Priming gegen Trockenstress in saprotrophen filamentösen Pilzen: transkriptomische/proteomische Reaktionen und die Auswirkungen auf die C-Mineralisation

• Antragsteller: Dr. Alexander Guhr
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 370489501

Eine Vielzahl an Mikroorganismen ist regelmäßig mit Trockenstress konfrontiert, mit potenziell negativen Konsequenzen auf die Fitness, Funktion und Überleben der Organismen. Die Vorbereitung (priming) auf Umweltstressoren, durch die Speicherung von Informationen aus vorangegangenen Stressereignissen, kann einen essentiellen Vorteil auf das Überleben in einer sich dynamisch veränderten Umwelt mit sich bringen. Während ein Priming gegen Stress bereits intensiv in Pflanzen und zum Teil in einigen Bakterien- und Pilzarten untersucht wurde, wurden saprotrophe filamentöse Pilze bisher weitestgehend vernachlässigt. Dabei sind sie von enormer Bedeutung für die Kohlenstoffmineralisation in Böden und können auch in sehr trockenen Böden noch relativ hohe Mineralisationsraten aufweisen. Das Wissen über die Regulation von Priming gegen Stress in Pilzen kann dabei helfen ihren Einfluss auf die Bodenbiogeochemie in trockenen Böden besser zu verstehen. Im vorliegenden Antrag werden wir untersuchen, ob ein Priming gegen Stress das Überleben von saprotrophen filamentösen Pilzen unter Trockenstress beeinflusst und welche Änderung dies auf der transkriptionellen und translationellen Ebene hervorruft. Außerdem werden wir untersuchen, wie dies die Mineralisation von Streu beeinflusst. Hierfür werden Experimente in Mesokosmen mit einer automatischen Beregnung durchgeführt. Der Einfluss von unterschiedlich langen Erholungsphasen zwischen einem Stressereignis mit geringem Ausmaß (priming stress, ca. pF 4.5, entspricht einem Wasserpotential von ca. -3.16 MPa) und einem schwerem Stressereignis (triggering stress, ca. pF 6, entspricht einem Wasserpotential von ca. -100 MPa) wird untersucht. Die transkriptionellen und translationellen Reaktionen der Pilze werden mithilfe von Microarray-Hybridisierung bzw. MALDI-TOF-Massenspektrometrie untersucht. Der Effekt des Primings gegen Stress auf die Mineralisation wird durch die CO2-Entwicklung mittels der dynamic closed-chamber Methode untersucht. Diese Experimente werden die Bedeutung von saprotrophen filamentösen Pilzen für die Mineralisation unter trockenen Bodenbedingungen verdeutlichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen