Phylogenetik früh auftretender, borkenbewohnender Dothideomycetes

Die Integration bereits beschriebener Pilze in ihren phylogenetischen Stammbaum hinkt wegen des Fehlens molekularer Daten quantitativ weit hinter der Detektion von Arten in ökologischen Studien mittels moderner Sequenzierungsmethoden nach. Von letzteren sind allerdings nur ITS-Sequenzen bekannt und deren effiziente Einbettung in Stammbäume wird durch zahlreiche Lücken in den mittels molekularer Phylogenie aufgestellten Bäumen be- oder verhindert. Dieses Projekt zielt darauf ab einige Lücken der Ascomycetenphylogenie, insbesondere innerhalb der Pleosporales (Dothideomycetes) zu füllen. Wegen der immensen Größe dieser Ordnung wird die Studie auf Pilze limitiert, die in der Borke von Bäumen und Sträuchern kurz nach deren Absterben fruktifizieren. Solche Pilze sind von besonderem Interesse, weil sie einerseits als primäre Wirtsbesiedler für das Absterben der Pflanzen verantwortlich sein können oder sich als schadlose Endophyten in der Pflanze aufhalten oder sich als sekundäre Besiedler saprotroph oder nekrotroph ernähren. Im Detail wird das Projekt auf die Familie Pleomassariaceae und die Gattung Valsaria, von welchen der Antragsteller bereits fundierte Daten ermittelt hat, und auf die Familie Cucurbitariaceae, wo nur wenige molekulare Daten vorhanden sind und viele neue Arten und eine phylogenetische Aufteilung in mehrere Gattungen zu erwarten sind, limitiert. Hauptaktivitäten des Projekts sind daher Analysen der Gattung Cucurbitaria auf Gattungs- und Artebene, primär auf Teleomorphen basierend, mit dem Ziel, a) deren phylogenetische Struktur, b) deren Biodiversität in Europa, besonders auf Wirten der komplexen Familie Leguminosae, c) deren Anamorph- Teleomorph-Beziehungen, basierend auf Konidienbildung in Kultur und Sequenzierung vermuteter, auf den Wirtspflanzen mit Teleomorphen assoziierter Anamorphe, zu ergründen. Weiters soll die Taxonomie der Arten geklärt und an die neuen Regeln des drastisch modifizierten Internationalen Code der Nomenklatur für Algen, Pilze und Pflanzen (Melbourne Code, ICN) adaptiert werden. Außerdem soll das Postulat, daß reichliche Fruktifikation auf kürzlich abgestorbenen Pflanzenteilen auf einen endophytischen Lebensstil hinweist, unter Verwendung bekannterer Cucurbitaria-Arten untersucht werden. Weitere Gattungen der Pleosporales, besonders jene die mit Cucurbitaria verwechselt werden, solche, deren Typen noch nicht sequenziert sind, und andere, von denen der Antragsteller bereits DNA-Sequenzen ermittelt hat, sollen inkludiert werden, abhängig von Disponibilität sowie Zeit- und Arbeitskapazität. Repräsentative Kulturen aller studierten Arten werden für etwaige andere Forschungsvorhaben in öffentlich zugänglichen Stammsammlungen hinterlegt. Essentielle Barcodeinformation wird ebenfalls ermittelt und zur allgemeinen Verfügung gestellt.

In diesem Projekt wurden 2 neue Klassen, 3 neue Ordnungen, 8 neue Familien, 15 neue Gattungen und 51 neue Arten von Schlauchpilzen (Ascomycota) entdeckt und publiziert. Dabei wurde der Stammbaum der Klasse Dothideomycetes, vorwiegend in der Ordnung Pleosporales, auf mehreren Ebenen konsolidiert und ausgebaut. Als Untersuchungsobjekte dienten in der Natur vorkommende, in Parkanlagen gepflanzte und landwirtschaftlich genutzte Bäume und Sträucher, die nach Vorkommen und Diversität bestimmter borkenbewohnender Vertreter der Dothideomycetes, einer der größten Klassen der Schlauchpilze (Ascomycota), gescreent wurden. Diese Klasse beinhaltet besonders viele noch in weiten Teilen hinsichtlich ihrer verwandtschaftlichen und stammesgeschichtlichen (phylogenetischen) Zusammenhänge unbekannte Vertreter. Aus dem vorwiegend in Mittel- und Südeuropa gesammelten Material wurden Reinkulturen hergestellt, deren DNA-Extrakte zur Ermittlung bestimmter Gensequenzen dienten, welche mittels diverser Phylogenieprogramme verglichen wurden. Im Detail wurde die Familie Cucurbitariaceae untersucht, von welcher zuvor nur rudimentäre Gensequenzen einer einzigen Art vorhanden waren. Es wurde unter anderem entdeckt, daß viele Vertreter dieser Familie in der Natur fungicol sind, d.h., sich von anderen Pilzen ernähren. Außerdem wurden Zusammenhänge zwischen sexuellen und asexuellen Stadien dieser Pilze aufgedeckt, außerhalb dieser Familie besonders auch bei der Schimmelpilzgattung Helminthosporium, wo die experimentelle Zuordnung von sexuellen (Splanchnonema- und Pleomassaria- artigen) Stadien über Gensequenzen völlig neu ist. Solche Stadien wären früher in einer ganz anderen Familie (Pleomassariaceae) klassifiziert worden. Die Familie Requienellaceae, deren Vertreter früher als Flechten galten, gehört nun zu nicht-lichenisierten Pilzen in der Ordnung Xylariales. Dieses Ergebnis ist besonders überraschend, weil in dieser Ordnung bzw. in der Klasse Sordariomycetes Pilze mit 2-wandigen (bitunikaten) Asci bisher unbekannt waren. Weiters wurde für die Gattung Valsaria, deren Lebenszyklus vier asexuelle Stadien aufweist, eine neue Familie und eine neue Ordnung aufgestellt. Hervorzuheben ist weiters die Einführung von Sequenzen proteincodierender Gene in die Phylogenetik diverser Gruppen der Dothideomycetes, wo in vielen Fällen nur Sequenzen ribosomaler Gene weniger Vertreter vorhanden waren. Besonders wichtig hinsichtlich Auflösung auf Artenniveau ist die Verwendung von Introns (z.B. des Translations- elongationsfaktors 1 alpha), die evolutionär weniger konserviert und daher variabler sind als Exons. Von allen neuen Pilzarten wurden Reinkulturen in einer internationalen Stammsammlung deponiert, wo sie für weitere Forschungen zur Verfügung stehen.