Bestandsaufnahme der Gattung Hypocrea in Europa

Innerhalb der Ascomycetes ("Schlauchpilze") beinhaltet die Ordnung Hypocreales besonders viele Arten von großer wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung, und zwar als Pathogene ökonomisch wichtiger Kulturpflanzen, als Schädlinge von Speisepilzkulturen, als Quellen von Pharmazeutika und Mycotoxinen, als biologische Schädlingsbekämpfungsmittel von phytopathogenen Pilzen und als Quellen industriell verwendeter Enzyme. Besonders wichtig ist die Gattung Trichoderma, welche die Hauptkomponente der Bodenpilze bildet. Studien dieser Gattung sind aus diesem Grund bisher hauptsächlich an Material durchgeführt worden, das aus Böden isoliert wurde. Teleomorphe von Trichoderma-Arten gehören zur Gattung Hypocrea und kommen auf Holz, anderem toten Pflanzenmaterial und Pilzen vor. Aufgrund ihrer geringen morphologischen Variabilität ist es unmöglich Hypocrea- Arten allein unter Verwendung morphologischer Untersuchungen zu identifizieren. Zu diesem Zweck müssen auch Gensequenzen aus DNA analysiert werden, welche aus Kulturen extrahiert wird, die durch Isolierung von Ascosporen der Hypocrea Teleomorphe hergestellt werden. Das Projekt P16564 wurde in erster Linie konzipiert um die Biodiversität der Gattung Hypocrea unter Verwendung frisch gesammelter Teleomorphe in (Mittel-) Europa zu erfassen und neue Hypocrea-Arten sowie unbekannte Beziehungen zwischen Hypocrea-Teleomorphen und Trichoderma-Anamorphen zu entdecken. Das Ergebnis des Projekts P16564 hat alle Erwartungen hinsichtlich der Artenzahl in Europa übertroffen. Basierend auf den ca. 400 gesammelten Hypocrea-Belegen wurden 53 Arten identifiziert, von denen ca. 20 neu für die Wissenschaft sind. Bis Jänner 2006 wurden 14 Arten vollständig charakterisiert und 2 neue Arten publiziert. Aufgrund der überaus aufwendigen Charakterisierung von Hypocrea / Trichoderma-Arten ist es unmöglich alle Arten in einem einzigen Projekt zu beschreiben. Daher wird ein Folgeprojekt vorgeschlagen mit dem Ziel (1) alle restlichen Hypocrea-Arten unter Verwendung der Morphologie von Teleomorph, Anamorph und Synanamorph (soweit zutreffend) zu charakterisieren und zu beschreiben und deren phylogenetische Positionen zu analysieren, (2) die Taxonomie anderer, nicht im vorangegangenen Projekt gefundener Arten, zu klären, (3) Identität und Konzept ungenügend bekannter Arten zu überprüfen und gegebenenfalls zu korrigieren, (4) die phylogenetischen Beziehungen aller molekular charakterisierter Arten zu analysieren und darzustellen, (5) die ökologischen Daten für die in Europa im Zuge der beiden Projekte gesammelten Hypocrea-Arten zu analysieren und zu dokumentieren und (6) eine komplette Bestandsaufnahme der europäischen Arten in einer Monographie zu dokumentieren, die eine fundamentale taxonomische Grundlage für zukünftige Studien wie z.B. der Enzymologie und antibiotischer Eigenschaften der hergestellten Isolate bilden soll.

Dieses Projekt ist ein Teil des Vorhabens, die Biodiversität der Pilzgattung Hypocrea in Europa, d.h. wieviele and welche Arten kommen in Europa vor, zu ergründen, aber auch möglichst viele neue Arten aufzuspüren und zu charakterisieren. In diesem und dem vorangegangenen Projekt wurden insgesamt 620 Belege in Europa gesammelt und fast 500 Kulturen aus ihnen hergestellt. 75 Hypocrea-Arten wurden anhand von Gensequenzen, morphologischen und ökologischen Daten identifiziert. Diese Artenzahl übersteigt alle früheren Schätzungen bei weitem. Von 27 neuen Arten wurden bereits 6 in Einzelarbeiten publiziert. Alle restlichen Arten werden in einer 2- teiligen europäischen Monographie präsentiert, von welcher der 1. Teil bereits erschienen ist (http://www.studiesinmycology.org/content/vol63/issue1/). Kulturen neuer Arten wurden in der offiziellen Stammsammlung des CBS (Utrecht) deponiert, wo sie nach der Publikation frei zugänglich sind. Die lebenden Kulturen stellen ein enormes Potential für die Erforschung diverser Anwendungsaspekte von Trichoderma dar. Warum ist Hypocrea bzw. Trichoderma wichtig ? Arten der Schimmelpilz-Gattung Trichoderma erzeugen in ihrem Stoffwechsel zahlreiche Substanzen wie z.B. Antibiotika (Peptaibole) und Enzyme, z.B. Cellulasen (zum Abbau von Pflanzenmaterial) oder Chitinasen (zum Abbau anderer Pilze). Sie werden daher in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z.B. in der Textil- und Papierindustrie, in Waschmitteln, aber auch zur biologischen Bekämpfung schädlicher Pilze und in der Biospriterzeugung. Die Gattung besteht aus zwei Formen, die unterschiedliche wissenschaftliche Namen haben: das asexuelle Trichoderma-Stadium (Nebenfruchtform) und das sexuelle Hypocrea-Stadium (Hauptfruchtform). Hypocrea bildet lebhaft gefärbte Kissen, Pustel oder Krusten auf Holz, Borke, anderen Pilzen und seltener auf Gräsern. Obwohl mehrere hundert Hypocrea-Arten beschrieben wurden, ist es unbekannt wie viele echte Arten existieren. Um Letzteres für eine bestimmte Region herauszufinden, müssen soviele Belege wie möglich in der Natur gesammelt und analysiert werden. Zur Identifizierung und Charakterisierung der Arten wurden verschiedene Methoden angewandt: Morphologie der Hauptfruchtform, Herstellung von Reinkulturen und des Trichoderma-Stadiums (Anamorph) aus den Sporen, Morphologie der Anamorphe, Wachstumsexperimente zur Kulturcharakterisierung und Bestimmung der Wachstumsraten, sowie Bestimmung der Sequenzen einiger Gene, um die Artengrenzen und die natürlichen Verwandtschaftsbeziehungen der Arten (Stammbaum) aufzuklären.