Untersuchungen zur Diversität, des evolutionären Ursprungs und des Wirtsspektrums der übersehenen Oomyceten-Gattung Lagena

• Antragsteller: Professor Dr. Marco Thines
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 523072614

Für die Gattung Lagena, von der lange angenommen wurde, dass sie nur eine einzige Art enthält, wurde kürzlich durch Umweltsequenzierung aufgedeckt, dass sie eine viel größere Vielfalt beinhaltet. Einblicke in die Diversität der Gruppe, die Wirte, die sie parasitieren, und die genomischen Merkmale, die der Pathogenität zugrunde liegen, sind entscheidend für das Verständnis der Evolution der pythiumartigen Oomyceten und des Erwerbs der obligaten Biotrophie in dieser Gruppe. In unserer bisherigen Arbeit konnten wir bereits zeigen, dass die holokarpe Gattung Lagena nicht nur Parasiten von Pflanzen, sondern auch Parasitoide von Diatomeen enthält. Ziel dieses Projekts ist es, die Diversität und Evolution von Lagena und Lagena-ähnlichen Arten, die noch in anderen Gattungen platziert sind, weiter zu erforschen und die Hypothesen zu testen, dass 1) Lagena-Arten sich in Kieselalgenwirten diversifiziert haben und die Parasiten von Kieselalgen, die Lagenidium zugeordnet sind, stattdessen zu Lagenagehören, 2) Lagena ist ein weit verbreiteter, aber übersehener Wurzelparasit, mit Abstammungslinien, die auf bestimmte Wirtsgruppen spezialisiert sind, 3) es andere Wirte als Diatomeen und Angiospermen gibt, die von der Gattung Lagena infiziert werden, z.B. fadenförmige Cyanobakterien und Oomyceten. 4) die holokarpe Sporenproduktion in Lagena ein abgeleiteter Zustand ist, der aus der Reduktion eines größeren vegetativen Myzels zu einem holokarpen Thallus resultiert, 5) es genomische Merkmale gibt, die mit den infizierten Wirten und der Physiologie (obligate vs. fakultative Biotrophie) korrelieren. Die Prüfung dieser Hypothesen wird grundlegende Einblicke in eine scheinbar weit verbreitete und vielfältige, jedoch meist übersehene Gruppe kleiner holokarper Oomyceten liefern, die eng mit Pythium verwandt sind. Insgesamt werden die gewonnenen Erkenntnisse in Bezug auf die Phylogenie, die pathogene Vielseitigkeit, die genomischen Merkmale und die evolutionären Prozesse dieser wenig untersuchten Parasiten ein entscheidender Schritt zum Verständnis der Evolution von pythiumartigen Oomyceten sein. Sie bilden auch die Grundlage für zukünftige Studien, z.B. bezüglich der Reduktion von Mycelien zu holokarpen Thalli und die parallele Entwicklung der obligaten Biotrophie in verschiedenen Oomycetengruppen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen