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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Abteilung Mykologie: Prof. Dr. Gerhard Rambold

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Forschungsfelder

1 — Lebensgemeinschaften von Pilzen

Struktur und Funktion von Lebensgemeinschaften pflanzenassoziierter Pilze

Pilze besiedeln als endophytische Organismen pflanzliches Gewebe oder kolonisieren deren Oberflächen. Sie üben sowohl Einfluss auf die Wirtspflanze aus, und beeinflussen Interaktionen der Wirtspflanze mit ihrer Umwelt. So können endophytische Pilze zum Schutz der Wirtspflanze gegen phytopathogene Organismen beitragen. Um solche Erkenntnisse für die Land- und Forstwirtschaft nutzbar zu machen, ist es erforderlich, nach Faktoren zu suchen, welche für Zusammensetzung und Struktur mikrobieller Lebensgemeinschaften in verschiedenen Pflanzenarten eine Rolle spielen. Relevante Faktoren für die Zusammensetzung von Pilzgemeinschaften in der Rotfichte (Picea abies) werden an Baumindividuen in Naturwaldreservaten Bayerns untersucht. Die Erfassung der pilzlichen Diversität basiert dabei auf der Analyse von Markergen-Datensätzen. Als phytopathogene Organismen auf Gehölzen können Pilze beträchtliche wirtschaftliche Schäden verursachen. Pilzbefall bei Rosengewächsen, zu welchen auch kommerziell wichtige Obstgehölze zählen, verursacht oft hohe Folgekosten. Der Erfolg von Gegenmaßnahmen hängt von der rechtzeitigen Erkennung von Befallssymptomen ab. Deshalb soll durch die Entwicklung effizienter Screeningmethoden eine rechtzeitige Erkennung potentiell phytopathogener Pilze ermöglicht werden. Es besteht somit für solche Anwendungen ein Bedarf an Neu- und Weiterentwicklungen molekular basierter Methoden. Im Rahmen des Projektes ,“German Barcode of Life II (GBOL II) – Pilze in Obstbau- und Forstwirtschaft”, ist die Entwicklung eines Microarrays für diagnostische Zwecke im Raum Deutschland und Anrainerstaaten vorgesehen. Zur Entwicklung von Microarray-Sonden werden Hochdurchsatz-Gensequenzdaten Rosaceen-endophytischer Pilzgemeinschaften genutzt.

Struktur und Funktion von Lebensgemeinschaften von bodenbesiedelnden Pilzen

Böden beherbergen komplexe und kleinräumig verteilte mikrobielle Lebensgemeinschaften, in welchen Pilze unter anderem den Abbau von Biomasse und die Versorgung von Pflanzenwurzeln mit Nährstoffen übernehmen. Aktuelle Untersuchungen konzentrieren sich auf die Zusammensetzung und Funktion Pflanzenstreu abbauender Pilzgemeinschaften, sowie die Biodiversität von Bodenpilzen im äquatorialen Afrika. Eine der Zielsetzungen ist es, im Rahmen des Projekts ,Integrated Climate Protection and Resource Conservation Project, Lambwe Valley, Homabay, Kenya' Einblick in die Unterschiede der Zusammensetzungen der Bodenpilzgemeinschaften unterschiedlich genutzter Flächen zu erlangen. Die Untersuchungen basieren vor allem auf der Analyse von Markergen-Datensätzen und deren statistischer Auswertung.

Halotolerante Pilze aus hypersalinen Lebensräumen

Im Vergleich zu den Lebensgemeinschaften der Archaeen und Bakterien ist über die Biodiversität halotoleranter Pilze aus hypersalinen Habitaten noch wenig bekannt. Die Kitum-Höhle am Mount Elgon (Kenia) ist ein solcher Lebensraum und eine potenzielle Quelle noch unbekannter extremotoleranter Organismen. Laufende Untersuchungen betreffen in erster Linie kulturabhängige Analyseverfahren. Die von der Gesteinsoberfläche der Höhlenwände isolierte Proben werden hinsichtlich ihrer Halotoleranz getestet und anhand ihrer Markergene analysiert.


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2 — Diversität der Flechten

Biodiversität und Funktion von Flechtengemeinschaften

Flechten sind Assoziationen zwischen höheren Pilzen und einer Cyanobakterien- oder Grünalgenart. Viele solcher sogenannten lichenisierten Systeme sind gekennzeichnet durch ihre Fähigkeit zur Besiedelung extremer Standorte, durch langsames Wachstum und ihre Eigenschaft, Sekundärmetabolite in hoher Konzentration zu bilden. Um den Arbeitsfluss bei Bestandserhebungen und deren Reproduzierbarkeit zu verbessern, wird ein Monitoringverfahren entwickelt und anhand einer Bestandserhebung von Flechten im Heinersreuther Forst, westlich Bayreuth (OFr) getestet. Gesammelte Proben werden mittels Sequenzierung von Markergenen vorläufig identifiziert. Mittels GPS-fähiger Digitalaufnahmen von UUIDs am Standort und nachgeschalteter Datentransformation werden Identität und Herkunft der Beobachtungsobjekte sichergestellt. Eine damit erreichte Datenreproduzierbarkeit soll künftig für Gutachtertätigkeiten im Rahmen von Kartierprojekten vorausgesetzt werden.


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3 — Biodiversitätsinformatik

Biodiversitäts- und Ökoinformatik, Arbeits- und Datenflüsse

Die Erfassung, Modellierung, Aufbereitung, Analyse, sowie nachhaltige Archivierung und Wiederbereitstellung von Biodiversitätsdaten rückt als wesentliches Element ins Zentrum ökologischer Forschungsaktivitäten. Gegenstand sind Organismen, deren Identität, Eigenschaften (u. a. morphologische, anatomische und naturstoffchemische Merkmale, Verhalten), Vorkommen bzw. Herkunft (,Raum-Zeit-Bezugʻ), wechselseitige Beziehungen sowie deren Wirkungen auf die Umwelt. Es existiert bereits eine Vielzahl von Informationssystemen bzw. Internetplattformen, in welchen Biodiversitätsdaten unterschiedlicher Institutionen, Initiativen und Forschungsprojekten erfasst und analysiert werden. Die Ökoinformatik widmet sich der Entwicklung informationstechnischer Konzepte und informationstechnischer Anwendungen zur Verwaltung und Analyse ökologischer Daten auf ökosystemarer Ebene. Hierbei wird neben beschreibenden qualitativen Daten auch eine Vielzahl quantitativer Messdaten erfasst.

Im Rahmen zweier Verbundprojekte (BMBF: BIOTA und GBIF-Deutschland), eines EU-Projekts (4D4 Life) und eines DFG-Projekts (DiversityMobile, I-B-F, Teilprojekt I-B-F Eco) werden in Kooperation mit dem IT-Zentrum der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayern Datenbankanwendungen sowie Schnittstellen bzw. Werkzeuge zur Datenanalyse konzeptioniert und implementert um damit primäre Forschungsdaten zu prozessieren und online zu publizieren. Hierbei ist die Arbeitsgruppe am weiteren Aufbau folgender Anwendungen, Informationssysteme bzw. Datenportale beteiligt:

MycologyNet PhycologyNet Deemy LIAS Mycophylogeny Diversity Workbench Diversity Navigator NaviKey


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6 — Nukleinsäure-analytische Methoden


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