Genomische Analyse über Verteilung und Anpassung von Steinpilzen (Boletus edulis)

• Antragsteller: Professor Dr. Joseph Hoffman
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471310836

Ektomykorrhizapilze (EMF) sind tragend in der Funktion terrestrischer Ökosysteme, insbesondere für den Nährstoffkreislauf. Für den Fortbestand und Beständigkeit von Ökosystemen ist es daher wichtig die Populationsdynamik von EMFs in diesem Bezug zu erforschen. Besonders die Lebensentwicklung, Artentstehung, Verteilung, Erschließung neuer Habitate und in diesem Zuge auch die Beständigkeit, sowie Wirtsanpassung.Der Steinpilz (Boletus edulis) ist ein kommerziell wichtiger Wildpilz, der eine weitläufige Verteilung aufweist. Da der Pilz obligater Symbiont verschiedener Baumarten ist, wirft er Fragen über lokale Adaptationen an die Wirte auf. Steinpilze sind an Ansiedlungsorten oft langfristig anzutreffen und erlauben eine systematische Beprobung über einen längeren Zeitraum.Dieses Projekt soll die womöglich größte genomische Studie zu einem Wildpilz werden und nutzt dafür eine umfassende Sammlung an Proben. Wir werden moderne Sequenzierungs- und Auswertungsverfahren anwenden, um ökologische und evolutionäre Schlüsselprozesse zu erforschen. Systematische Proben von verschiedenen Lichtungen in Bielefeld und aus dem Thetford Wald (Barnham, UK) sollen genutzt werden, um Individuen und deren Genetänderung und lokale Verteilung über einen Zeitraum von etwa elf Jahren nachzuverfolgen und zu rekonstruieren.Zusätzlich werden wir ITS-Genotypisierung der Wurzelspitzen verwenden, um die Ansiedlung von Steinpilzen am Wirt zu bestätigen. Wir hypothetisieren einen Bezug von Genotyp zur Langlebigkeit von Genets und hierbei entweder eine Selektion auf spezifische Allele oder stärker heterozygoten Genotypen. Außerdem werden wir den Einfluss lokaler Adaptationen an ansässige Wirte auf Verteilungsmuster und Langlebigkeit untersuchen. Über die gesammelten Fruchtkörper unserer Standorte (D, UK, ESP, SWE), die mit vier verschiedenen Wirtsbäumen assoziiert sind (Buche, Eiche, Birke und Kiefer), werden wir erkunden ob Wirtsspezialisierungen den Weg zu ökologischer Artbildung ebnen. Mit dieser Erkenntnis können wir Aussagen treffen, ob spezifische Genets am Wirt eine teilweise reproduktiv isolierte Rasse bilden und falls zutreffend, die an der Artbildung involvierten genomischen Regionen identifizieren. Wiederholtes Beproben soll hier insbesondere dienen, lokale Störfaktoren wie Klima, andere Pilzinteraktionen und anderen abiotische Faktoren auszuschließen und nur echte kausale Zusammenhänge zu finden. Wir werden DNA Barcoding nutzen, um Wirtsassoziationen zu bestätigen und getrocknete Pilze im Museum Senckenberg archivieren.Zusammenfassend wird dieses Projekt einen detaillierten und beispiellosen Einblick über die Etablierung von EMF-Populationen, deren Ausbreitung und Evolution gewinnen. Das Verständnis der dabei wirkenden Prozesse ist bedeutsam für Prognosen, wie der Klimawandel zu Änderungen an Ökosystemen beiträgt. Weitergehend wird dieses Projekt molekulare Ressourcen und Typenexemplare generieren, die künftiger Forschung zu vermarktungsfähigen Boleten dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Spanien, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. William Amos; Dr. Kanchon Dasmahapatra; Professor Dr. Bryn Dentinger; Professorin Dr. Thorunn Helgason; Dr. Fernando Martinez Pena