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Genomics data mining for the genetic analysis of populations of the Dutch elm disease (DED) fungi (Ophiostoma ulmi and O. novo-ulmi)

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Methoden zur Erforschung genetischer Vielfalt

Eine europäische Studie untersucht die genetische Vielfalt beim Pilzerreger Ophiostoma, der für das Ulmensterben verantwortlich ist (Dutch elm disease, DED).

Gesundheit

Ophiostoma wurde in Europa eingeschleppt und nun lässt die Existenz kreuzungsfähiger Ophiostoma-Arten und zwischenartlicher Hybriden befürchten, dass durch Genfluss noch aggressivere Stämme entstehen. Das EU-finanzierte Forschungsprojekt GENODED sollte neue molekulare Marker für die Evolution pathogener Populationen von Ophiostoma identifizieren. Hierfür wurde das Genom des DED-Pilzes auf einfache Sequenzwiederholungen oder Mikrosatelliten – kleine, für Fingerprints verwendet DNA-Sequenzen - und deren Polymorphismen untersucht. Entwickelt wurden spezifische PCR-Assays (Polymerase-Kettenreaktion) für einen Array dieser Repeats, um anschließend Pilzisolate von verschiedenen Standorten der iberischen Halbinsel zu charakterisieren. Neben diesen neutralen Mikrosatelliten dienten auch genetische Pathogenitätsfaktoren als Marker. Den Ergebnisse zufolge korrelierten in den meisten Orten unterschiedliche Ophiostoma-Genotypen mit verschiedenen Ebenen der Aggressivität. Die beobachtete Variabilität wurde auf die geschlechtliche Vermehrung zurückgeführt, da die Verbreitung hauptsächlich über Sporen erfolgt. Nachgewiesen wurden auch spezifische Polymorphismen, die mit Temperaturtoleranz assoziiert werden. Zusätzlich wurde untersucht, inwieweit Transposonen zur beobachteten genetischen Vielfalt beitragen, was vor allem Polymorphismen in Populationen betraf, die sich ungeschlechtlich durch Transposition dieser Elemente im Genom vermehren. Die Analysen von GENODED lieferten Einblicke in die Ebenen des Genflusses und der Hybridisierung bei Ophiostoma-Populationen als Grundlage für zukünftige Studien zu evolutionären Mechanismen bei DED-Populationen.

Schlüsselbegriffe

Ulmensterben, Ophiostoma, genetische Vielfalt, geschlechtliche Vermehrung

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