Insektenschädliche Pilze: Per „Raumschiff“ durch Pilzgenome

In der biologischen Schädlingsbekämpfung dienen mikrobielle Pilze wie die Gattung Metarhizium als ökologische Alternative zu chemischen Mitteln, da sie Schadinsekten und Zecken gezielt befallen. Die langfristige Wirksamkeit dieser Methode wird jedoch durch ein evolutionäres Wettrüsten zwischen Pilz und Wirt bestimmt. Ein Forschungsteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat nun in Zusammenarbeit mit brasilianischen Forschenden aus Porto Alegre entdeckt, dass ein spezieller Mechanismus der Genom-Evolution die Pathogenität der Pilze unter bestimmten Bedingungen auch verringern kann.

Starships beschleunigen die Genomevolution

Das Team um Dr. Michael Habig untersuchte die Rolle transponierbarer Elemente (TEs), sogenannter „springender Gene“, die ihre Position im Genom verändern können. Die Forschenden entdeckten, dass diese TEs große mobile genetische Einheiten, die „Starships“, als Transportmittel zwischen verschiedenen Pilzarten nutzen. „Man kann sich diesen Prozess tatsächlich als eine Reise im Raumschiff vorstellen, bei der TEs als Fracht von Pilzart zu Pilzart transportiert werden“, erklärt Habig das Phänomen. Bei der Art Metarhizium anisopliae beobachtete das Team eine explosionsartige Zunahme der TE-Aktivität, die zuvor durch ein solches Starship eingeschleust worden war und eine drastische strukturelle Umgestaltung der Chromosomen auslöste. Dass dies kein Einzelfall ist, belegt die Studie eindrucksvoll: In 75 Prozent der über 500 untersuchten Starships wurde eine solche TE-Fracht gefunden, was auf einen weit verbreiteten Transfermechanismus im Pilzreich hindeutet.

Verlust der Pathogenität

Diese genomische Instabilität hat direkte Folgen für die Praxis, da die Pilze, die vor dem Transfer der TEs Zecken hochwirksam infizieren und abtöten konnten, danach die Fähigkeit verloren, bestimmte Wirte zu befallen. „Im Fall von M. anisopliae kann dies bedeuten, dass der Pilz seine Schädlichkeit für die südliche Rinderzecke einbüßt. Damit geht ein bedeutender Nutzen für die biologische Schädlingsbekämpfung verloren“, erklärt Dr. Michael Habig, Mitglied im Kiel Evolution Center (KEC). Die nun veröffentlichte Arbeit belegt somit, dass horizontaler Gentransfer die Wirksamkeit nützlicher Pilze unerwartet verändern kann – eine entscheidende Erkenntnis für die zukünftige Entwicklung stabiler Lösungen in der biologischen Schädlingsbekämpfung.

Quelle

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (03/2026)