Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2008

Stickstofftransport zwischen Mykorrhizapilzen und mykoheterotrophen Pflanzen

Prof. Dr. Gerhard Gebauer
Universität Bayreuth
BayCEER - Laboratory of Isotope Biogeochemistry

Dr. Nicole Hynson
University of California, Berkeley
Bruns Lab - Department of Plant and Microbiology


Die meisten Pflanzen leben in ihrem Wurzelraum in einer engen Partnerschaft mit Pilzen. Bei dieser als Mykorrhiza bezeichneten Symbiose versorgen in der Regel die Pflanzen den Pilzpartner mit Kohlenhydraten aus der Photosynthese und erhalten im Gegenzug mineralische Nährstoffe, die der Pilz über sein Mycel aus dem Boden effizienter aufnehmen kann. Diese mutualistische Beziehung wird weltweit von einigen hundert Pflanzenarten unterlaufen, die chlorophyllfrei sind und somit keine Photosynthese mehr betreiben. Diese als Mykoheterotrophie bezeichnete Ernährungsweise auf Kosten des Pilzpartners ist insbesondere bei Orchideen und Ericaceen verbreitet. Mit Hilfe innovativer analytischer Methoden (Häufigkeitsanalyse der stabilen C- und N-Isotope, DNA-Bestimmung von Pilzen in Pflanzenwurzeln) konnte von den beiden an diesem Projekt beteiligten Arbeitsgruppen erstmalig der Nachweis erbracht werden, dass auch scheinbar autotrophe Pflanzen sich teilweise auf Kosten des Pilzpartners ernähren können. In diesem Projekt werden erstmals Form und Funktion der Stickstofftransport zwischen Pilzen und mykoheterotrophen Pflanzen untersucht.

Abschlussbericht
Das Projekt „Stickstofftransport zwischen Mykorrhizapilzen und mykoheterotrophen Pflanzen“, eine Zusammenarbeit zwischen Prof. Dr. Gerhard Gebauer (BayCEER - Labor für Isotopen-Biogeochemie an der Universität Bayreuth) und Dr. Nicole Hynson (damals Doktorandin im Bruns Lab an der University of California in Berkeley), wurde von BaCaTeC vom 1. Januar 2008 bis zum 31. Dezember 2009 gefördert. Die Fördermittel wurden für eine Intensivierung des wissenschaftlichen Austausches beider Institutionen verwendet. Dr. Gebauer war im Herbst 2008 an der University of California in Berkeley. Er hielt dort zwei Seminarvorträge, arbeitete an einem Manuskript und reichte zusammen mit Dr. Hynson ein weiteres Manuskript ein. Dr. Hynson war im Sommer 2009 an der Universität Bayreuth. Sie hielt ebenfalls einen Seminarvortrag und beteiligte sich an der laufenden Forschungstätigkeit. Gemeinsam wurde eine Probennahme zur Ökophysiologie von Unterwuchspflanzen initiiert. Die gewonnenen Proben wurden zur Aufklärung des Stoffaustausches zwischen Mykorrhizapilzen und mykoheterotrophen Pflanzen am BayCEER – Labor für Isotopen-Biogeochemie auf ihre C- und N-Isotopenhäufigkeit untersucht. Die molekular-ökologische Identifikation der am Stoffaustausch beteiligten Pilzpartner erfolgte durch Dr. Hynson im Bruns Lab in Berkeley und später in ihrer Postdoc-Phase an der University of California in Irvine. Aus der von BaCaTeC geförderten Zusammenarbeit sind in Koautorenschaft drei in hochrangigen Zeitschriften publizierte Veröffentlichungen entstanden: Hynson et al. (2009a) New Phytol. 182: 8-11, Hynson et al. (2009b) New Phytol. 182: 719-726, Hynson et al. (2013) Mol. Ecol. 22: 1473-1481. Außerdem sind wichtige Ergebnisse aus den gemeinsamen Arbeiten an mykoheterotrophen Pflanzen in ein soeben in Koautorenschaft erschienenes Buchkapitel eingeflossen. Die gemeinsamen Publikationen waren ein wichtiger Beitrag für die im Jahr 2012 erfolgte schnelle Berufung von Dr. Hynson als Assistant Professor an die University of Hawaii.