Der größte Teil der Pflanzenwissenschaft wird an kleinen einjährigen Arten mit kurzen Lebenszyklen durchgeführt; überwiegend Arabidopsis thaliana , aber auch eine Handvoll anderer wie Oryza sativa und Medicago truncatula etc.
Gibt es eine mehrjährige Modellart? Und wenn nicht, gibt es einen guten Kandidaten, der relativ klein, aber schnell wächst und in Labor-/Gewächshausumgebungen angebaut werden kann, den jemand empfehlen könnte?
Populus ist meines Wissens eine der wichtigsten Modellarten, wenn es um Stauden und Bäume geht. Es wird beispielsweise in mehreren Sequenzierungsprojekten verwendet und um die beschleunigte Züchtung bei Stämmen zu untersuchen, die in einem sehr frühen Alter zum Blühen gebracht werden.
Mit Ausnahme von Bäumen sind andere mehrjährige Arten, die als Modellarten beschrieben wurden, Panicum virgatum (Switchgrass) (siehe Lu et al. 2013. Plos Genetics ) und Solanum lycopersicum (Tomate) (siehe Sato et al. 2012. Nature .
Für eine nähere Beschreibung und Argumente für Populus als Modellart siehe z . B. Taylor (2002. Populus: Arabidopsis for Forestry. Do We Need a Model Tree? . Ann. Bot.) oder Jansson & Douglas (2007. Populus: A Model System for Plant Biology , Ann. Rev. Plant Bot) .
Hier wird argumentiert, dass Populus sich schnell als verholzende „Modell“-Pflanze durchsetzt und dass ein solcher „Modell“-Baum notwendig ist, um die genetische Ressource zu ergänzen, die in Arabidopsis entwickelt wird. Die Gattung Populus (Pappeln, Pappeln und Espen) enthält ca. 30 Arten von Gehölzen, die alle in der nördlichen Hemisphäre vorkommen und einige der schnellsten Wachstumsraten aufweisen, die bei Bäumen der gemäßigten Breiten beobachtet werden. Populus erfüllt aus mehreren Gründen die Rolle des „Modells“. Erstens und am wichtigsten ist die jüngste Zusage, das Populus-Genom zu sequenzieren, ein Projekt, das im Februar 2002 initiiert wurde. Dies wird die erste Holzpflanze sein, die sequenziert wird. Weitere Gründe sind die relativ geringe Genomgröße (450–550 Mbp) von Populus, die große Anzahl molekulargenetischer Karten und die Leichtigkeit der genetischen Transformation. Populus kann auch vegetativ vermehrt werden, Kartierungspopulationen unsterblich zu machen und die Produktion großer Mengen klonalen Materials für Experimente zu erleichtern. Hybridisierung tritt routinemäßig auf, und in dieser Hinsicht hat Populus viele Ähnlichkeiten mit Arabidopsis.
(aus Taylor, 2002))
Mit der Vervollständigung der Genomsequenz von Populus trichocarpa und der Entwicklung verschiedener genetischer, genomischer und biochemischer Werkzeuge bietet Populus nun viele Möglichkeiten, Fragen zu untersuchen, die in Arabidopsis und Reis, den beiden wichtigsten Modellsystemen der Pflanzenbiologie, nicht so einfach angegangen werden können Genomik. Baumspezifische Merkmale wie Holzbildung, langfristiges mehrjähriges Wachstum und Saisonabhängigkeit sind offensichtliche Forschungsgebiete, aber die Forschung in anderen Bereichen wie der Kontrolle der Blüte, biotischen Interaktionen und der Evolution adaptiver Merkmale wird durch das Hinzufügen eines Baums bereichert Reihe von Modellsystemen.
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Die Entwicklung von Populus als Modellsystem für die Biologie von Bäumen und mehrjährigen Gehölzen wurde weitgehend von der schnellen Entwicklung genomischer und molekularbiologischer Ressourcen für diese Gattung vorangetrieben, wie unten diskutiert, was in der Fertigstellung eines Sequenzentwurfs von Populus trichocarpa ( schwarze Pappel)-Genom (106). Diese Informationen werden Studien zur vergleichenden Biologie von Arabidopsis und Populus als Vertreter zweier Angiospermen-Extreme erleichtern und die Entdeckung von Mechanismen ermöglichen, die bei Eudicots konserviert sind.
(aus Jansson & Douglas, 2007)
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