In einem weiteren Schwerpunkt analysieren wir die Genome von Tier- und Pflanzenpopulationen, deren Biologie und Ökologie in diversen Feldprojekten untersucht wird, mittels DNA-Fingerprint, Mikrosatelliten-PCR, ISSR-PCR und dem Sequenzvergleich von Markergenen. Dazu werden ausgewählte Gene, z.B. das mitochondriale Gene (z.B Cytochrom b, COI), Chloroplastengene (rbcL, matk), aber auch nukleäre Gene, mittels der PCR-Methode amplifiziert und anschließend direkt oder nach Klonierung sequenziert. Eine bioinformatische Analyse dieser Daten gibt Aufschluß über intra- und interspezifische Verwandtschaft, evolutionäre bzw. phylogeographische Zusammenhänge und den Genfluß zwischen Populationen bzw. Arten.

Molekulare Evolution der Fabaceae, Lamiaceae, Solanaceae, Cycadales, Asphodelaceae
Die Systematik und Evolution der Schmetterlingsblütler (Fabaceae), Lippenblütler (Lamiaceae), Nachtschattengewächse (Solanaceae) und Cycadales, Asphodelaceae, sowie Aspleniaceae wird in diesem Projekt anhand von phytochemischen (Alkaloide, Terpene) und genetischen Merkmalen (DNA-Sequenz des rbcL-Gens; ITS-Bereiche der rDNA; ISSR-PCR) bearbeitet. Zur phytochemischen Charakterisierung werden die Alkaloide mittels Kapillar-Gaschromatographie, HPLC, GC-MS oder LC-MS analysiert. Die Sekundärstoffmuster werden mit den molekularen Stammbäumen verglichen, um zu erkennen, ob eine Merkmalsgruppierung auf Konvergenz oder auf gemeinsamer Phylogenie beruht. Insbesondere wird die Besiedlungsgeschichte der Neuen und Alten Welt sowie von Inseln erforscht. Wir hoffen, mit diesen Methoden die Evolution der entsprechenden Pflanzenfamilien rekonstruieren zu können.

Beteiligte Mitarbeiter: H. Sauer-Gürth; Alumni: T. Morozova, Dr. J. Treutlein, Dr. E. Käss, Dr. M. Kaufmann, Dr. B. Gemeinholzer, Dr GAMAL I.A. MOHAMED, DR. V. GOBERT, Dr. K. Bermudez Torres (Mexiko), Dr. F. Merino (Argentinien),

Kooperation: Prof. Dr. B.-E- van Wyk, Dr. Michelle van der Bank (Johannesburg); Prof. Gideon Smith (Pretoria) Dr. P. Vorster (Uni Stellenbosch), Prof. Dr H.-D. Behnke (Uni Heidelberg), Dr. S. Moja, Prof. Dr. P. Taberlet, Dr. K.J. Sytsma (USA), Dr. A. Planchuelo-Ravelo (Argentinien),

Genetik von Sozialsystemen, Paternitätsanalysen
Die Paarungssysteme bei Tieren können sehr variabel sein, von monogam über polygyn bis zu promiskuin. Nur durch molekulare Marker kann man die wirklichen genetischen Verhältnisse aufklären, um den Anpassungswert der zugehörigen Verhaltensweisen erklären zu können. Zur Untersuchung der Genetik von Paarungssystemen setzen wir DNA-Fingerprinting, Mikrosatelliten-PCR und ISSR-PCR ein. Diese Methodik verwenden wir auch, um bei Zuchtprojekten den Grad der Homozygotie bzw Heterozygotie der Zuchttiere (Vermeidung von Inzucht) bzw. die Paternität zu bestimmen.

Beteiligte Mitarbeiter: H. Staudter, H. Sauer-Gürth, A. Bauer; Alumni: Dr. I. Swatschek, Dr. B. Giessing, V. Knigge

Kooperation: Prof. Dr. H. Winkler, Dr. Hoy (KLIVV, Wien), PD Dr. B. Leisler (MPO Radolfzell), Prof. Dr. A. Dyrcz (Wrozlav), A. Müllner (Würzburg/ Frankfurt), Dr. K. Schulze-Hagen (Mönchengladbach),

Molekulare Geschlechtsbestimmung
Bei vielen Tierarten ist es nicht möglich, das Geschlecht äußerlich zu erkennen. Mit Hilfe geeigneter PCR Primer haben wir ein Verfahren zur molekularen Geschlechtsbestimmung bei Vögeln entwickelt. Wir setzen die Methode insbesondere für Zuchtprojekte von vom Aussterben bedrohten Tierarten ein.

Beteiligte Mitarbeiter: H. Sauer-Gürth + Azubis

Kooperation: Prof. Dr. P. Becker (IVF Wilhelmshaven), A. Müllner (Würzburg/ Frankfurt), Dr. D. Ristow, Dr. T. Grafe (Würzburg),

Molekulare Populationsgenetik von Inselvogelarten
Populationsgenetik (insbesondere Genfluß und Speziation) und Vaterschaftssysteme werden bei mediterranen und makaronesischen Inselvogelarten sowie Tonga-Vögeln über Sequenzanalysen mitochondrialer Gene, ISSR-PCR und DNA-Fingerprint untersucht. Neben den Laborarbeiten erfolgten gut 20 Jahre Freilanduntersuchungen am Gelbschnabelsturmtaucher und Eleonorenfalken, um molekulare Daten mit den ökologisch-biologischen Fakten vergleichen zu können.

