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Gemeinschaft fordert Opfer

Der Pilz Rhizophagus irregularis hat im Laufe seiner Stammesgeschichte eine Reihe von Genen verloren, die er nicht benötigt, weil er in Symbiose mit Pflanzenwurzeln lebt. Das hat ein internationales Forscherteam unter Marburger Beteiligung herausgefunden, das die Genomsequenz des Pilzes entzifferte.

Die Forscher aus Europa, Japan und Nordamerika stießen auf ein Genom, das fünfmal so groß ist wie dasjenige anderer Pilze. „Das ausgedehnte Gen-Netzwerk lässt darauf schließen, dass über eine sehr lange Zeitspanne hinweg Gene immer wieder vervielfältigt wurden“, erläutert der Marburger Professor Dr. Stefan Rensing. Der Biologe gehört zu den federführenden Autoren der Studie, die in dieser Woche vorab in der Online-Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Proceedings of the National Academy of Science“(PNAS) erscheint.

Wenigstens zwei Drittel der heutigen Landpflanzen sind von Symbiosen mit Rhizophagus oder verwandten Pilzen der Abteilung Glomeromycota abhängig; nicht zuletzt zählen hierzu wichtige Kulturpflanzen wie Weizen und Reis. Unter Symbiosen versteht man Lebensgemeinschaften zum gegenseitigen Nutzen: Die Pilze versorgen die Pflanzen mit Phosphat und anderen Nährstoffen aus dem Boden; im Gegenzug erhalten sie von diesen Kohlenhydrate, weil sie diese nicht selber herstellen können.

Die Glomeromycota zeichnen sich durch fingerförmige Verzweigungen in den Wurzelzellen ihrer Pflanzenpartner aus, so genannte Arbuskel („Bäumchen“). Über die Arbuskel tauschen Pilz und Pflanze Nährstoffe aus. Aufgrund der weiten Verbreitung der Glomeromycota nimmt man an, dass diese die Ausbreitung der Landpflanzen maßgeblich gefördert haben.

Trotz des großen Genoms mit annähernd 30.000 Genen fehlen dem Pilz hunderte von Erbanlagen, die er nicht braucht, weil er in Symbiose mit Pflanzen lebt. So gingen im Verlauf der Evolution Gene verloren, die freilebende Pilze benötigen – zum Beispiel, um Pflanzenzellwände abzubauen, von denen sie leben.


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Emilie Tisserant et al.: Genome of an arbuscular mycorrhizal fungus provides insight into the oldest plant symbiosis, PNAS November 25, 2013 , doi: 10.1073/pnas.1313452110
Philipps-Universität Marburg
http://www.pnas.org/content/early/2013/11/21/1313452110.abstract

27.11.2013

 

 
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