Wirts-Parasiten-Interaktion der endobiontischen Pilzgruppe der Nephridiophagidae und ihrem Insektenwirt

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Renate Radek
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397619173

Die meisten Pilzphyla enthalten entomopathogene Vertreter unterschiedlicher Wirtsspezifität. Die einzelligen Nephridiophagiden sind hoch spezialisierte, aber wenig untersuchte endobiontische Pilze, deren Lebensstadien die Malpighischen Gefäße von Insekten infizieren. Wir möchten ihren Einfluss auf die Fitness ihrer Wirte untersuchen. Unsere Hypothese ist, dass die Fitness der infizierten Wirte reduziert ist. Verschiedene Fitness-Aspekte werden getestet, wie zum Beispiel der Reproduktionserfolg, die physische Fitness, die physiologische Fitness wie die Immunkompetenz, die Funktionalität der Malpighischen Gefäße und die Empfindlichkeit gegenüber chemischen Insektiziden. Die Deutsche Schabe Blattella germanica ist ein idealer Testorganismus für unsere Versuche. Durch steriles Waschen der Eipakete können Parasiten-freie Populationen gezüchtet werden, die sich durch Verfüttern von parasitierten Malpighischen Gefäßen spezifisch mit Nephridiophaga infizieren lassen. Weiterhin sichert die kurze Entwicklungszeit und schnelle Reproduktion die Produktion von ausreichenden Tiermengen. Dies erleichtert auch Experimente bezüglich Populationsentwicklung und Reproduktionserfolg. Im zweiten Teil des Projekts stehen Aspekte des Lebenszyklus und die Phylogenie der Nephridiophagiden im Fokus. Die frühen Entwicklungsstadien, die sich aus oral aufgenommenen Sporen von Nephridiophaga entwickeln, sind komplett unbekannt. Unsere Vermutung ist, dass das geschlüpfte Sporoplasma motil ist und aktiv durch Darmwand und Hämolymphe zum endgültigen Habitat in den Malpighischen Gefäßen wandert. In-vitro Experimente mit verschiedenen physikalischen und chemischen Stimuli sollen das Schlüpfen des Sporoplasmas aus der Spore induzieren. Die Motilität der Stadien wird lichtmikroskopisch untersucht (z.B. Zeitraffer Video-Mikroskopie, Immunfluoreszenzfärbung des Cytoskeletts). Die frühe in-situ Entwicklung wird nach oraler Infektion oder nach Injektion von Sporen in die Hämolymphe beobachtet (z.B. komplette Darmpräparate mit Fluoreszenzfärbung, PCR zur Detektion geringer Nephridiophaga-Mengen). Ein weiteres Ziel ist, die Studien zur molekularen Phylogenie der Nephridiophagiden zu vertiefen. So soll die Stellung innerhalb der basalen Pilze eingeengt und gefestigt werden. Bisherige Ergebnisse unterstützen, dass die Nephridiophagiden ein neues, ursprüngliches Pilzphylum nahe der Chytridiomycota s.l. repräsentieren. Um dies zu verifizieren ist es nötig, weitere Arten und Gene für eine gut unterstützte Stammbaumrekonstruktion zu analysieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen