Wirt- und Symbiontenbeiträge zu Nahrungsressourcen-Wechseln bei Wanzen (Hemiptera, Miridae)

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Kaltenpoth; Professor Dr. Andreas Vilcinskas
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540923461

Der evolutionäre Sprung vom Nahrungsspezialisten zum Allesfresser (Omnivor) hat sich im gesamten Tierreich mehrfach unabhängig voneinander vollzogen. Omnivore Arten müssen deutliche Unterschiede in der Nährstoffverfügbarkeit, der chemischen Zusammensetzung, der Morphologie und den Verteidigungseigenschaften ihrer pflanzlichen und tierischen Nahrungsquellen überwinden. Die Anpassungen, die eine solche Umstellung der Ernährung ermöglichen, sind jedoch nur unvollständig bekannt. Das Ziel dieses Projektantrags ist die Entschlüsselung des Beitrags der Wirtsgenetik und der bakteriellen Symbionten zur Fähigkeit der Insekten, sich sowohl von Pflanzen als auch von Beutetieren zu ernähren. Dazu planen wir, die Wanzenfamilie Miridae als Modell für Taxa mit sehr unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten zu untersuchen und dabei einen umfassenden Ansatz zu verfolgen, der genomische und transkriptomische Analysen der Wirte mit einer taxonomischen und funktionellen Charakterisierung ihrer mikrobiellen Gemeinschaften kombiniert. Unser Ziel ist es, (i) Kandidatengene zu ermitteln, die eine wichtige Rolle an der Schnittstelle zwischen Miridae und ihrer jeweiligen Nahrung spielen; (ii) Genexpressionsmuster zu charakterisieren, die mit der Nahrungspräferenz zusammenhängen, und Gene zu identifizieren, die auf Nahrungsumstellungen reagieren; (iii) eine Methode zu entwickeln, mit der die tatsächliche Nahrung verschiedener Miridae-Arten aufgeschlüsselt werden kann; (iv) mikrobielle Symbionten zu charakterisieren, die mit Miridae assoziiert sind, und ihren potenziellen Beitrag zur Nutzung der Wirtsnahrung vorherzusagen; (v) eine Vorhersage der Rolle von Rickettsien bei der Fähigkeit ihrer Miridae-Wirte, verschiedene Nahrungsquellen zu nutzen, auf der Grundlage ihrer Genome zu machen; und (vi) eine experimentelle Prüfung dieser Vorhersagen mit Hilfe von Bioassays zu erreichen. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse Antworten auf die seit langem gestellte Frage nach den Mechanismen liefern, die einen Nahrungswechsel bei Insekten ermöglichen, und dass diese Erkenntnisse von praktischem Wert sein werden, indem sie die Grundlage für Strategien zur Verringerung des Risikos des Einsatzes omnivorer natürlicher Feinde in biologischen Schädlingsbekämpfungsprogrammen bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• Mitverantwortlich: Dr. Heiko Vogel
• ausländ. Mitantragstellerinnen: Tali Berman, Ph.D.; Einat Zchori-Fein, Ph.D.