Zur Bedeutung von Nicht-Mykorrhiza-Pilzen für die Nährstoffversorgung von Pflanzen

• Antragsteller: Dr. Jose Gaspar Macia-Vicente
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393120614

Unter natürlichen Bedingungen sind Pflanzenwurzeln assoziiert mit komplexen Gemeinschaften von Mikroorganismen, die die Vitalität und Produktivität der Pflanze beeinflussen. Ein großer Teil der Mikroben dieser Gemeinschaften sind an die Besiedlung von Wurzeln angepasste Pilze, die mehr oder weniger mutualistisch bis parasitär mit den Pflanzen interagieren. Mykorrhizen sind weit verbreitete, stabile Wurzel-Pilz-Assoziationen, bei denen der Pilz der Pflanze beim Aufnehmen von Nährstoffen und Wasser hilft und im Gegenzug Photosyntheseprodukte erhält. Die große Vielzahl der mit Wurzeln assoziierten Pilze hat jedoch unbekannte Funktionen und kryptische Effekte auf die Vitalität der Pflanzen, was Fragen über die Evolution und den Erhalt dieser Lebensgemeinschaften aufwirft. Es wird vermutet, dass diese Nicht-Mykorrhiza-Pilze den Pflanzen Vorteile verschaffen als Gegenleistung für Ressourcen der Pflanze, oder dass sie zur Aufrechterhaltung der Mikrobengemeinschaften der Wurzeln beitragen. Aktuelle Forschung zeigt in der Tat, dass Nicht-Mykorrhiza-Pilze Pflanzen in vielfältiger Weise unterstützen, inklusive Mykorrhizen ähnlichen Beiträgen zur Aufnahme von Nährstoffen durch die Pflanze. Die allgemeine Bedeutung dieser Interaktionen ist jedoch noch nicht bewiesen. Das hier vorgeschlagene Projekt zielt auf eine systematische Erfassung des Potentials mit Wurzeln assoziierter Nicht-Mykorrhiza-Pilze für die Ernährung der Pflanzen. Das Projekt zielt auf funktionell relevante Gruppen mit Wurzeln assoziierter Pilze durch Probenahmen zur Pilzdiversität über natürliche Gradienten von Nährstoffverfügbarkeit und durch in vitro Anreicherungs-Experimente, um diese Pilze zu erfassen und zu isolieren. Die Bedeutung ausgewählter Pilzgruppen für die Ernährung der Pflanzen wird direkt bestimmt durch Kultivierung von Pflanzen zusammen mit den Pilzen, wobei der Transport von Nährstoffen durch Markierung mit Isotopen nachgewiesen werden soll. Phylogenetische und auf Merkmalen basierende Analysen werden genutzt, um Verbreitungsmuster funktioneller Merkmale über pilzliche Abstammungsgemeinschaften zu erforschen. Dadurch sollen Hypothesen entwickelt werden zu den Kräften, die zur Evolution der Lebensweise Wurzeln besiedelnder Pilze beitrugen. Die Entschlüsselung der kryptischen Ökologie mit Wurzeln assoziierter Pilze verbessert unser Verständnis der Abhängigkeit der Pflanze-Mikrobiom-Funktionen von einzelnen Mikroorganismen und Nahrungsnetzen, und wird zur Entwicklung von Methoden für den Einsatz von Pilzen in nachhaltiger Landwirtschaft beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen