Familienstrukturen in Buchenbeständen (Fagus sylvatica):
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2000
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FAMILIENSTRUKTUREN IN BUCHENBESTAENDEN (FAGUS SYLVATICA)
DISSERTATION
ZUR ERLANGUNG DES DOKTORGRADES DER FAKULTAET FUER FORSTWISSENSCHAFTEN UND
WALDOEKOLOGIE DER GEORG-AUGUST-UNIVERSITAET GOETTINGEN
VORGELEGT VON AIKATERINI DOUNAVI GEBOREN IN ATHEN (GRIECHENLAND)
GOETTINGEN 2000
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG % 3
1.1. MOTIVATION 3
1.1.1. ZUR BEDEUTUNG DER FESTSTELLUNG VON FAMILIENSTRUKTUREN IN
BUCHENBESTAENDEN 3 1.1.2. GENETISCHE KONTROLLE MORPHOLOGISCHER
EIGENSCHAFTEN 3
1.2. PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNGEN 4
2. STAND DER FORSCHUNG 6
2.1. RAEUMLICHE GENETISCHE STRUKTUREN IN BUCHENPOPULATIONEN 6
2.1.1. POLLEN-UND SAMENVERBREITUNG IN UND ZWISCHEN BUCHENBESTAENDEN 6
2.1.2. RUECKWANDERUNG DER BUCHE WAEHREND DES QUARTAERS NACH MITTELEUROPA 7
2.2. PHAENOTYPISCHE VARIATION UND GENETISCHE KONTROLLIERTHEIT 9
2.2.1. ZWIESELBILDUNG IN BUCHENBESTAENDEN 9
3. MOLEKULARGENETISCHE MARKER 11
3.1. ORGANISATION UND FUNKTION DER ORGANELLE IN DER ZELLE 11
3.1.1. ORGANISATION UND FUNKTION DER CHLOROPLASTEN UND DES
CHLOROPLASTIDAEREN GENOMS - EVOLUTION DER CPDNA ...11
3.1.2. ORGANISATION UND FUNKTION DER MITOCHONDRIEN UND DES
MITOCHONDRIALEN GENOMS - EVOLUTION DER MTDNA - MARKER 12
3.2. MIKROSATELLITEN-SEQUENZEN ALS GENETISCHE MARKER 12
4. EXPERIMENTELLES MATERIAL UND METHODEN 15
4.1. UNTERSUCHUNGSBESTAENDE UND ZWIESELKLASSIFIKATION 15
4.1.1. BESTAND IM FORSTAMT BOVENDEN BEI GOETTINGEN 17
4.1.2. BESTAND SCHMALLENBERG-LATROP IM SAUERLAND 18
4.1.3. BESTAND TODTMOOS IM SCHWARZWALD 19
4.1.4. BESTAND RORINGEN BEI GOETTINGEN 20
4.2. METHODEN 22
4.2.1. ENZYMELEKTROPHORETISCHE UNTERSUCHUNGEN 22
4.2.2. POPULATIONSGENETISCHE PARAMETER 22
4.2.2.1. GENETISCHE VARIATION INNERHALB VON KOLLEKTIVEN 22
4.2.2.2. DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN KOLLEKTIVEN 24
4.2.3. GENETISCHE STRUKTUREN INNERHALB VON POPULATIONEN 25
4.2.3.1. RAEUMLICHE AUTOKORRELATIONSANALYSE 25
4.2.3.2. MESSUNG EINES KLUMPUNGSINDEX AUF DER GRUNDLAGE DER
ALLELHAEUFIGKEITEN IN BESTIMMTEN DISTANZKLASSEN 31
