Widerstand gegen die Unterdrückung: Einblicke in Mechanismen, die es einer spezialisierten Mottenart ermöglicht, an Pflanzen mit immun-hemmenden Phytochemikalien zu leben.

• Antragsteller: Dr. Yannick Pauchet, seit 12/2016
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203324618

Eine zentrale Hypothese der Evolutionsbiologie ist die gegenseitige Anpassung von Organismen, die in Wechselwirkung miteinander stehen. Der koevolutionäre Wettlauf zwischen Pflanzen und herbivoren Insekten ist eines der Beispiele für solche wechselseitige Anpassungen. Ein Resultat dieses Wettrüstens ist das Vorhandensein von spezialisierten Herbivoren, die nur einige nah verwandte Pflanzenarten fressen, verglichen mit Herbivoren die viele verschiedene Pflanzenarten aus unterschiedlichen Familien verspeisen. Die genetischen Grundlagen, die das Wirtspflanzenspektrum eines spezialisierten herbivoren Insekts determinieren, sind jedoch wenig verstanden. In unserer Forschung haben wir festgestellt, dass die spezialisierte Motte Heliothis subflexa ihr Immunsystem so verändert hat, dass sie von den antibakteriellen Eigenschaften der Withanolide, normalerweise immun-hemmende Inhaltsstoffen ihrer Wirtspflanze Physalis, profitiert. Die nah verwandte Mottenart Heliothis virescens hingegen profitiert von Withanoliden nicht auf die gleiche Weise. Ziel dieses Projektes ist es, die Ursachen und Wirkungen dieser ungewöhnlichen Anpassung von H. subflexa an Withanolide zu identifizieren. Der erste Fokus des Projektes liegt auf dem Mechanismus, der es H. subflexa ermöglicht die immun-hemmende Wirkung von Withanoliden abzuwenden oder zu unterbinden. Ein Abwenden der Withanolidwirkung durch die Veränderung des Ecdysteroidrezeptors oder eventuell auch anderer potenzieller Ziele der Withanolide wird mit Hilfe von molekularer Modellierung geprüft. Das Unterbinden der Wirkungsweise durch eine metabolische Entgiftung der Withanolide wird durch Fraßversuche mit angeschlossener LC-MS-Analyse des Kots und larvaler Gewebe untersucht. Der zweite Fokus des Projektes liegt auf den Auswirkungen von Withanoliden auf die bakterielle Besiedlung der Physalis Pflanzen sowie des Darms von H. subflexa. Fraßversuche und Probenentnahme von natürlich gewachsenen Pflanzen mit angeschlossener Sequenzierung von bakterieller rRNA sind geplant, um den Einfluss von Withanoliden auf die bakterielle Zusammensetzung und Dichte der Bakterienbesiedlung auf Pflanzen und in Insektendärmen aufzuklären. Dieses Projekt wird dazu beitragen die evolutionären Wirkungsmechanismen der Wirtspflanzenanpassung von Insekten und damit auch allgemeine molekulare Anpassungsmechanismen zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Hanna M. Heidel-Fischer, bis 11/2016