Projektgruppen

8-4.3 | ANPASSUNGEN BAUMASSOZIIERTER PILZGEMEINSCHAFTEN

Projektleiter:
Prof. Dr. Imke Schmitt

Fast alle Pflanzen in natürlichen Ökosystemen sind mit pilzlichen Symbionten assoziiert, z.B. Mycorrhizen und Endophyten. Diese Symbionten können die Ökologie, Fitness und Evolution der Pflanze beeinflussen, sowie Pflanzengesellschaften und Gesellschaften assoziierter Organsimen prägen. In diesem Projekt möchten wir herausfinden, ob blattassoziierte Pilzgesellschaften die Adaptation von Pflanzen an Extremstandorte und Mikroklimate beeinflussen können, und so Einfluss auf die historische und kontemporäre Verbreitung von Bäumen nehmen können. Wir wollen folgende zentrale Fragen beantworten: Was sind die Unterschiede in der pilzlichen Biodiversität und Artenzusammensetzung bei kaltadaptierten und warmadaptierten Populationen der Balsam-Pappel? Gibt es Hinweise für Koevolution zwischen der Balsam-Pappel und ihrem pilzlichen Mikrobiom? Welchen Einfluss haben Genotyp des Baums und natürlicher Standort auf die Zusammensetzung von Pilzgesellschaften in der Phyllosphäre? Können wir ursprüngliche Mikrobiome und ihre Reaktion auf vergangenen Klimawandel rekonstruieren, und können  wir die Verbreitung des Pappel und ihrer Symbionten unter zukünftigen Klimaszenarien vorhersagen?
Unser Modelsystem, Populusbalsamifera L., ist eine diözische Art mit einer Verbreitung von Neufundland bis Alaska zwischen dem 42°N und dem 70°N Breitengrad. Es ist eine Schlüsselart in borealen Wäldern, mit natürlichen Populationen in der Arktis. Damit ist sie die am weitesten nördlich verbreitete amerikanische Baumart. Phylogeographische Untersuchungen zeigen rangeexpansion seit dem letzten glazialen Maximum vor ca. 18000 Jahren, sowie Migration vom zentralen Nordamerika nach Nordwesten und Nordosten (Keller et al. 2010, Mol. Ecol. 19:1212-1226). Hier verwenden wir die phylogeographischen Daten der Balsam-Pappel als Grundlage, um mögliche Koevolution der Pflanze und ihrer pilzlichenSymbionten zu untersuchen und die Rolle der Pilzgesellschaften bei der lokalen Adaptation der Baumart zu verstehen.

Team

Dr. Jürgen Otte, Laborleiter
Dr. Miklós Bálint, Wissenschaftler
Dr. Sunil Mundra, Wissenschaftlerin

Publikationen

Bálint, M., Bartha, L., O'Hara, R.B., Olson, M., Otte, J., Pfenninger, M., Robertson, A. & I. Schmitt (2015) : Relocation, high-latitude warming and host genetic identity shape the foliar fungal microbiome of poplars. - Molecular Ecology 24, 235–248

Balint, M., Dénes, A.L., Popescu, O. & L. Ujvárosi (2011) : European phylogeography of Rhyacophila tristis Pictet (Trichoptera: Rhyacophilidae): preliminary results. - Zoosymposia 5: 11-18.

Bálint, M., Tiffin, P., Hallström, B., O’Hara, R.B., Olson, M.S., Fankhauser, J.D., Piepenbring, M. & I. Schmitt (2013) : Host genotype shapes the foliar fungal microbiome of Balsam poplar (Populus balsamifera). - PLoS ONE 8: e53987.

Ballhorn, D.J., Kautz, S., Jensen, M., Schmitt, I., Heil, M. & A.D. Hegeman (2011) : Genetic and environmental interactions determine plant defences against herbivores. - Journal of Ecology 99(1): 313–326.

Bazzicalupo, A.L., Bálint, M. & I. Schmitt (2013) : Comparison of ITS1 and ITS2 rDNA in 454 sequencing of hyperdiverse fungal communities. - Fungal Ecoogy 6: 102-109.

Brachmann, A.O., Kirchner, F., Kegler, C. Kinski, S.W., Schmitt, I. & H.B. Bode (2012) : Triggering the production of the cryptic blue pigment indigoidine from Photorhabdus luminescens. - Journal of Biotechnology 157: 96-99.

Dal Grande, F., Alors, D., Divakar, P.K., Bálint, M., Crespo, A. & I. Schmitt (2014) : Insights into intrathalline genetic diversity of the cosmopolitan lichen symbiotic green alga Trebouxia decolorans Ahmadjian using microsatellite markers. - Molecular Phylogenetics and Evolution 72, 54-60.

Dal Grande, F., Beck, A., Cornejo, C., Singh, G., Cheenacharoen, S., Nelsen, M.P. & C. Scheidegger (2014) : Molecular phylogeny and symbiotic selectivity of the green algal genus Dictyochloropsis s.l. (Trebouxiophyceae): a polyphyletic and widespread group forming photobiont-mediated guilds in the lichen family Lobariaceae. - New Phytologist 202: 455-470.

Dal Grande, F., Beck, A., Singh, G. & I. Schmitt (2013) : Microsatellite primers in the lichen symbiotic alga Trebouxia decolorans (Trebouxiophyceae). - APPS 1:1200400.

Magyari, E.K., Major, A., Bálint, M., Nédli, J., Braun, M., Rácz, I. & L. Parducci (2011) : Population dynamics and genetic changes of Picea abies in the South Carpathians revealed by pollen and ancient DNA analyses. - BMC Evolutionary Biology 11: 66.

Meiser, A., Bálint, M. & I. Schmitt (2014) : Metaanalysis of deep-sequenced fungal communities indicates limited taxon sharing between studies and presence of biogeographic patterns. - New Phytologist 201: 623-635.

Navarro Benatti, M., Gernert, M. & I. Schmitt (2013) : Parmotrema hydrium, a new species of Parmeliaceae in southeastern Brazil. - Acta Botanica Brasilica 27: 810-814.

Sadowska-Des, A.D., Bálint, M., Otte, J. & I. Schmitt (2013) : Assessing intraspecific diversity in a lichen-forming fungus and its green algal symbiont: Evaluation of eight molecular markers. - Fungal Ecology 6: 141–151.

Schoch, C.L., Seifert, K.A., Huhndorf, S., Robert, V., Spouge, J.L., Levesque, C.A., Chen, W. & Fungal Barcoding Consortium (2012) : Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. - PNAS 109: 6241-6246.

Singh, G., Dal Grande, F., Cornejo, C., Schmitt, I. & C. Scheidegger (2012) : Genetic basis of self-Incompatibility in the lichen-forming fungus Lobaria pulmonaria and skewed frequency distribution of mating-type idiomorphs: Implications for conservation. - PLoS ONE 7, e51402.

Singh, G., Divakar, P.K., Dal Grande, F., Otte, J., Parnmen, S., Wedin, M., Crespo, A., Lumbsch, H.T. & I. Schmitt (2013) : The sister-group relationships of the largest family of lichenized fungi, Parmeliaceae (Lecanorales, Ascomycota). -Fungal Biology 117: 715-721.