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Projekt
Phylogenomik der Gattung Hypoxylon basierend auf 50 neuen, hochwertigen Genomen und mit besonderem Schwerpunkt auf dem H. rubiginosum-Komplex
Antragsteller
Professor Dr. Russell J. Cox; Professor Dr. Jörn Kalinowski; Professor Dr. Marc Stadler
Fachliche Zuordnung
Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 350664738
Die Gattung Hypoxylon (Hypoxylaceae, Xylariales) und Verwandte waren Gegenstand intensiver Arbeiten hinsichtlich der Bewertung ihrer Taxonomie durch polythetische Methoden (einschließlich sorgfältiger morphologischer Studien, Erstellung von Sekundärmetabolitenprofilen unter Verwendung von HPLC / DAD-MS und Multi-Locus-Phylogenien). Zudem wurden von diesen Pilzen mehrere neue Sekundärmetaboliten entdeckt, von denen viele chemotaxonomische Marker sind und/oder eine starke Bioaktivität aufweisen. In einem aktuell laufenden Projekt wurden 13 Genomsequenzen aus Arten der Hypoxylaceae und Xylaria hypoxylon für Sekundärstoff-Biosynthesegencluster (BGC) generiert und annotiert und über 600 BGC gefunden, die hauptsächlich auf einzelne Spezies beschränkt waren. Weiterhin wurden verschiedene Methoden zum Genomvergleich (ANI-durchschnittliche Nukleotididentität; AAI-durchschnittliche Aminosäureidentität; POCP-Prozentsatz konservierter Proteine) erstmals in großen Stil bei Pilzen angewendet. Zudem wurde für Sordariomyceten erstmals eine Phylogenomik auf Familienebene verwirklicht, und die Phylogenie auf der Grundlage der vollständigen Genomsequenzen war weitgehend in Übereinstimmung mit der Multi-Locus-Phylogenie. Diese Datenmatrix wurde durch eine gleichzeitig konstruierte HPLC-DAD/MS-basierte Substanzbibliothek ergänzt, die HPLC-Profile von Extrakten aus den sequenzierten Stämmen enthält. Die Bibliothek enthält über 100 reine Sekundärmetaboliten von Hypoxylaceae und ist daher perfekt zur Dereplikation (d. H. Zur Identifizierung bekannter Metaboliten im Frühstadium durch Vergleich ihrer Spektren und Retentionszeiten in einem standardisierten HPLC-System) geeignet.Das Folgeprojekt soll diese Voraussetzungen schaffen und auf den Hypoxylon rubiginosum-Komplex abzielen, der zahlreiche Endophyten und anscheinend seltene, wirtsspezifische Saprotrophe sowie allgegenwärtige Ascomyceten umfasst, die auf Angiospermenholz wachsen. Insgesamt werden 50 repräsentative Stämme dieses Komplexes ausgewählt. Einige Endophyten, die phylogenetisch eng mit den von Ascosporen abgeleiteten Stämmen verwandt zu sein scheinen, werden ebenfalls einbezogen. Die Stämme werden einer Genomsequenzierung unterzogen und gleichzeitig intensiv auf die Metabolitenproduktion untersuchtDie Ziele der Studie sind: a) Generierung von 50 Genomsequenzen verschiedener Arten von Hypoxylon mit Schwerpunkt auf dem H. rubiginosum-Komplex; b) den Nutzen von Genomvergleichsparametern (ANI, AAI, POCP) für die Artabgrenzung zu bewerten; c) Stabilisierung der Phylogenie von Hypoxylon auf der Grundlage phylogenomischer Ansätze; d) Untersuchung der Genome und des Sekundärmetaboloms von endophytischen Stämmen im Vergleich zu Stämmen, die aus Ascosporen stammen; e) weitere Untersuchung der evolutionären Beziehungen zwischen den BGC eng verwandter Arten; f) Identifizierung der BGC für wichtige chemotaxonomische Markermoleküle; und g) bisher unbekannte Metaboliten von Hypoxylon und deren BGC zu entdecken.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
