Microevolution of fungal plant parasites by means of adaptation to host and climate - a case study using the Acacia rust genus Ravenelia
Final Report Abstract
Ziel des Projekts war es, die Populationsstruktur eines Akazienrostes in Südafrika zu untersuchen, um die Auswirkungen der Wirtsspezifität und des Klimas auf die Mikroevolution eines Pflanzenparasiten zu verstehen. Wir wählten Ravenelia macowaniana auf Vachellia karoo und V. natalitia, da diese Art weit verbreitet ist und einen Klimabereich vom Lowveld bis zum Highveld im zentralen und östlichen Teil Südafrikas abdeckt. Die Gattung Ravenelia ist die drittgrößte Rostpilzgattung und ist durch ihre vielzelligen Teliosporen aus mehreren Probasidien, Zysten und einem Stiel gekennzeichnet. Die Familie der Raveneliaceae infiziert hauptsächlich Fabaceae und die Gattung Ravenelia radiierte vor allem auf Akazien, insbesondere als Parasiten der afrikanischen Gattungen Senegalia und Vachellia. Wie in allen anderen Rostpilzarten ist sie durch eine hohe Wirtsspezifität gekennzeichnet und mit unsere Studie konnten wir weitere Daten zu den Wirtsbeziehungen von Ravenelia-Arten in Südafrika hinzufügen sowie neue Arten beschreiben. Auf der Basis einer phylogenetischen Analyse die Gattung in Südafrika haben wir gezeigt, dass sechs evolutionäre Linien anhand morphologischer, ökologischer oder lebenszyklusbezogener Merkmale unterschieden werden können. 15 Populationen im zentralen und östlichen Teil Südafrikas haben wir daraufhin populationsgenetisch untersucht. Basierend auf ddRAD-Sequenzierungsdaten konnten wir mehr als 16.000 SNPs nutzen, um die Populationsstruktur zu analysieren. Unsere Daten zeigen ein klares geografisches oder klimatisches Muster ohne einen relevanten Einfluss des Wirtes. Da die Wirtsdiversität komplexer ist als zu Beginn erwartet, stehen die abschließenden Analysen noch aus. Wir schließen jedoch aus unseren Daten, dass sich insbesondere in den Gebieten, in denen beide Wirte gemischt vorkommen, lokale Populationen etabliert haben. Wir gehen daher davon aus, dass in Gebieten, in denen sich die Wirtsarten mischen oder gar hybridisieren, Wirtssprünge möglich und ggfs. notwendig sind. Dies könnte eine Möglichkeit darstellen, ein zu enges Wirtsspektrum zu überwinden, welches eine riskante Sackgasse in einer sich ändernden Umwelt darstellen könnte.
Publications
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(2018) New host associations and a novel species for the gall-inducing acacia rust genus Ravenelia in South Africa. MycoKeys 43: 1-21
Ebinghaus M, Maier W, Wingfield MJ, Begerow D
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(2018) Ravenelia piepenbringiae and Ravenelia hernandezii, two new rust species on Senegalia (Fabaceae, Mimosoideae) from Panama and Costa Rica. MycoKeys 41: 51- 63
Ebinghaus M, Begerow D
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(2020) The genus Ravenelia (Pucciniales) in South Africa. Mycol Progress 19: 259–290 (2020)
Ebinghaus M, Wingfield MJ, Begerow, D, Maier W
