Mobile genetische Elemente - Introns Gruppe II und III - als phylogenetischer Marker S. Stratmann1, M. Bartling1, I. Busse2, A. Preisfeld1 1Lehrstuhl für Zoologie und Biodidaktik, Bergische Universität Wuppertal 2Berufskolleg Senne, 33647 Bielefeld Abb. 1: Euglena velata Die Entstehung der phototrophen Euglenida, wie z. B. Euglena velata, lässt sich durch ihre Phylogenese gut nachvollziehen: In einem Endocytobioseereignis wurde von einem phagotrophen, eugleniden Vorfahren eine Grünalge ingestiert, nur unvollständig verdaut und anschließend der Chloroplast als zelleigenes Organell etabliert. Die daraus resultierenden Eigenschaften, wie Photosynthese, Chloroplasten mit drei Hüllmembranen und die Ausbildung eines photosensorischen Apparates, sind charakteristisch für diese Organismengruppe. Obwohl sich die evolutionären Schritte der übergeordneten Taxa innerhalb der Euglenida gut darstellen lassen, sind die Verwandtschaftsverhältnisse der phototrophen Arten noch ungeklärt. Plastidengenom von Euglena gracilis Enorm viele Introns Gruppe II & III-Introns: 88 Gruppe II Introns blue lollipops 65 Gruppe III Introns red lollipops Twintrons Problem: Lange zurück liegende Aufspaltungsereignisse Bewährte genetische Marker wie SSU, LSU, TufA oder rbcL besitzen nicht genug phylogenetisches Signal Keine eindeutige Rekonstruktion der Phylogenese Lösungsstrategie und Hypothese: Untersuchung des hochkonservierten tufA-Gens auf das Vorkommen von Introns der Gruppen II und III Analyse der Verteilung der Introns horizontal + vertikal Verifizierung und Erweiterung der Hypothesen auf-grund der SSU rDNA-Analysen durch Introndaten Abb. 2: Thompson et al. Nucleic Acids Res. 1995, 23 SSU rDNA-Stammbaum Ergebnisse: Intron 6 Unterstützung der Monophylie von Trachelomonas nach SSU rDNA-Daten Unterstützung der Schwesterngruppe von Trachelomonas und E.gracilis-clade Intron 5 Unterstützung der Gattung Trachelomonas Vermutlicher Verlust in T. conspersa 3. Intron 2 Vermutlich früh in phototropher Linie aufgenommen Mehrfacher Verlust möglich bei früh abzweigenden Euglenida nicht vorhanden Introns 1, 3, 4 Autapomorphe Merkmale der einzelnenTaxa Fazit: Eignung der Introndaten zur Rekonstruktion der Evolution Introninsertion und Intronverlust evolutiv seltene Ereignisse mit ausreichend Signal Erweiterung der phylogenetischen Daten Literatur: Thompson et al. 1995: Nucleic Acids Research, Vol. 23 Hong & Hallick 1994: Genes & Development, Vol. 8 Copertino & Hallick 1993: TIBS 18 Robart & Zimmerly 2005: Cytogenetic and Genome Research , Vol. 110 Abb. 3: Gegenüberstellung der Verteilung von Gruppe II und III Introns in der cds des tufA-Gens mit einer Stammbaumhypothese aufgrund von SSU rDNA-Daten nach ML-Analyse. Homologe Introns sind in identischen Farben dargestellt und wurden nach Insertionsort von 1 – 6 durchnummeriert. Zahlen in Klammern entsprechen der Intronlänge. Bootstraps: unten ML, oben MP.