Abhängigkeit von Symbiosen zwischen endophytischen Pilzen und Gräsern von der Landnutzungsintensität

Endophytische Pilze in Grasarten gemäßigter Breiten (Poaceae) produzieren für Herbivore toxische Alkaloide, welche Artengemeinschaften und Ökosystemfunktionen beeinflussen. Diese Alkaloide können abhängig von ihrer Zusammensetzung und Konzentration für Vertebraten (Kühe, Schafe, Pferde) aber auch Evertebraten toxisch sein. Jedoch sind die Kenntnisse über die Abhängigkeit von Infektionen und der Alkaloidkonzentrationen von der Landnutzungsintensität weitestgehend unbekannt. Lückenhaft sind auch die Kenntnisse über den Einfluss von Pilz-Gras Symbiosen unterschiedlicher Arten auf Herbivorieraten und die Herbivorendiversität.

Hintergrund

In diesem Projekt wollen wir Infektionen (Vorkommen und Abundanzen) und die Alkaloidkonzentrationen von Poaceae in den Grasland-EPs der Biodiversitäts-Exploratorien untersuchen.

Wir haben 2014 über 600 Proben des Deutschen Weidelgrasses Lolium perenne entnommen und werden den endophytischen Pilz Neotyphodium lolii mit Immunoplot Assays und qPCR mit genomischer DNA nachweisen. Zur Quantifizierung der Alkaloide werden wir ein UPLC-Tandem-MS nutzen. Wir planen weitere Proben von Arten der Poaceae zu sammeln, um mögliche Infektionen mit Neotyphodium/Epichloë Arten und ihre Alkaloid-Zusammensetzungen zu erfassen. In einem weiteren Teilprojekt wollen wir die Diversität der Endophyten in dem Gras Lolium perenne in den Graslandflächen der Biodiversitäts-Exploratorien mit Barcoding Methoden erfassen.

Hypothesen

Folgende Kernfragen basierend auf der Diversität von endophytischen Pilz-Wirtsgrass Symbiosen und den Ökosystemfunktionen der infizierten Gräser sollen beantwortet werden:

1. Welche endophytische Pilz-Gras Symbiosen gibt es auf den Graslandflächen und werden diese durch die Landnutzungsintensität beeinflusst?

2. Sind die Alkaloid Zusammensetzungen und Konzentrationen der Endophyten-Gras Assoziationen in den Biodiversitätstexploratorien toxisch für Herbivore?

Publikationen

Infection Rates and Alkaloid Patterns of Different Grass Species with Systemic Epichloë Endophytes

Infektionsraten und Alkaloidmuster verschiedener Grasarten mit systemischen Epichloë Endophyten

Vikuk V., Young C. A., Lee S. T., Nagabhyru P., Krischke M., Müller M. J., Krauss J. (2019): Infection Rates and Alkaloid Patterns of Different Grass Species with Systemic Epichloë Endophytes. Applies and Environmental Microbiology 85 (17), e00465-19. doi: 10.1128/AEM.00465-19

Hide and seek – Infection rates and alkaloid concentrations of Epichloë festucae var. lolii in Lolium perenne along a land-use gradient in Germany

König J., Fuchs B., Krischke M., Mueller M. J., Krauss J. (2018): Hide and seek – Infection rates and alkaloid concentrations of Epichloë festucae var. lolii in Lolium perenne along a land-use gradient in Germany. Grass and Forage Science 73 (2), 510-516. doi: 10.1111/gfs.12330

Knowing your neighbourhood—the effects of Epichloë endophytes on foliar fungal assemblages in perennial ryegrass in dependence of season and land-use intensity

König J., Guerreiro M. A., Peršoh D., Begerow D., Krauss J. (2018): Knowing your neighbourhood—the effects of Epichloë endophytes on foliar fungal assemblages in perennial ryegrass in dependence of season and land-use intensity. PeerJ 6:e4660. doi: 10.7717/peerj.4660

Fungal grass endophytes and their dependence on land-use intensity

Gras-Endophyten und ihre Abhängigkeit von der Landnutzungsintensität

König J. (2018): Fungal grass endophytes and their dependence on land-use intensity. Dissertation, University of Würzburg.