Speisepilz mit wichtigen Funktionen für das Ökosystem Wald

Das Genom von Laccaria bicolor, einem Speisepilz mit wichtigen Funktionen für das Ökosystem Wald, ist entschlüsselt: Gelungen ist dies einem internationalen Forscherkonsortium, dem Experten aus den USA, Frankreich, Schweden, Belgien und Deutschland angehören. Zur Sequenzierung der Laccaria-DNA, die eine ähnlich hohe Anzahl von Genen wie die menschliche DNA aufweist, haben auch Wissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen maßgeblich beigetragen:

Die drei Forschergruppen unter der Leitung von Prof. Dr. Andrea Polle, Prof. Dr. Ursula Kües und Prof. Dr. Ivo Feußner arbeiten am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften. Ihre Untersuchungen geben Aufschluss über die Stoffwechselfunktionen von Laccaria, der als „Bodenpilz“ unterirdisch eine enge Symbiose mit den Wurzeln von Bäumen eingeht. Die Forschungsergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Laccaria bicolor – der Zweifarbige Lacktrichterling – ist essbar, hat vor allem aber Bedeutung als Mykorrhizapilz. Ein solcher Pilz geht unterirdisch mit Baumwurzeln eine enge Partnerschaft ein und versorgt auf diese Weise Bäume mit mineralischen Nährstoffen aus dem Boden. Damit besitzt er eine wichtige Funktion im Ökosystem, denn in geschädigten Lebensräumen nimmt die Besiedlung der Wurzeln mit Mykorrhizapilzen ab, und der Baumbestand ist anfälliger für Krankheiten. Laccaria ist dabei in der Lage, im Erdreich viele Kilometer lange, fast unsichtbare, feine miteinander vernetzte Fäden zu spinnen. Um herauszufinden, wie es dem Pilz gelingt, Baumwurzeln zu erkennen, sie zu umwickeln und mit den Wurzelzellen in Kontakt zu treten ohne sie zu zerstören, haben die Forscher seine DNA sequenziert. Dabei hat sich herausgestellt, dass Laccaria ungefähr 20.000 Gene besitzt, während ein gut bekannter Pilz, die Bäckerhefe, sein Leben mit einer DNA aus nur 6.200 Abschnitten bestreiten kann. Zum Vergleich: Der Mensch besitzt rund 20.000 bis 25.000 Gene.

Die Göttinger Forscher haben den Stoffwechsel von Laccaria untersucht und festgestellt, dass der Pilz sehr hohe Mengen an ungesättigten Fettsäuren enthält. Für die Fettproduktion verfügt der Pilz über eine molekulare Ausstattung, die denen von Tieren stark ähnelt. Für Prof. Polle und Prof. Feußner ein überraschendes Forschungsergebnis, denn die „Maschinerie“ für Fettbiosynthese in den näheren Verwandten, der Bäckerhefe, ist anders aufgebaut. Laccaria bicolor erhält die Vorstufen für das Fett in Form von Zucker aus der Pflanzenwurzel; dieser wird umgewandelt und als Fett-Tröpfchen in den Zellen angehäuft. Ist der Pilz nicht an die Wurzeln einer Pflanze angeschlossen, überlebt er als sogenannter Saprophyt von abgestorbenen Pflanzenteilen. Wie Prof. Kües gezeigt hat, verfügt Laccaria über ein reichhaltiges Arsenal an „Verdauungsenzymen“, die nach außen abgegeben werden und dort für die Freisetzung von Nährstoffen sorgen. Sehr viel komplizierter ist dagegen die Fortpflanzung: Viele Pilze, darunter auch Laccaria, haben multiple Geschlechter – vielleicht bis zu 1.000 verschiedene.

Die Ergebnisse des Genomprojekts bilden die Basis für weiterführende Untersuchungen. So wollen die Wissenschaftler unter anderem herausfinden, wie sich die Pilze kreuzen und auf welche Weise Laccaria bicolor seine Baumpartner findet und schützt. Auch die Nutzung des Pilzgenoms für die Produktion gesundheitsfördernder Stoffe ist für die Forschung von Interesse. Andrea Polle (Forstbotanik und Baumphysiologie) und Ursula Kües (Molekulare Holzbiotechnologie) forschen an der Göttinger Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie. Ivo Feußner (Biochemie der Pflanze) ist Wissenschaftler der Biologischen Fakultät.

Originalveröffentlichung:
The genome of Laccaria bicolor provides insights into mycorrhizal symbiosis: Nature 452, 88 – 92 (06 Mar 2008), doi:10.1038/nature06556, Letter
Kontaktadresse:
Prof. Dr. Andrea Polle
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie
Abteilung Forstbotanik und Baumphysiologie
Büsgenweg 2, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-3480, Fax (0551) 39-2705
e-mail: apolle@gwdg.de