In der aktuellen Forschung gewinnt die ökologische Schädlingsbekämpfung durch mikrobielle Pilze zunehmend an Bedeutung. Besonders die Gattung Metarhizium zeigt großes Potenzial, um eine umweltfreundliche Alternative zu chemischen Pflanzenschutzmitteln zu bieten. Ein Forschungsteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und der Universität in Porto Alegre, Brasilien, hat in einer neuen Studie einen Mechanismus entdeckt, der die Wirksamkeit dieser Pilze verringern kann. Diese Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht, wie uni-kiel.de berichtet.
Die Untersuchung unter der Leitung von Dr. Michael Habig konzentrierte sich auf transponierbare Elemente (TEs), die sich im Genom von Pilzen bewegen und dadurch die genetische Struktur verändern können. Diese TEs nutzen große mobile genetische Einheiten, die als Starships bezeichnet werden, um zwischen verschiedenen Pilzarten zu transferieren. Besonders auffällig war eine explosionsartige Zunahme der TE-Aktivität bei der Art Metarhizium anisopliae.
Mechanismen der Pathogenität
In der Analyse wurde festgestellt, dass TEs durch die Starships in das Genom von Metarhizium eingeschleust werden, was zu einer strukturellen Umgestaltung der Chromosomen führt. Von den über 500 untersuchten Starships wiesen 75 Prozent eine TE-Fracht auf, was auf einen weit verbreiteten Transfer in der Pilzwelt hinweist. Diese genomische Instabilität hat zur Folge, dass Pilze ihre Fähigkeit, bestimmte Wirte zu infizieren, verlieren. Im Fall von M. anisopliae bedeutet dies, dass der Pilz möglicherweise an Schädlichkeit für die südliche Rinderzecke einbüßt.
Der Verlust an Pathogenität hat denkbare Auswirkungen auf die biologischen Schädlingsbekämpfung und unterstreicht die Komplexität der Wechselwirkungen zwischen diesen Mikroben und ihren Wirten. Die Studie zeigt deutlich, dass der horizontale Gentransfer die Wirksamkeit nützlicher Pilze unerwartet verändern kann. Dies ist von großer Bedeutung für die zukünftige Entwicklung stabiler biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel.
Durch die Erkenntnisse des Forschungsteams wird deutlich, dass die Entwicklung effektiver biologischer Schädlingsbekämpfungsmethoden nicht nur die Nutzung der vorhandenen Organismen berücksichtigt, sondern auch die dynamischen genetischen Mechanismen, die die Interaktionen zwischen Pilzen und Insekten beeinflussen.