Unbekannte mikrobielle Interaktionen: Die Auswirkungen von Pilzparasitismus auf Phytoplankton-Bakterien-Interaktionen, aufgedeckt durch Genom- und Transkriptomprofiling

Description: Etwa die Hälfte der weltweiten Primärproduktion wird dem Phytoplankton zugeschrieben, obwohl es weniger als 1% der photosynthetischen Biomasse ausmacht. Phytoplankton ist somit die Grundlage aquatischer Nahrungsnetze und beeinflusst grundlegend die Zusammensetzung unserer Erdatmosphäre. Das Wachstum von Phytoplankton sowie entscheidende Wechselwirkungen zwischen Phytoplankton und Bakterien können jedoch durch Pilzparasiten mit unbekannten Regulationsmechanismen auf molekularer Ebene gestört werden. Um diese Mechanismen aufzuklären, werden wir OMICS auf zwei Modellsysteme anwenden. Das 1. Phytoplankton-Pilzparasit System wird in unserem Labor kultiviert und sein Genom wurde in unserer laufenden Arbeit sequenziert. Es besteht somit die Möglichkeit Genexpressionsprofile während des Parasitismus zu erstellen, anhand von Metagenomik- und Transkriptomikanalysen. Das zweite System ist neu, da es von unserer Gruppe erstmalig aus einem Küstengebiet isoliert wurde. Wir planen das Genom von diesem neuen marinen Modellsystems zu rekonstruieren, um zukünftige Studien zum Parasitismus im Phytoplankton zu initiieren. Unsere übergreifende Frage lautet: Wie modulieren parasitäre Pilzinfektionen im Phytoplankton funktionelle und metabolische Eigenschaften sowie Genexpressionsmuster innerhalb von Phytoplankton-Pilz-Bakterien-Assoziationen in aquatischen Umgebungen? Angesichts der Tatsache, dass Pilzparasiten weltweit in aquatischen Systemen verbreitet sind und potenziell die aquatische Primärproduktivität, kommerzielle Massenkulturen, aber auch schädliche Algenblüten einschränken, werden unsere Studienergebnisse sowohl für die Wissenschaft als auch für Industrie und dem Erholungstourismus relevant sein.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Algenblüte ? Genom ? Kohlenstoff ? Phytoplankton ? Parasitologie ? Kind ? Bakterien ? Mykose ? Aquatisches Ökosystem ? Studie ? Meeresgewässer ? Küstenregion ? Arbeit ? Atmosphäre ? Produktivität ? Systemstudie ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Betreiber*in)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Cryptic cross-kingdom interactions: The impact of fungal parasitism on phytoplankton–bacteria interactions revealed via genome and transcriptome profiling
  Description: About half of the World’s primary production is attributed to microscopic phytoplankton in the aquatic biosphere. Phytoplankton are therefore the basis of aquatic food webs and they fundamentally impact carbon cycling and the composition of our Earth’s atmosphere. The growth of phytoplankton as well as crucial phytoplankton–bacteria interactions, however, can be distorted by fungal parasites, with unknown regulatory mechanisms on a molecular level. To resolve those mechanisms, we will use OMICS on two model pathosystems. The 1st phytoplankton–fungal parasite system is maintained in our laboratory and its genome has been sequenced in our ongoing work. It will thus allow us to conduct in-depth metagenomic and transcriptomic profiling during fungal parasitism. The 2nd system is novel as it has been isolated by our group very recently from the coastal ocean. We aim to reconstruct the draft genome of this first marine model system of its kind, to initiate future in-depth studies of parasitism in microbial communities. Our overarching question is: How do parasitic (fungal) infections on phytoplankton modulate functional and metabolic capacities as well as gene expression patterns within phytoplankton–fungi–bacteria associations in aquatic environments? Given that fungal parasites are widespread in aquatic systems globally, potentially constraining aquatic productivity, commercial mass culturing but also harmful algae blooms, our study output will be relevant for science as well as industry and recreation. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1118674

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Aktiv

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