Beteiligte Mitarbeiter: J. González; Alumni: C. Dietzen

Kooperation: Dr. D. Ristow (München), Dr. M. Clouet, Dr. H.H. Witt, Prof Dr. E. Curio (Bochum);

Molekulare Phylogenie und Evolution von Tieren
Aus Blut- oder Gewebeproben wird DNA isoliert. Mittels PCR werden Markergene amplifiziert und sequenziert (DNA barcoding). Über den Vergleich der DNA-Sequenzen wird die zugrundeliegende Phylogenie und Phylogeographie erarbeitet. Die molekularen Stammbäume werden mit anderen biologischen Merkmalen korreliert, um zu erkennen, ob Merkmale auf Konvergenz oder gemeinsamer Phylogenie beruhen. Untersuchte Tiergruppen umfassen:

Aves: Falconiformes (Greifvögel), Strigiformes (Eulen), Otididae (Trappen), Lariidae, Procellariiformes (Seevögel), Flamingos, Sylviidae (Laubsänger, Rohrsänger), Turdidae (Kleindrosseln), Nashornvögel (Bucerotiformes), Mausvögel (Coliiformes), Papageien (Psittacidae), Anseriformes (Enten, Gänse)
Reptilia: Schildkröten (Emydidae; Testudo), Eidechsen (Lacertidae), Viperidae, Colubridae (Schlangen), Gekkos (Gekkonidae)
Pisces: Mormyridae
Insekten: Curculionoidea (Rüsselkäfer), Arctiidae, Sphingidae (Lepidoptera: Bärenspinner, Schwärmer), Aphiden
Regenwürmer (Lumbricidae)

Beteiligte Mitarbeiter: H. Staudter, H. Sauer-Gürth, J. González, M. Braun, I. Pedall, Dr. H.Schäfer, M. Arshad, A. Bauer, M. Kamel, M. Reinke; Alumni: Dr. A. Hundsdörfer, Dr. S. Kalyabina-Hauf, Dr. T. Treutlein, Dr. A.-A. El-Sayed, Dr. E.Rastegar-Pouyani, S. Hübner, Dr. A. Pop, Dr. A. Helbig, Dr. I. Seibold, Dr. D. Guicking, Dr. Z. Nagy, Dr. O. Broders, Dr. F. Lotfikhah, Dr. C. Lucque (Toulouse), J. Scheider, F. Fuchs, Dr. P. Lenk, Dr. P. Heidrich, Dr. U. Wittmann,

Kooperation: Prof. Dr. C. König (Stuttgart), Dr. J. Rheinheimer (Ludwigshafen), Prof. H. van der Bank (RAU Johannesburg, Südafrika), Prof. Dr. U. Joger (Braunschweig), PD Dr. B. Leisler (MPO Radolfzell), Prof. Dr. B. Kramer (Uni Regensburg), Dr. L. Legal (Toulouse, Frankreich), Prof. Dr. J. Penhallurick, Dr. J. Olsen (Uni Canberra, Australien), PD Dr. U. Fritz (Dresden), Dr A. Roulin (Uni Lausanne), Prof. Dr. R. Prinzinger (Uni Frankfurt), Dr. I. Kitching (London), S. Leitner (MPIO, Seewiesen), Prof. Dr. H. Winkler (KLIVV, Wien), Dr. C. Mettke-Hoffmann (MPIO Seewiesen), Prof. Dr. N.B. Ananjeva (St. Petersburg), Dr. M. Inbar (Israel), Dr. R. Kenward, Dr. D. Ellis, Prof. Dr. M. Stubbe (Halle), Dr. S. Hille (KLIVV, Wien), Dr. M. Clouet, Dr. D. Pepler (Stellenbosch), Dr. H.-H. Witt, Dr. D. Ristow, Dr. L. Kruckenhauser, Dr. A. Gamauf (Wien), R. Lawson (USA), M. Vences, T. Osborne (Namibia), PD Dr. A. Schreiber, Dr. B.-U. Meyburg,

DNA-Typisierung von Rindfleisch
Die DNA-Analyse ist das zuverlässigste Instrument für die Sicherung der Identität von Tieren. Das Animal-Trust-Center® erzeugt aus DNA-Informationen und Geburtsangaben genetisch-digitale Tieridentitäten und stellt diese stufenübergreifend der Prozesskette Fleischerzeugung und -verarbeitung zur Verfügung. So können jederzeit an jedem Ort mit Hilfe einer Internet-Suchmaschine die Identität und Herkunft der Tiere und des Fleisches kontrolliert werden.

Beteiligte Mitarbeiter: Dr. H. Schäfer, Alumni: Dr. D. Lopez Herraez
Kooperation: Generatio (Heidelberg); Prof. Dr. R. Fries, J. Mosner,