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Genetischer Barcode für Pilze: Forscherteam mit RUB-Beteiligung findet universellen Marker

28.03.2012
Pilze bestimmen ohne Bücher
Genetischer „Barcode“ unterscheidet zwischen Arten
Internationales Forscherteam mit RUB-Beteiligung findet universellen Marker
Pilze, Pflanzen oder Tiere nach äußeren Merkmalen mit dem Buch zu bestimmen ist mühsam und zeitaufwendig. Ein internationales Team hat nun eine wesentlich schnellere Methode in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences präsentiert: Die Forscher identifizierten einen speziellen Genabschnitt, mit dem sie 80 % aller Pilze unterscheiden können. Prof. Dr. Dominik Begerow und Dr. Andrey Yurkov aus der Arbeitsgruppe Geobotanik der Ruhr-Universität Bochum analysierten 59 Brandpilze und Bodenhefen für das Projekt.

Der Marker

In allen 742 untersuchten Pilzen sequenzierte das Team vier verschiedene Genabschnitte, von denen sich einer, genannt ITS rDNA, als universeller Marker herausstellte. Die genetische Sequenz des Markers ist für alle Pilze leicht verschieden. Der relevante DNA-Abschnitt besteht aus rund 700 Bausteinen (Basenpaaren) und ist Teil des Gens, das den Bauplan für die Ribosomen enthält. Diese übersetzen in der Zelle genetische Information in Proteine. „Alle Organismen von Bakterien bis zu Menschen haben diesen Genabschnitt, aber nur in Pilzen eignet er sich, um Arten auseinanderzuhalten“, erklärt Begerow. Vergleicht man die ITS rDNA von zwei Pilzen derselben Art, unterscheidet sich die genetische Sequenz im Markerbereich höchstens an vier Stellen. Vergleicht man jedoch zwei Individuen verschiedener Arten, sind meist mehr als zehn Bausteine unterschiedlich.

Spezialisten gefragt

Die im Projekt gewonnenen Informationen pflegten die Forscher in eine Datenbank ein. Für jede untersuchte Pilzart ist dort nun der genetische Barcode hinterlegt. „Um so eine Datenbank zu erstellen, braucht man viele Spezialisten“, sagt Begerow, der schon seit 15 Jahren an Brandpilzen forscht. „Denn das, was man in die Datenbank reinfüttert, muss richtig sein.“ Zunächst mussten die Experten also jede Pilzart anhand Ihres Aussehens bestimmen und dann die Sequenz der Markerregion herausfinden. Wer nun in Zukunft eine Pilzart identifizieren möchte, geht den umgekehrten Weg: Man bestimmt die Gensequenz des Markers und schlägt in der Datenbank nach, um welchen Pilz es sich handelt.

Methode für den Alltag interessant

Mit der neuen Methode lässt sich eine Pilzart in 12 bis 48 Stunden bestimmen. „Das ist zum Beispiel für Zollämter interessant“, sagt Begerow. Denn die in Bochum untersuchten Brandpilze sind Pflanzenschädlinge und kommen unter anderem an Weizen, Gerste und an Hafer vor. Für einige der Pathogene existieren internationale Embargos für die Einfuhr, so dass der Zoll das Saatgut auf die Schädlinge testen muss. Das Barcode-Verfahren wird in Zukunft auch helfen zu erforschen, wie sich die Pflanzenparasiten verbreiten.

Titelaufnahmen

C. Schoch et al. (2012): The nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi, Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1117018109
D. Begerow, H. Nilsson, M. Unterseher, W. Maier (2010): Current state and perspectives of fungal DNA barcoding and rapid identification procedures. Applied Microbiology and Biotechnology, doi: 10.1007/s00253-010-2585-4

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dominik Begerow, Arbeitsgruppe Geobotanik, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel.: 0234/32-27212
dominik.begerow@rub.de

Redaktion
Dr. Julia Weiler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/geobot/

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