Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Two-timing and hybrids: RUB researchers look back on 100 million years of smut fungi evolution

17.01.2012
When two-timing is the order of the day / Smut fungi can mate with other species despite great genetic differences / RUB researchers look back on 100 million years of evolution

Anzeige


The parasitic fungus Ustilago maydis inhabits a corn cob – this combination is also served in Mexico as a delicacy with tortillas. Photo: Ronny Kellner



Hybridisation: Two species of fungus merge on an artificial culture medium in the electron microscope (red arrow). The smaller spore (Sporisorium reilianum) measures approximately 6 µm in length, the larger spore (Sporisorium scitamineum) around 12 µm. Illustration: Ronny Kellner

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 Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | University of Michigan

nachricht Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Institut für Photonische Technologien

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


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, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


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 ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


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 ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


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. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


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 ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

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

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

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

FindAndHelp