Genomische und transkriptomische Untersuchungen zur Biologischen Kontrolle

Biologische Kontrolle ist eine Form der Schädlingsbekämpfung die auf der bewussten bewusste Einbringung von Mikroorganismen in spezifische Ökosysteme beruht, um die Population bestimmter schädlicher (Mikro)organismen zurückzudrängen. Bodenpilze wie zB Trichoderma spielen hierbei eine sehr wichtige Rolle, da sie von Natur aus erfolgreiche Opportunisten sind die verschiedenste Lebensräume (Boden, andere Mikroorganismen, Pflanzen) besiedeln können. Aus diesem Grund werden ausgewählte Spezies dieses Genus in der Pflanzenproduktion als Biokontroll-Organismen eingesetzt. Trichoderma ist aber nicht die einzige Pilzgattung mit solchen Eigenschaften, auch einige andere zumeist nahe verwandte Arten wie zB Clonostachys sind dazu gut geeignet. Das gegenwärtige Projekt bezweckt die Sequenzierung und Annotation des Genoms von Clonostachys solani, sowie die Analyse der genomweiten Expression seiner Gene unter Bedingungen aktiven Antagonismus. Die Ergebnisse sollen mit bereits bekannten und zum Teil in diesem Projekt an Trichoderma zu erhaltenden Daten verglichen werden um Gemeinsamkeiten und speziesspezifische Unterschiede festzustellen. Die Resultate aus diesem Projekt werden einen wichtigen Beitrag zum Verständnis (und damit weiterer Verbesserung) von Pilz-Biokontrollagentien liefern.

Nematoden sind Fadenwürmer, welche in allen Ökosystemen der Erde vorkommen. Sie treten dabei auch als Parasiten von Pflanzen und etlichen Tieren auf. Ihre Schadwirkung auf Pflanzen kann durch Bodenpilze verhindert werden, welche ihrerseits die Eier oder Würmer parasitieren. Trichoderma longibrachiatum ist ein Fadenpilz der dazu besonders gute Eignung besitzt. Er ist allerdings auch in der Lage Säugetiere und Menschen mit abgeschwächtem Immunsystem zu befallen. In diesem Projekt untersuchten wir ob diese Eigenschaften sich in seiner Genomsequenz erklären lassen. Zu diesem Zweck haben wir sein Genom, und das von zwei weiteren mit ihm nahe verwandten Trichoderma spp. (T. citrinoviride, der ebenfalls facultative tier- und humanpathogen ist, aber keine Nematoden befällt; und T. parareesei, der weder Tiere noch Menschen oder Nematoden parasitiert) sequenziert, identifiziert und verglichen. Dabei konnten wir zeigen dass der überwiegende Anteil der ca. 10000 Gene in allen drei Pilzen konserviert ist, und die geringen Unterschiede (300-700 Gene) in erster Linie noch unbekannte Gene eingeschränkter Verbreitung ausmachen. Die Ausprägung der o.a. unterschiedlichen Lebensstile muss daher eine Konsequenz unterschiedlicher Regulation der Genexpression oder epigenetischer Mechanismen sein. Zur Untersuchung dieser beiden Möglichkeiten haben wir ein duales Zellkultursystem entwickelt, in dem der Effekt von Trichoderma auf das Wachstum von Epithelzellen quantifiziert werden kann. Wir konnten dabei zeigen dass ein maßgeblicher Effekt von Trichoderma in der Einleitung der Apoptose besteht.