Sexuelle Entwicklung in Hypocrea jecorina

01.04.2010 - 31.03.2014
Forschungsförderungsprojekt
Sexuelle Entwicklung ist eine der wichtigsten Errungenschaften der Evolution. Fisher und Müller stellten schon 1930 fest, dass ¿das bloße Vorkommen von Sex dessen Nutzen voraussetzt¿. Sex trägt nicht nur zur Verbesserung der Fitness eines Organismus und seiner Anpassung and die ökologische Nische bei, die Tatsache, dass sexuelle Entwicklung eingeleitet wird, sobald die Umweltbedingungen sich verschlechtern zeigt auch, dass dieser Prozess für das Überleben einer Spezies von großer Bedeutung ist. Der Fall der Sexualität im industriellen Arbeitstier Trichoderma reesei (der asexuellen Form von Hypocrea jecorina) ist insofern ungewöhnlich als sowohl Forschung als auch industrielle Stammverbesserung auf nur einem einzigen Isolat, dem Stamm QM6a und seinen (asexuellen) Nachkommen basieren. Der filamentöse Ascomycet T. reesei wurde während des zweiten Weltkriegs isoliert, weil er Ausrüstungsgegenstände der Armee aus Baumwolle abbaute. Später führten genau diese hohen Mengen an Cellulose abbauenden Enzymen, derentwegen der Stamm isoliert worden war, zu seiner genaueren Erforschung für industrielle Zwecke. Wie bei allen anderen industriell angewendeten filamentösen Pilzen, war die Möglichkeit des Kreuzens für T. reesei nicht verfügbar, obwohl die sexuelle Form H. jecorina schon vor mehr als 10 Jahren durch phylogenetische Analysen bestimmt worden war. Kürzlich konnten wir die beiden Mating Type Loci von T. reesei (MAT1-1 und MAT1-2) beschreiben und erstmals sexuelle Entwicklung von T. reesei QM6a (MAT1-2) in Kreuzungen mit einem Naturisolat von H. jecorina zeigen, wobei wir befruchtete Stromata und reife Ascosporen erhielten. Eine problematische Entdeckung in diesem Zusammenhang war allerdings, dass T. reesei QM6a zwar männlich fruchtbar ist, die weibliche Rolle aber nicht übernehmen kann. Im Rahmen des hier vorgestellten Projekts möchte ich erste Einblicke in die Mechanismen im Zusammenhang mit sexueller Entwicklung in T. reesei erhalten. Durch Vergleich der Genome des weiblich sterilen Stammes QM6a mit dem fruchtbaren Naturisolat werde ich Gene selektieren, die möglicherweise für die weibliche Sterilität von QM6a verantwortlich sind and ihre Funktion durch Deletion im Naturisolat und Komplementation von QM6a zu bestätigen versuchen. Physiologische Unterschiede zwischen Stämmen unterschiedlichen Mating Typs sollen durch Analyse von Transkriptionsmustern und charakteristischer Verwertung unterschiedlicher Kohlenstoffquellen aufgedeckt werden. Dadurch werden faszinierende Einsichten in die Anpassung des biologischen Gleichgewichtes zwischen sexueller und asexueller Entwicklung ¿ möglicherweise durch geringfügig unterschiedliche ökologische Nischen der Mating Partner ¿ möglich. Andererseits können diese Resultate zu einer gezielteren Auswahl von Stämmen geeigneten Mating Typs für die Stammverbesserung in bestimmten industriellen Prozessen beitragen. Weiters werde ich den Zusammenhang zweier Gene die gegenteilig auf die sexuelle Entwicklung wirken, untersuchen und ihre Position in der Signalübertragungskaskade in H. jecorina bestimmen. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt werden nicht nur unser Verständnis für die Physiologie von H. jecorina in seinem natürlichen Habitat verbessern, sondern auch die Entwicklung umweltgerechter und kostengünstiger Biotreibstoffe aus cellulosehaltigen Abfällen fördern.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte: 100%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Hypocrea jecorinaHypocrea jecorina
Sexuelle EntwicklungSexual development
Cellulasencellulases

Publikationen