Detailseite
Projekt
Intraspezifische Variabilität und molekulare Regulation einer komplexen Verteidigungssymbiose
Antragsteller
Professor Dr. Martin Kaltenpoth
Fachliche Zuordnung
Evolution, Anthropologie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425876005
Symbiotische Mikroorganismen können Tiere vor Krankheitserregern schützen, indem sie antimikrobielle Substanzen produzieren. Die Selektionsfaktoren, die die Abwehrchemie unter Labor- und Feldbedingungen prägen, und die molekularen Faktoren, die der Entstehung einer Symbiose zugrunde liegen, sind jedoch noch wenig verstanden. Während unser Projekt der ersten Förderphase darauf abzielte, die Selektionsfaktoren zu entschlüsseln, die antimikrobielle Abwehrcocktails unter kontrollierten Laborbedingungen formen, ist der aktuelle Antrag darauf ausgerichtet, die Variation einer von Symbionten produzierten chemischen Abwehr in der Natur (sowohl qualitativ als auch quantitativ) zu charakterisieren und die Symbiontengene zu identifizieren, die für die Etablierung der Assoziation mit dem Insektenwirt erforderlich sind. Anhand der Symbiose zwischen Lagria-Käfern und Bakterien der Gattung Burkholderia als experimentell und genetisch zugänglichem System wollen wir (1) die natürliche intra- und interspezifische Variation in mikrobiellen Gemeinschaften und der Abwehrchemie in zwei Lagria-Arten charakterisieren und (2) die molekularen Faktoren entschlüsseln, die der Fähigkeit der Symbionten zugrunde liegen, sowohl eine Symbiose mit dem Käfer einzugehen als auch dessen Wirtspflanze zu infizieren. Zu diesem Zweck wollen wir Käfer zweier Lagria-Arten im Feld sammeln und ihre mikrobiellen Gemeinschaftsprofile durch Hochdurchsatzsequenzierung charakterisieren, während wir gleichzeitig die von Symbionten produzierte Abwehrchemie mittels HPLC-MS/MS analysieren. Die Ergebnisse werden wertvolle Einblicke in die natürliche Variation der Abwehrchemie und der mikrobiellen Gemeinschaftsprofile zwischen Individuen, Populationen und Arten von Lagria-Käfern liefern. Für das zweite Ziel wollen wir mögliche Symbionten-Kolonisierungsfaktoren aus einem früheren Transposon-Insertion-Sequenzierungsexperiment testen, indem wir gezielte Mutanten generieren und ihre Kolonisierungsfähigkeit im Käfer untersuchen. Da die Käfersymbionten auch die Nahrungspflanze des Käfers opportunistisch infizieren können, werden wir außerdem ein Transposon-seq-Experiment durchführen, um mögliche Kolonisierungsfaktoren für die Infektion der Pflanze aufzuklären. Die Ergebnisse werden Einblicke in die molekularen Faktoren liefern, die der Etablierung einer Verteidigungs-Symbiose sowie dem Lebensstilwechsel zwischen Insektenmutualismus und Pflanzenpathogenität zugrunde liegen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
