Anzeige


Two-timing is nothing out of the ordinary for them: for about 100 million years, grass smut fungi have been breeding in a three-gender system. This was discovered by Dr. Ronny Kellner and Prof. Dr. Dominik Begerow of the RUB Geobotany Laboratory in cooperation with colleagues from the Heinrich Heine Universität in Düsseldorf.
Using genetic analysis, they showed that the structure of the responsible regions in the genome has hardly changed since then. In the journal PLoS Genetics, the team also reports that the fungi in the experiment not only mate within their own species, but also form hybrids with other species – and that after millions of years of separate evolution. “If you look at the time periods, it is almost as if mice could mate with humans” Begerow illustrates.
Gathering and genetically analysing fungi
Grass smut fungi live as parasites on plants such as corn, wheat, and grasses and cause various plant diseases. For the study, the researchers tested 100 species, which they partly gathered themselves in Ecuador, Mexico, or Germany. For all the species they decoded the area of the genome that contains the genes for pheromone receptors. These make it possible to distinguish one’s own species from others. “What makes the work special is the successful synthesis of biodiversity research and functional genetics, which was made possible by the collaboration with Prof. Michael Feldbrügge and with Dr. Evelyn Vollmeister of the University in Düsseldorf” says Kellner.
How genes change over 100 million years
The researchers analysed ten species especially thoroughly using complex sequencing technologies. Instead of the usual 1,000 DNA building blocks (base pairs), they sequenced 20,000 base pairs. “In this way, we were able to gain entirely new insights” explained Begerow. “Although the actual gene structure has changed little in the last 100 million years, within the structure, the genetic information has changed dramatically. That should really mean that different species can no longer mate with each other”.
Mixing with other species
Nevertheless, in the experiment the team proved that grass smut fungi of different species can mate. Now they want to investigate whether this phenomenon also occurs in nature. “This is a fascinating discovery”, says Kellner. “The hybrid formation would have far-reaching ecological consequences.” A new species of fungus could, for example, be more harmful than its two predecessor species because it infests several different host plants. Leaps to new hosts would also be conceivable. “It’s like in the current debate surrounding the bird flu virus, which could combine with another strain of the virus” explained Begerow. “Here, new ‘super parasites’ could emerge whose properties are completely unpredictable. If different species of fungi did actually mate, that would speed up evolution enormously.”
Bibliographic record
Kellner R., Vollmeister E., Feldbrügge M., Begerow D. (2011): Interspecific Sex in grass smuts and the genetic diversity of their pheromone-receptor system, PLoS Genetics, doi:10.1371/journal.pgen.1002436
Further information
Prof. Dr. Dominik Begerow, Geobotany Laboratory, Faculty of Biology and Biotechnology at the Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Germany, Phone: +49/234/32-27212
dominik.begerow@rub.de
Geobotany Laboratory
http://www.ruhr-uni-bochum.de/geobot/en/geobot/index.html
Editor
Dr. Julia Weiler
Dr. Josef König | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.ruhr-uni-bochum.de
Weitere Berichte zu: Biodiversity Research > building block > ecological consequences > genetic analysis > Genetics > hybridisation > parasitic fungus > plant disease > Smut fungi > smut fungi evolution > Ustilago maydis
Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | University of Michigan
Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Institut für Photonische Technologien
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.
Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.
„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...
Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.
Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.
Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Anzeige
Anzeige

Energieversorger vor dem Umbruch
24.05.2012 | Studien Analysen
Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft und Öffentlichkeit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten