. Die Arbeit eröffnet den Weg zur Nutzung des Chloroplastengenoms für die Systematik dieser Gattung und wurde in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht.

Lorbeergewächse (Lauraceae) sind überwiegend Bäume oder Sträucher. Sie gehören zu den häufigsten Pflanzenfamilien in feuchten tropischen Gebieten und umfassen etwa 55 Gattungen mit 2500 bis 3500 Arten. Dabei ist Ocotea Aubl. derzeit die größte Gattung unter den Lorbeergewächsen der amerikanischen Tropen und umfasst etwa 400 bis 450 Arten, von denen etwa 90 Prozent aus Zentral- und Südamerika stammen, während der Rest auf Madagaskar, in Zentral- und Südafrika, auf Mauritius, Réunion, den Komoren, den Kanarischen Inseln und Madeira beheimatet ist.

Ein Forschungsteam des Fachbereich Biologie der Universität Hamburg, des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNITM) in Hamburg sowie der Universität São Paulo „Júlio de Mesquita Filho“ hat nun in einer Studie die ersten vollständigen Genomsequenzen von sieben Ocotea-Arten sequenziert und analysiert. „Es ist die erste Studie dieser Art in dieser artenreichen und ökologisch wichtigen Gruppe“, sagt Prof. Dr. Jens Gunter Rohwer vom Fachbereich Biologie der Universität Hamburg.

Die Größe des Chloroplastengenoms dieser Arten liegt zwischen 152.630 Basenpaaren (Ocotea porosa) bis 152.685 Basenpaaren (Ocotea aciphylla). Alle sieben Plastome enthalten insgesamt 131 Gene, von denen 87 für Proteine kodieren. Die Untersuchung zeigt vergleichsweise geringe Unterschiede zwischen den Genomen, was auf eine geologisch junge Diversifikation dieser Gruppe deutet. In einer vorläufigen phylogenetischen Analyse erscheinen die sieben Ocotea-Arten als Schwestergruppe zur Gattung Cinnamomum, die unter anderem die Zimt- und Kampferbäume umfasst.

Für die Studie wurde getrocknetes Blattmaterial von den sieben Pflanzenarten verwendet. Fünf Proben wurden 2011 in Brasilien gesammelt, eine im Botanischen Garten Berlin, und in einem Fall wurde getrocknetes Pflanzenmaterial aus dem Herbarium Hamburgense verwendet.

Die Genomsequenzierung mit Hilfe der Illumina-Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie wurde in der Arbeitsgruppe von Jonas Schmidt-Chanasit, ebenfalls Professor am Fachbereich Biologie der Universität Hamburg und Leiter der Abteilung Arbovirologie am BNITM durchgeführt, die Auswertung in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jens Gunter Rohwer. „Für uns ist die Arbeit auch deshalb so besonders, weil sie in Zusammenarbeit zwischen zwei ganz unterschiedlichen Abteilungen gemacht wurde, die sonst nicht viele Berührungspunkte haben“, sagt Rohwer.