Molekulare Analyse des Nektrotrophen Mykoparasitismus in der Predator Yeast Saccharomycopsis schoenii

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Wendland
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448656174

Unser Projekt dient der molekularen Analyse der predator yeast Spezies Saccharomycopsis schoenii.Saccharomycopsis Arten besitzen großes Potenzial, weil:(i) sie leicht zu kultivieren sind, sie haploid (unsere unveröffentlichten Daten) und entweder homothallisch oder heterothallisch sind, und sie für vielfältige genetische Manipulationen zugänglich sind. (ii) sie eine unter Saccharomyzeten einzigartige Eigenschaft des nekrotrophen Mykoparasitismus zeigen, was ein einfaches Modellsystem liefert, um Wirt-Pathogen Interaktionen zu untersuchen.(iii) sie einen einfachen bi-phasischen Lebenszyklus aufweisen. Sie wachsen saprophytisch in Vollmedien, wechseln aber unter Mangelbedingungen zum Mykoparasitismus. Dies wird eine Trennung von metabolischen Genen und Virulenzgenen erleichtern.(iv) sie nützliche Biokontrollstämme in der Landwirtschaft sein könnten, um nachhaltig zur Reduktion des Fungizideinsatzes beizutragen. Wir schlagen basierend auf unseren umfangreichen Vorarbeiten vier Projektziele vor:(i) Die detaillierte Charakterisierung der avirulenten KSS1-Deletionsmutante, um folgende Fragen zu beantworten: Gibt es eine Wirtszellerkennung im KSS1-Deletionsstamm? D.h. wachsen kss1 Zellen auf ihre Wirtszellen zu? Können kss1 Zellen überhaupt Penetrationshaustorien bilden? Die mit dem KSS1 Wildtypgen komplementierte kss1 Mutante schnitt in einem Virulenzassay besser als der Wildtyp ab, d.h. erschien virulenter zu sein. Daher wollen wir untersuchen, ob das Expressionslevel von KSS1 einen Einfluß auf die Virulenz hat.(ii) Die Studie des Predation-Prozesses aus der Sicht der Predator Yeasts: Hier wollen wir insbesondere das polare Wachstum und das Aktinzytoskelett bei der Bildung der Penetrationshaustorien untersuchen. Wir erwarten, dass eine Aktinpolymerisierung an der Spitze der Haustorien stattfindet. Von besonderem Interesse ist jedoch die Frage, ob ein Aktinring an der Basis eines Haustoriums gebildet wird und im weiteren, ob eine mitotische Teilung für die Bildung eines Haustoriums benötigt wird. Eine solche Kernteilung könnte dazu führen, dass ein Kern in die Penetrationshyphe einwandert.(iii) Die Studie des Predation-Prozesses aus der Sicht der Wirtszelle. Damit soll die Frage beantwortet werden, ob (und wenn ja für wie lange) die Zellmembran einer S. cerevisiae Wirtszelle während des Penetrationsprozesses intakt bleibt. Dabei werden wir auch Veränderungen von Wirtszellkompartimenten, z.B. Vakuolen und Mitochondrien, über Fluoreszenzmikroskopie untersuchen.(iv) Die Analyse von weiteren Komponenten der MAP-Kinase-Kaskade in S. schoenii. Dies betrifft insbesondere das MAP-Kinase-Homolog FUS3 sowie den Transkriptionsfaktor STE12. Damit soll die zentrale Frage beantwortet werden wie Predator Yeasts zwischen Predation und Paarung differenzieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen