Ökogenomik der Interaktionen kleinen Phytoplanktons & großer Viren als Reaktion auf veränderte Salinität und Phosphatkonzentrationen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Elisa Schaum, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490839374

Das übergreifende Ziel von ELVIRA ist es, grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Genom, Phänotyp und Umwelt und die Auswirkungen ebendieser Wechselwirkungen auf die Populationsdynamiken von Mikroalgen und deren Viren zu gewinnen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ELVIRA die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf Phytoplankton-Virus-Interaktionen untersuchen. Während der Einfluss der Temperatur auf die Dynamik von Phytoplankton-Virus-Gemeinschaften im letzten Jahrzehnt bei vielen kosmopolitischen marinen Phytoplanktonarten untersucht wurde, um zu zeigen, dass Temperaturschwankungen tatsächlich die Wirt-Virus-Interaktionen sowohl qualitativ als auch quantitativ beeinflussen, gibt es weniger Wissen über die Auswirkungen anderer Umweltparameter, die durch den globalen Klimawandel verursacht werden. Zum Beispiel nimmt die Schichtung des Ozeans mit erhöhter Temperatur zu, und als Folge kann das Oberflächenwasser nährstoffärmer werden. Die Temperatur kann ferner den Salzgehalt durch erhöhte Verdunstung oder veränderte Niederschlagsmuster beeinflussen. Sowohl die Nährstoffverfügbarkeit als auch der Salzgehalt sind wichtige Akteure in der Infektionsdynamik. Um diese Lücke zu schließen, nutzen wir die kontrastierenden Umwelteigenschaften der Oberflächengewässer der Ostsee, der Nordsee und des Mittelmeers, wo sich Salzgehalt und Nährstoffe (insbesondere Phosphat) sowohl zwischen als auch innerhalb der Regionen unterscheiden. Wir werden untersuchen, wie Salzgehalt und Phosphatverfügbarkeit die Phytoplankton-Virus-Interaktionen beeinflussen, von den molekularen Veränderungen, die zur Veränderung der Phänotypen führen, bis hin zur Populations Dynamik. Die von uns ausgewählten Regionen erlauben uns auch, die oben genannten Fragen auf evolutionären Zeitskalen durch einen Raum-Zeit-Substitutionsansatz zu untersuchen. Mit diesem Ansatz können wir dann das evolutionäre Potenzial der Wirte und ihrer Viren bestimmen, um besser in der Lage zu sein, relevante Dynamiken und Merkmale in den Umgebungen vorherzusagen, die wir in einer sich verändernden Welt vorfinden werden. Wir werden ein ökologisch relevantes Modell verwenden, das Ostreococcus-Prasinovirus-System, das sich für Experimente eignet und nachweislich sowohl in der Nord- und Ostsee als auch im Mittelmeer vorkommt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich(e): Dr. Luisa Listmann
• Kooperationspartnerin: Professorin Gwenael Piganeau