Funktionelle Charakterisierung von Genen, die putativ in die Fruchtkörperbildung des Zucht-Speisepilzes Agrocybe aegerita involviert sind

• Antragsteller: Professor Dr. Eckhard Hofmann, seit 10/2024
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437330589

Die Bildung von Fruchtkörpern bei Speisepilzen ist molekular wenig verstanden. Die sexuelle Entwicklung als Grundlage der Fruchtkörperbildung bei Basidiomyceten ist für den Spaltblättling Schizophyllum commune und den Tintling Coprinopsis cinerea gut untersucht, während Speisepilze genetisch bisher weniger zugänglich sind. Agrocybe aegerita ist ein kommerziell angebauter Speisepilz, der über die seltene Eigenschaft verfügt, ohne sexuelle Kreuzung im engeren Sinne monokaryotisch fruchten zu können. Eine kürzlich publizierte Vorarbeit zur Methodenetablierung für die Transformation und zur konstitutiven Expression von Genen in A. aegerita ermöglicht nunmehr auch in diesem Pilz funktionell-genetische Untersuchungen. Im beantragten Projekt sollen bisher nicht charakterisierte, potentiell fruchtungsassoziierte Gene (FRGs) funktionell charakterisiert werden, wobei vier bereits in ihrer differentiellen Expression während der Fruchtkörperbildung validierte Gene für putative Transkriptionsfaktoren bearbeitet werden. Als genetische Werkzeuge, zusätzlich zu den bereits in Vorarbeit etablierten funktionell-genetischen Werkzeugen zur konstitutiven Genexpression (’Überexpression’), wird beabsichtigt Gen-Inaktivierung durch CRISPR/Cas9-basierte Gen-Deletion für A. aegerita zu adaptieren. Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen dem außergewöhnlichen monokaryotischen und dem regulären dikaryotischen Fruchten bei A. aegerita werden abschließend definiert. Dies soll mittels RNA-Sequenzierung geschehen, wofür wildtypische monokaryotische Fruchtungsstadien gegenüber unterschiedlichen monokaryotischen Fruchtungsphänotypen von zwei ausgewählten in diesem Projekt erzeugten Mutanten herangezogen werden. Nicht zuletzt wird dieses Vorgehen auch dazu dienen die mutierten Gene im komplexen genetischen Netzwerk der vorhergesagten FRGs von A. aegerita zu verstehen. Die erwarteten Erkenntnisse an A. aegerita als Modellsystem werden die Wissenslücken zur Molekularbiologie der Fruchtkörperbildung weiter schließen und sollten erste Erkenntnisse über die Unterschiede zwischen monokaryotischem Fruchten und regulärem dikaryotischen Fruchten bei Hutpilzen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Florian Hennicke, bis 9/2024