Selbstfertil oder selbststeril – Genomevolution in der Gattung Sordaria

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Bei Pilzen werden die unterschiedlichen Geschlechter als Kreuzungstypen (mating types, MAT) bezeichnet. Bei den Ascomycota liegt der MAT-Locus in zwei alternativen Versionen vor, MAT1-1 und MAT1-2. Er codiert Transkriptionsfaktoren, die in der Regel die kreuzungstypspezifischen Pheromon- und Pheromonrezeptor-Gene steuern, welche an anderer Stelle im Genom liegen. Heterothallische Arten sind selbststeril: Ein Stamm trägt nur eine der beiden Versionen und benötigt einen Partner des anderen Kreuzungstyps, um den sexuellen Zyklus abzuschließen. Homothallische Arten wie S. macrospora sind selbstfertil; ihre Genome vereinen die Gene für die Kreuzungstyp-Transkriptionsfaktoren.
Die Gattung Sordaria umfasst beide Fortpflanzungssysteme: S. macrospora, S. humana and S. fimicola sind homothallisch, S. brevicollis and S. sclerogenia dagegen heterothallisch. Die heterothallischen Arten bilden zudem asexuelle Sporen (Mikrokonidien), die den homothallischen Arten fehlen. Die Gattung eignet sich daher besonders gut, um zu untersuchen, wie das Fortpflanzungssystem ein Genom prägt.
Das Projekt baut auf unseren langjährigen Arbeiten zu Kreuzungstyp-Genen auf und ist Teil des Graduiertenkollegs 2984 „Evolutionary Genomics: Consequences of Biodiverse Reproductive Systems“ (EvoReSt). Wir möchten verstehen:

wie sich die Kreuzungstyp-Gene in den Sordariales auseinanderentwickelt haben

wie transponierbare Elemente (TEs) das Paarungssystem beeinflussen

warum homothallischen Arten asexuelle Sporen und Heterokaryon-Inkompatibilität fehlen

wie UV-Licht das Genom und die Expression von Genen beeinflusst, die an der sexuellen Entwicklung beteiligt sind