4.2.3.3. GENETISCHE AEHNLICHKEIT BENACHBARTER INDIVIDUEN 32
4.2.4. DNA-ANALYSE 32
4.2.4.1. DNA-ISOLIERUNG 32
4.2.4.2. RFLP UND SOUTHERN-HYBRIDISIERUNG 33
IMAGE 3
4.2.4.3. DNA-AMPLIFIZIERUNG 34
4.2.4.4. PCR-RFLP-ANALYSE 35
4.2.4.5. AMPLIFIZIERUNG DER MITOCHONDRIEN-DNA 35
4.2.4.6. AMPLIFIZIERUNG VON CPDNA-MIKROSATELLITEN 36
4.2.4.7. AMPLIFIZIERUNG GENOMISCHER MIKROSATELLITEN 36
4.2.5. AGAROSEGEL-ELEKTROPHORESE . 37
4.2.6. POLYACRYLAMIDGEL-ELEKTROPHORESE 37
5. ERGEBNISSE 39
5.1. ISOENZYM-ANALYSE 39
5.1.1. BEOBACHTETE POLYMORPHISMEN AN ENZYM-GENLOCI 39
5.1.2. SCHAETZUNG DES ANTEILS DER FREMDBEFRUCHTUNG UND SELBSTBEFRUCHTUNG
ANHAND VON NACHKOMMEN AUS FREIER ABBLUETE 40
5.1.3. GENETISCHE VARIATION UND HETEROZYGOTIE INNERHALB DER BESTAENDE 41
5.1.3.1. UNTERSUCHUNG DER KOLLEKTIVE ZWIESEL UND NICHT-ZWIESEL AN
ENYZMGENORTEN 42 5.1.3.2. DIFFERENZIERUNG ZWISCHEN DEN KOLLEKTIVEN 47
5.1.4. MORPHOLOGISCHE UND GENOTYPISCHE STRUKTUREN INNERHALB DER BESTAENDE
49
5.1.5. RAEUMLICHE AUTOKORRELATIONEN 53
5.1.5.1. MORAN S INDEX 1 53
5.1.5.2. SEMIVARIANZANALYSE UND INTERPOLATION 60
5.1.6. BEOBACHTUNG DER VERTEILUNG DER ALLELHAEUFIGKEITEN INNERHALB DER
VERSUCHSBESTAENDE 62 5.1.6.1. KLUMPUNGSINDEX KI 62
5.1.6.2. SUMMIERTE ALLELHAEUFIGKEITEN MIT ZUNEHMENDER ENTFERNUNG IN DEN
VERSUCHSBESTAENDEN..66
5.2. DNA-ANALYSE 71
5.2.1. DNA-ISOLIERUNG 71
5.2.2. RFLP-ANALYSE NACH SOUTHERN-HYBRIDISIERUNG MIT EINER HETEROLOGEN
CPDNA-SONDE 71 5.2.3. PCR-AMPLIFIZIERUNG 71
5.2.4. PCR-RFLP-ANALYSE 72
5.2.5. AMPLIFIZIERUNG DER MIKROSATELLITEN-DNA-BEREICHE 72
6. DISKUSSION 74
6.1. RAEUMLICHE GENETISCHE STRUKTUREN IN BUCHENBESTAENDEN 74
6.1.1. RAEUMLICHE AUTOKORRELATIONSANALYSE 74
6.1.2. SEMIVARIANZANALYSE UND ANWENDUNG GEOSTATISTISCHER METHODEN FUER
DIE ANALYSE GENETISCHER STRUKTUREN 79
6.1.3. DER KLUMPUNGSINDEX ALS NACHWEIS VON FAMILIENSTRUKTUREN... 80
6.1.4. BEDEUTUNG SELTENER ALLELE FUER DIE IDENTIFIZIERUNG VON
FAMILIENSTRUKTUREN IN BUCHENBESTAENDEN 80
6.2. VARIATION UNIPARENTAL UND BIPARENTAL VERERBTER MOLEKULARER MARKER
IN DER FAMILIE DER FAGACEAE 81
7. ZUSAMMENFASSUNG 85
8. LITERATURVERZEICHNIS 89
ANHANG (I-XJ) 97
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