Sexualkunde mit Pilzen
Wie immer geht es um Sex. Ronny Kellner forscht an pflanzenparasitischen Pilzen – eine Gruppe mit komplexen Dreiecksbeziehungen über Artgrenzen hinweg. Die wichtigsten Ergebnisse seiner Arbeit werden nun in der international renommierten Fachzeitschrift „PLoS Genetics“ veröffentlicht.
Der Erfolg fällt auch auf die Geobotanik der RUB zurück. Die forscht unter der Leitung von Prof. Dominik Begerow an der Evolution von pflanzenparasitischen Pilzen. Mehr als drei Jahre arbeitete Kellner an seinem Thema und untersuchte über 100 Arten. „Das Besondere an der Arbeit ist die gelungene Synthese von Biodiversitätsforschung und funktioneller Genetik“, erklärt Kellner. Das gelang durch die Zusammenarbeit mit Dr. Evelyn Vollmeister und Prof. Michael Feldbrügge, beide von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf.
Drei Geschlechter statt nur zwei
Rund um die Fortpflanzung der Grasbrandpilze - die Mais, Weizen und andere Süßgräser befallen - geht es bei Kellner und Kollegen. Anders als Menschen, haben Sie keine zwei Geschlechter, sondern drei. Dabei kann sich jedes Geschlecht potenziell mit beiden anderen fortpflanzen. Die Bochumer Wissenschaftler konnten nun erstmals nachweisen, dass dieses Drei-Geschlechter-System seit rund 100 Millionen Jahren stabil ist. Der Aufbau der entsprechenden Genregion hat sich im Vergleich zu anderen Regionen seit ihrer Entstehung kaum verändert. Die genetische Information der jeweiligen Region dagegen sehr. Eine weitere neue Erkenntnis ist, dass sich verschiedene Arten nicht nur innerhalb ihrer Art verpaaren können, sondern auch mit anderen Arten sogenannte Hybride bilden können. Das sei eine faszinierende Erkenntnis, findet Kellner, “denn die Hybridbildung hätte weitreichende ökologische Konsequenzen und muss im nächsten Schritt genauer untersucht werden“.
Es gibt also auch neue Fragen - „Die Untersuchung am Sexualsystem der Pilze ist Grundlagenforschung, wo noch viele Ergebnisse zu erwarten sind“, kommentiert Kellner. Einen Anwendungsbezug liefert die Arbeit auch: Die Gruppe der untersuchten Rezeptoren sind bedeutende Angriffsstellen für Fungizide und Medikamente - deshalb ein Forschungsschwerpunkt der Ruhr-Universität Bochum.
Klassische Fragen - neue Wege
Der 32-jährige Biologe hat soeben seine Doktorarbeit abgeschlossen - die veröffentlichten Ergebnisse sind Teil dieser Forschungsarbeit. Seine Zeit als Postdoktorand wird er voraussichtlich im Ausland verbringen. Bei seinem allgemeinen Forschungsthema will Kellner bleiben: Die Interaktion von parasitischen Pilzen mit ihren Wirtspflanzen. Das ist auch das Kernthema der Geobotanik: Unter der Leitung von Prof. Dominik Begerow forschen die Wissenschaftlichen Mitarbeiter und Studenten mit molekulargenetischen Methoden an Brand- und Rostpilzen sowie Hefen - immer der Evolution auf der Spur.
Titelaufnahme: Kellner R , Vollmeister E , Feldbrügge M , Begerow D , 2011 Interspecific Sex in Grass Smuts and the Genetic Diversity of Their Pheromone-Receptor System. PLoS Genet 7(12): e1002436. doi:10.1371/journal.pgen.1002436
Maisbeulenbrand: Mit Ustilago maydis infizierter Maiskolben, der in Mexiko auch als Delikatesse mit Tortillas serviert wird.
Hybridisierung – Verschmelzung zweier Arten auf künstlichem Nährmedium im Elektronenmikroskop: Kellner und Kollegen konnten im Experiment zeigen, dass zwei unterschiedliche Arten auch nach Millionen Jahren der getrennten Evolution noch miteinander hybridisieren können. Damit können die Pilze zum Verständnis der Evolution von sexuellen Vorgängen beitragen.