Induction of adaptive plasticity in fungus-fungivore interactions
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes haben wir erste Grundlagen (1) für eine adaptive Bedeutung pilzlicher Sekundärmetabolite in Interaktionen mit Pilzfressern und (2) für ein ökologischmechanistisches Verständnis der der Konsequenzen der Dynamik im pilzlichen Sekundärmetabolismus auf organismischer, molekular-genetischer und chemischer Ebene gelegt. Wir stehen jedoch erst am Anfang, was die ökologische Bedeutung dieser Befunde jenseits unserer Modellsysteme betrifft und welche evolutionären Konsequenzen diese Erkenntnisse nach sich ziehen. Hier ergibt sich ein wesentlicher zukünftiger Forschungsbedarf, nämlich die Integration pilzlicher volatiler und nicht-volatiler Sekundärmetabolite in ökologische Gemeinschaften und deren Bedeutung in der Evolution von Lebenszyklusstrategien, sowohl der Pilze als auch der Arthropoden. Hierbei werden wir unter anderem den bereits oben skizzierten und bewährten Weg der Untersuchung ausgewählter ‚Kandidatenmetabolite‘ durch Aufreinigung dieser bzw. der genetischen Manipulation der zugrundeliegenden Biosynthesewege weiter beschreiten. Da wir signifikante ‚non-taget‘-Effekte der insekteninduzierten Veränderungen im Sekundärmetabolom von Penicillium-Pilzen auf andere Mikroorganismen im Drosophila- System beobachten, werden wir zukünftig durch sorgfältige Kontrolle der mikrobiellen Gemeinschaften die gemeinschaftsweiten Konsequenzen dieser induzierten Antworten quantifizieren. Hierfür bauen wir eine Sammlung Drosophila-assoziierter Hefepilze und Bakterien aus unterschiedlichen Habitaten auf, die ihren Einsatz in aktuellen Promotionsprojekten zu Vielarteninteraktionen in unseren Modellsystemen finden. Des Weiteren kommt der Entdeckung induzierter Antworten in Pilzen eine mögliche biotechnologische Bedeutung zu, die wir bereits im Kontext des Management von Schadinsekten diskutiert haben. Aber auch pharmakologisch könnte dies bedeutsam sein, wenn neu bioaktive Stoffe aus Pilzen isoliert werden würden, die aber erst gebildet werden, wenn diese einer ökologisch relevanten Interaktion mit Insekten oder anderen Evertebraten ausgesetzt werden. Beispielsweise wurde für einige der von Drosophila induzierten Communesin-Alkaloide Antitumoreigenschaften beschrieben. Eine kritische Hürde hierbei ist die Identifikation der tatsächlichen Auslösemechanismen der metabolischen Veränderungen in den Pilzen, um die Produktion bestimmter Stoffe in größerem Maßstab, z.B. Fermentern, gezielt zu stimulieren. Ähnlich wie in Herbivore-Pflanzen-Interaktionen gehen wir davon aus, dass es sowohl wundaktivierte und durch insektenbürtige Signalstoffe aktivierte Prozesse gibt, die die Antworten in den Pilzen induzieren. In Kollaboration mit Chemiker*innen und Molekularbiolog*innen wird die Identifikation solcher Stoffe aus Insekten Gegenstand zukünftiger Forschung sein.
Publications
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