Die molekularen Grundlagen der Entwicklungsentscheidung in filamentösen Pilzen

• Antragsteller: Professor Dr. André Fleißner
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432289836

Filamentöse Pilze haben die Fähigkeit verschiedene Entwicklungsprogramme abzurufen, um sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen. So sind viele Pilze in der Lage, entweder saprophytisch zu wachsen oder in der Anwesenheit eines geeigneten Wirtes pathogenes Verhalten zu zeigen. Unsere vorhergehenden Arbeiten haben zum Beispiel gezeigt, dass auskeimende Sporen des Grauschimmels Botrytis cinerea auf hydrophilen Oberflächen, wie z.B. Agar-Festmedien, interagieren und zu größeren Verbänden fusionieren. Auf hydrophoben Flächen, wie z.B. den Blättern von Wirtspflanzen, sind die Fusionen jedoch unterdrückt und der Pilz bildet Infektionsstrukturen. Sowohl die Fusionen als auch das infektiöse Wachstum werden dabei zumindest teilweise durch das gleiche Signalnetzwerk reguliert, das aus zwei MAP-Kinase-Kaskaden, dem STRIPAK-Komplex sowie NADPH-Oxidase-Komplexen besteht. Wir vermuten daher, dass Infektion und Fusion zwei alternative Entwicklungsprogramme darstellen, die sich gegenseitig ausschließen. Darüber hinaus haben wir beobachtet, dass das Signalnetzwerk auch die Interaktionen zwischen Sporen unterschiedlicher Spezies reguliert. So wachsen z.B. Keimlinge des saprophytischen roten Brotschimmels Neurospora crassa und von B. cinerea gerichtet aufeinander zu. Vergleichbare Interaktionen treten auch zwischen N. crassa und dem Mycoparasiten Trichoderma atroviride auf. Wir vermuten daher, dass das konservierte Signalnetzwerk möglicherweise auch die Beuteerkennung in mycoparasitischen Arten vermittelt.Die Ziele des Projektes bestehen darin, die molekularen Grundlagen der Entwicklungsentscheidung zwischen Fusion und Infektion in B. cinerea aufzuklären. Darüber hinaus untersuchen wir die Implikationen von Interspezies-Interaktionen und überprüfen, ob sich der Mycoparasitismus auf Basis der regulären innerartlichen Zell-Zell-Kommunikation entwickelt hat. Abschließend sollen erste Strategien zur kontrollierten Re-Programmierung der pilzlichen Entwicklung erarbeitet werden. Die erhaltenen Daten werden wichtige Beiträge zum Verständnis der Entwicklungsbiologie von Pilzen liefern und können möglicherweise die Grundlage neuer Methoden zur Kontrolle filamentöser Pilze bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen