Genexpression von Flechtensymbiosen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Silke Werth
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405889398

Phänotypische Plastizität, die Fähigkeit eines Genotyps verschiedene Phänotypen zu bilden in Abhängigkeit von der Umwelt, ermöglicht die Überdauerung von Populationen in stressvollen Umwelten. Variabilität in der Genexpression ist ein wichtiger Typ der phänotypischen Plastizität mit Auswirkungen auf das Überleben von Organismen in stressvollen Umwelten. Flechten sind komplexe mikrobielle Konsortien. Eine offene Frage ist, welche Rolle flechten-assoziierte Bakterien und Eukaryoten für die Stressantworten von Flechten spielen. Basierend auf den Befund, dass bestimmte Transkripte und Proteine von flechten-assoziierten Bakterien an Stressantworten beteiligt sind, wurde die Hypothese aufgestellt, dass die flechten-assoziierten Bakteriengemeinschaften wichtige physiologische Funktionen für die Flechte übernehmen, und deren Fitness erhöhen durch die Ermöglichung einer Toleranz gegenüber biotischem oder abiotischem Stress. Der positive Einfluss des Mikrobioms auf die Flechtenfitness unter stressvollen Bedingungen ist jedoch noch zu demonstrieren. Lichenicole Pilze sind Kommensalisten oder biotrophe Parasiten von Flechten. Einige lichenicole Pilze haben wichtige Fitnesskonsequenzen für Flechten, indem sie die Menge der von der Flechte gebildeten kohlenstoffbasierten Sekundärstoffe reduzieren, und so die Flechte für Mikroben, andere lichenicole Pilze, oder Herbivoren angreifbarer machen. Lichenicole Pilze beziehen den Kohlenstoff, der für ihre Wachstum notwendig ist, aus ihrer -Wirtsflechte, was Stressbedingungen für die Flechte verschärfen kann. Indem sie die Thallusintegrität beeinflussen und den Gesamt-Kohlenstoffpool anzapfen, können lichenicole Pilze Stressantworten verstärken und entsprechende Veränderungen in der Genexpression des Flechtenpilzes und seines photosynthetischen Partners hervorrufen, aber dieses Phänomen wurde bisher noch nicht näher untersucht. Das wichtigste Ziel dieses Projekt ist, die Rolle biotischer Faktoren auf die Genexpression von L. pulmonaria und ihres Grünalgen-Photobionten zu verstehen, wenn die Flechte Temperaturstress oder Normalbedingungen ausgesetzt ist. Die spezifischen Ziele sind: 1) Evaluierung der relativen Effekte von physiologischer Akklimatisierung und von genetischer Variation auf die Expression von Flechtenpilz- und Flechtenalgengenen bei Temperaturbehandlungen von Thalli, die sich in biotischen Interaktionen unterscheiden, 2) Bestimmung des Effekts von biotischen Interaktionen auf die Genexpression, indem mögliche stresslindernde Effekte von flechtenassoziierten mikrobiellen Gemeinschaften dadurch getestet werden, dass die temperaturabhängige Genexpression der Flechtenpartner nach experimentellen Manipulationen des Flechtenmikrobioms quantifiziert wird und 3) Quantifizierung möglicher negativer Fitnesskonsequenzen von lichenicolen Pilzen auf ihren Flechtenwirt durch Analyse der Genexpression bei verschiedenen Temperaturbehandlungen, inclusive stressvoller Bedingungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen