Einfluss eines weit verbreiteten Herbizids auf die Dynamik von Infektionskrankheiten in Phytoplankton und Pilz-Wirt-Parasit-Interaktionen

• Antragstellerin: Dr. Erika Berenice Martínez Ruiz
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471387895

Die Anwesenheit von Schadstoffen aus anthropogenen Quellen in Gewässern bedroht die Wasserqualität und das gesamte aquatische Ökosystem. Herbizide sind aufgrund ihres kontinuierlichen Einsatzes in der Landwirtschaft weltweit häufig in Gewässern zu finden. Metolachlor (MET) ist das sechsthäufigste weltweit eingesetzte Herbizid. MET wirkt sich negativ auf aquatische Nicht-Zielorganismen, einschließlich Phytoplankton, aus. Phytoplanktonische Organismen, wie Cyanobakterien, sind Primärproduzenten und damit Schlüsselakteure in der aquatischen Umwelt. Eutrophierung und andere anthropogene Einflüsse fördern das Wachstum von Cyanobakterien innerhalb von Phytoplankton-Gemeinschaften. Unkontrolliertes Cyanobakterienwachstum in Gewässern führt zur Bildung von Cyanobakterienblüten. Cyanobakterienblüten haben negative Auswirkungen auf die Umwelt, die Wirtschaft und die Gesundheit von Mensch und Tier. Pilzparasitismus reguliert das Wachstum von Cyanobakterien in der aquatischen Umwelt. Pilzinfektionen von Phytoplankton treten weltweit auf und sind relevant für ihre Wachstum, Krankheitsdynamik, Evolution und trophische Interaktionen mit anderen Organismen. Die wichtigsten Parasiten des Phytoplanktons sind Chytriden. Informationen über den Einfluss anthropogener Schadstoffe auf Chytrid-Parasiten und phytoplanktonische Wirte sind begrenzt. Da Chytridpilze und ihre Wirte (z.B. Cyanobakterien) sind ökologisch relevant sind, ist es von zentraler Bedeutung, den Einfluss von weit verbreiteten anthropogenen Schadstoffen, wie MET, auf ihre Infektionsdynamik zu verstehen. Dieser Antrag zielt darauf ab, zu untersuchen, wie ein weit verbreitetes Herbizid die Infektionsdynamik eines Chytrid-Parasiten und seines toxigenen cyanobakteriellen Wirtes beeinflusst. Dazu soll drei Hauptaspekte betrachtet werden i) inwieweit die Exposition gegenüber dem Herbizid MET die Infektion toxigener Cyanobakterien durch Chytridparasiten fördert oder inhibiert ii) soll die transkriptionelle und metabolische Reaktion von Cyanobakterien und Chytriden in ihrer Interaktion während der Exposition mit MET bestimmt und charakterisiert werden, um ein besseres Verständnis der Toxizitätsmechanismus auf molekularer Ebene zu gewinnen und iii) soll beurteilt werden, ob eine anhaltende Exposition gegenüber MET als Selektionsdruck wirken kann, der das Wachstum von MET-abbauenden Bakteriengruppen fördert. Der erfolgreiche Abschluss dieses Projekts würde unser Verständnis des anthropogenen Einflusses auf Phytoplankton und dessen Krankheitserregern erweitern. Außerdem wird es unser Wissen darüber vertiefen, wie Schadstoffe ökologische Interaktionen zwischen Arten auf der Ebene von Organismen Systemen, wie z. B. Wirt-Parasit-Interaktionen, beeinflussen.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle