Co-Kultur von Tricholoma vaccinum und Picea abies in einer Petrischale.
Tricholoma vaccinum und Gemeine Fichte (Picea abies).
Es werden Besiedlungsstrategien und Wirtsspezifität von Ektomykorrhizapilzen untersucht. Ritterlinge der Gattung Tricholoma sind in der Lage wirtsspezifische, mutualistische Interaktionen mit Bäumen einzugehen. Das sequenzierte Genom von Tricholoma vaccinum und ein auf Agrobacterium tumefaciens basierendes Transformationssystem ermöglichen funktionelle Untersuchungen. Eine Aldehyd-Dehydrogenase und ein MATE-Transporter sind während des Aufbaus der Symbiose und in symbiontischen Geweben induziert. Auch Hydrophobine – kleine, sezernierte Proteine, die unter anderem bei der Bildung von Lufthyphen und in der Mykorrhiza eine Rolle spielen – wurden zur Untersuchung der spezifischen Symbiose von T. vaccinum mit der Fichte (Picea abies) unter Einbeziehung des Signalaustauschs mit anderen Bodenmikroorganismen und dem Wirt untersucht, wobei Sesquiterpene eine Rolle spielen. T. vaccinum beeinflusst durch diese Terpene den Phytohormonhaushalt des Wirtsbaums. Durch Isotopenmarkierung konnte die Geosmin-Biosynthese aufgeklärt werden.
Das bedeutet, dass das Mykorrhizosphären-Mikrobiom einen deutlichen Einfluss auf die Kommunikation mit der Wirtspflanze ausübt. Dabei zeigten sich Effekte der mikrobiellen Gemeinschaft auf das Wachstums- und Verzweigungsverhalten von T. vaccinum. Weiterhin wurde beobachtet, dass auch die Pflanze durch Wurzelexsudate und Phytohormone das Wachstum des Mykorrhizapilzes kontrollieren und lenken kann.
Der Einfluss der Mykorrhiza auf das Ökosystem Wald wird auch an schwermetallbelasteten Standorten untersucht. Hier wird die Ektomykorrhiza-Biodiversität und das Auftreten verschiedener Explorationstypen in Bezug auf die Umweltbelastung analysiert. Axenische Co-Kulturexperimente werden durchgeführt, um den molekularbiologischen Hintergrund der Schwermetallantwort aufzuklären. Die Produktion von Speisepilzen ist für saprotrophe Arten gelungen. Die hochpreisigen Ektomykorrhizapilze, zu denen auch die Trüffel gehören, ist dagegen schwierig. In einem Feldversuch wird auch hier der Einfluss des Mikrobioms der Ektomykorrhizosphäre untersucht.
MitarbeiterInnen an diesen Projekten:
Dr. Katrin Krause, Levke Petersen, Alexander Gloger.
Alumni: Dr. Manuela Östreicher, Dr. Oluwatosin Abdulsalam, Dr. Theodore Asiimwe, Dr. Maria Bizo, Dr. Olga Bogdanova, Dr. Marycolette Ezediokpu, Dr. Steffi Formann, Dr. Felicia Gherghel, Dr. Matthias Gube, Dr. Catarina Henke, Dr. Ines Schlunk, Dr. Dominik Sammer, Dr. Katharina Wagner, Dipl.-Biol. Cynthia Rüger, Dipl.-Biol. Christine Steinbach.
Wichtigste Publikationen:
Ezediokpu MN, Halitschke R, Krause K, Boland W, Kothe E (2023) Pre-symbiotic response of the compatible host spruce and low-compatibility host pine to the ectomycorrhizal fungus Tricholoma vaccinum. Original Research, Front. Microbiol. - Microbial Symbioses. Manuscript ID: 1280485.
Bogdanova O, Kothe E, Krause K (2023) Ectomycorrhizal Community Shifts at a Former Uranium Mining. J. Fungi, 9 (4):483.
Ezediokpu, MN, Krause K, Kunert M, Hoffmeister D, Boland W, Kothe E (2022) Ectomycorrhizal Influence on the Dynamics of Sesquiterpene Release by Tricholoma vaccinum. J. Fungi 8, 555. https://doi.org/10.3390/jof8060555
Abdulsalam OA, Krause K, Überschaar N, Kothe E. (2022) Geosmin synthase ges1 knock-down by siRNA in the dikaryotic fungus Tricholoma vaccinum. Journal of Basic Microbiology. 62(2):109-115. https://doi.org/10.1002/jobm.202100564
Abdulsalam O, Wagner K, Wirth S, Kunert M, David A, Kallenbach M, Boland W, Kothe E, Krause K (2020) Phytohormones and volatile organic compounds, like geosmin, in the ectomycorrhiza of Tricholoma vaccinum and Norway spruce (Picea abies). Mycorrhiza, doi: 10.1007/s00572-020-01005-2.
Wagner K, Krause K, Gallegos-Monterrosa R, Sammer D, Kovács ÁT, Kothe E (2019) The ectomycorrhizospheric habitat of Norway spruce and Tricholoma vaccinum: promotion of plant growth and fitness by a rich microorganismic community, Front Microbiol 10, 307. doi: 10.3389/fmicb.2019.00307.
Bizo ML, Nietzsche S, Mansfeld U, Langenhorst F, Goettlicher J, Majzlan J, Ozunu A, Formann S, Krause K, Kothe E (2017). Response to lead pollution: mycorrhizal Pinus sylvestris forms the biomineral pyromorphite in roots and needles. Environ Sci Pollut Res Int 24(16),14455-14462. doi: 10.1007/s11356-017-9020-7. Epub 2017 Apr 25.
Sammer D, Krause K, Gube M, Wagner K, Kothe E (2016). Hydrophobins in the life cycle of the ectomycorrhizal basidiomycete Tricholoma vaccinum. PLoS ONE 11(12), e0167773. doi:10.1371/journal.pone.0167773.
Henke C, Jung EM, Voit A, Kothe E, Krause K (2015). Dehydrogenase genes in the ectomycorrhizal fungus Tricholoma vaccinum: A role for Ald1 in mycorrhizal symbiosis. J Basic Microbiol Epub ahead of print. DOI: 10.1002/jobm.201500381.
Krause K, Henke C, Asiimwe T, Ulbricht A, Klemmer S, Schachtschabel D, Boland W, Kothe E (2015). Biosynthesis and secretion of indole-3-acetic acid and its morphological effects on Tricholoma vaccinum-spruce ectomycorrhiza. Appl Environ Microbiol 81, 7003-7011
Schlunk I, Krause K, Wirth S, Kothe E (2015). A transporter for abiotic stress and plant metabolite resistance in the ectomycorrhizal fungus Tricholoma vaccinum. Env Sci Poll Res 22, 19384-19393
Wagner K, Krause K, David A, Kai M, Jung EM, Sammer D, Kniemeyer O, Boland W, Kothe E (2015). Influence of zygomycete-derived D'orenone on IAA signaling in Tricholoma-spruce ectomycorrhiza. Environ Microbiol. Epub ahead of print. doi: 10.1111/1462-2920.13160
Wagner K, Linde J, Krause K, Gube M, Köstler T, Sammer D, Kniemeyer O, Kothe E (2015). Tricholoma vaccinum host communication during ectomycorrhiza formation. Env Microbiol Ecol 91, Epub ahead of print DOI: 10.1093/femsec/fiv120