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Rolle des Genpools im Boden als Rekrutierungsquelle von virulenten Genotypen von Phytophthora plurivora
Projekt
Förderkennzeichen: 420020032
Laufzeit: 01.01.2019
- 31.12.2021
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: Phytophtora-Arten, P. plurivora, Pathosystem P. plurivora - Fagus sylvatica
In Europa, wird eine große Anzahl von Laubbaumarten derzeit von zahlreichen Phytophthora Arten bedroht. Ein Rückgang dieser Baumarten könnte schwerwiegende kurz- und langfristige ökologische und wirtschaftliche Folgen haben. Die Rotbuche (Fagus sylvatica) ist auf P. plurivora anfällig, welche das Absterben von jungen und auch alten Bäumen verursacht. Es wurde kürzlich gezeigt, dass die Populationen von P. plurivora in der Umwelt (z.B. Boden und Wasser) eine höhere genetische Diversität zeigen als diejenigen in den befallenen Bäumen. Das deutet auf eine Rekrutierung der virulenten Genotypen aus einer diversen Grundpopulation im Boden. Das Ausmaß der Krankheit resultiert aus einer Kombination verschiedener Faktoren, wobei die genetische Ausstattung des Wirtes und des Erregers wahrscheinlich die Hauptrolle für das Auftreten von Infektionen unter günstigen klimatischen Bedingungen spielen. Über Pathogenese und Epidemiologie im Pathosystem P. plurivora - Fagus sylvatica ist jedoch wenig bekannt. In diesem Projekt wird die molekulare Epidemiologie von P. plurivora untersucht. Insbesondere soll das ganze Genom von Isolaten aus dem Boden und von Baumläsionen sequenziert werden, um genomische Regionen zu identifizieren, die mit Pathogenität und Wirtsspezialisierung assoziiert sind. In dem Projekt werde ich auf genomische Varianten von P. plurivora eingehen, die (1) in Genotypen von erkrankten Bäumen im Vergleich zu Genotypen aus bodenbewohnenden Populationen überrepräsentiert sind; (2) signifikant mit infizierten Buchen in fünf geographischen Populationen assoziiert sind; und (3) unter Selektion in den untersuchten Populationen stehen. Die Ergebnisse dieser Studie werden (1) die Hypothese beweisen oder ablehnen, dass genetisch diverse P. plurivora Populationen im Boden als Rekrutierungsquelle für Genotypen dienen, die Bäume infizieren, und seinerseits der breite Boden-Genpool die Anpassung von P. plurivora an veränderte Umweltbedingungen und unterschiedliche Wirte erleichtert; (2) Genfamilien identifizieren, die mit der Pathogenese assoziiert sind; 3) das genetische Muster einer möglichen Wirtsspezialisierung des Erregers in europäischen Waldökosystemen auf Fagus sylvatica zeigen; 4) die genetische Struktur der untersuchten P. plurivora Populationen, inklusiv eine mögliche Populationsdiversifizierung und/oder lokale Anpassung, zeigen. Das Projekt wird wesentlich zum Verständnis des Prozesses der Entstehung von P. plurivora als aggressive Krankheitserreger in Wäldern beitragen. Die Erkenntnisse über die Krankheitsmechanismen von P. plurivora könnten für andere Baumpathogene und Wirtspflanzen relevant sein und somit zur Entwicklung wirksamer Schutzmaßnahmen beitragen. Ein besseres Verständnis der genetischen Muster, die zur Entstehung aggressiver Genotypen führen, ist auch für die Risikobewertung und das Management von zukünftigen Epidemien von Phytophthora-Arten von entscheidender Bedeutung.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenschutz
- Bodenkunde
