Hervorhebung von vier Postern der Fungal Genetics Conference 2022

Die Pilzgenetik-Konferenz 2022 fand Anfang dieses Jahres statt, und zwei Doktoranden aus dem Labor von Vera Meyer, eine der Mitherausgeberinnen von Fungal Biology and Biotechnology, nahmen an der Konferenz teil und wählten ihre vier besten Poster aus. Wir präsentieren einen kurzen Überblick über diese Forscher und ihre Forschung.

Claudia Petrucco

Ich bin Doktorand im dritten Jahr im Programm für Molekulargenetik und Mikrobiologie an der Duke University School of Medicine (Durham, North Carolina). Ich bin in Daniel Lews Labor.

Den unkonventionellen Lebensstil der vielknospenden Hefe untersuchen, Aureobasidium pullulans

Aureobasidium pullulans ist ein schwarzer hefeähnlicher Pilz mit einer unkonventionellen Lebensweise. Die am besten untersuchte angehende Hefe durchläuft einen Lebenszyklus, in dem eine Mutterzelle eine einzelne Knospe produziert, wichtige zelluläre Komponenten zwischen Mutter und Knospe verteilt und sich dann teilt, wobei zwei Zellen mit jeweils einem einzigen Kern gebildet werden. Im Gegensatz zu diesen Hefen A. pullulans Mutterzellen können mehrkernig sein und mehrere Knospen innerhalb eines einzigen Teilungszyklus produzieren. Unsere anfänglichen Beobachtungen deuten darauf hin, dass fast alle Knospen genau einen Kern erben, unabhängig von der Anzahl der Kerne oder Knospen in der Mutter. Darauf deuten diese Befunde hin A. pullulans kann eine neuartige Zellbiologie in Bezug auf Kernsegregation, Polaritätsbildung und möglicherweise andere Phänomene aufweisen.

Um diese interessante Zellbiologie zu untersuchen, habe ich begonnen, eine molekulargenetische Toolbox zu entwickeln. Dazu gehören ein effizientes Transformationssystem, fluoreszierende Sonden für interessierende intrazelluläre Strukturen und Live-Cell-Imaging. Es ist unsere Absicht zu transformieren A. pullulans in ein handhabbares System für die zellbiologische Grundlagenforschung. Meine ersten Ergebnisse mit diesen Tools legen dies nahe A. pullulans durchläuft eine Form der „halboffenen“ Mitose, bei der die Kernhülle intakt bleibt, aber die Kernporenkomplexe zerfallen. In Zukunft werde ich die nukleare Trennung in untersuchen A. pullulans zu verstehen, wie Mutterzellen sicherstellen, dass jede Knospe während der Teilung einen einzigen Kern erhält.

Ludwig Chevalier

Doktorand: Jacques-Monod-Institut, CNRS/Univ Paris Diderot, Paris

Spitzenwachstum ist ein stark polarisierter zellulärer Prozess, der von ummauerten Zellen von Pilzen, Pflanzen oder Bakterien verwendet wird, um den Weltraum zu besiedeln, sich zu vermehren oder zu infizieren. Spitzenwachsende Zellen sind von einer starren Zellwand umgeben, die die Oberflächenintegrität gewährleistet und das Zellwachstum begrenzt, aber diese Zellen können sich mit ungewöhnlich hohen Geschwindigkeiten von bis zu wenigen mm/h ausdehnen. Diese Überlegungen werfen die grundlegende Frage auf, wie die Zellwand an den Zellspitzen dynamisch zusammengesetzt werden kann, um die Integrität zu wahren und gleichzeitig schnelle Änderungen der Oberflächenform zu ermöglichen.

Wir haben einen bildgebenden Ansatz mit niedriger Auflösung implementiert, um die räumlich-zeitliche Dynamik der Zellwanddicke, die Zellwandelastizität und den Turgordruck in sehr schnell wachsenden Hyphenzellen des Fadenpilzes abzubilden Aspergillus nidulans. Wir fanden heraus, dass Hyphenzellen mit einer nahezu homogenen Zellwanddicke von etwa 80 nm und einem deutlichen Gradienten im Massenelastizitätsmodul der Zellwand wachsen, wobei die Hyphenspitzen doppelt so weich sind wie die Zellseiten. Durch Co-Imaging der Dynamik der Zellwanddicke und Anhäufungen sekretorischer Vesikel, die neues Zellwandmaterial an die Zellspitzen liefern, fanden wir heraus, dass beide während des Wachstums mit typischen Amplituden von bis zu 150 % und Perioden von 1-2 min schwankten. Die Beeinflussung des Transports oder der Fusion sekretorischer Vesikel verursachte einen raschen Polaritätsverlust, einen Wachstumsstillstand und eine rasche Verdickung der Zellwand an den Zellspitzen.

Diese Daten liefern beispiellose Details zur Zellwanddynamik, von der Synthese bis zum Zusammenbau und zur Verformung, und legen wichtige dynamische Kopplungsmechanismen zwischen der Oberflächenmaterialsynthese und den Verformungsraten nahe, die wahrscheinlich wesentlich sind, um ein schnelles Wachstum und die Lebensfähigkeit von Zellen zu unterstützen.

Morgan Millen

Pilze mit Pilzen bekämpfen: Das Biokontrollpotential von Trichoderma gegen Armillaria Wurzelfäule

Millen M1,2, Drakulic J2, Cromey M2, Bailey AM1, Foster GD1

Zugehörigkeiten der Autoren: 1School of Biological Sciences, University of Bristol, BS8 1TQ, UK; 2 Royal Horticultural Society, RHS Garden Wisley, Woking, GU23 6QB, Großbritannien.

Armillaria, ein pilzproduzierender Pilz, wächst unterirdisch, wo er nach Wirtspflanzen sucht, die er angreifen und von denen er sich ernähren kann. Dort parasitiert es Bäume und Sträucher und verursacht oft deren Verfall und Tod. Myzel kann jahrzehntelang auf der Suche nach Nahrung überleben und hat die Fähigkeit, riesige Gebiete zu überspannen und sogar ein Individuum daraus zu machen Armillaria die größte Organisation der Welt.

Armillaria Wurzelfäule (ARR), die durch Arten verursachte Krankheit Armillaria, wirkt sich auf Gärten, Forstwirtschaft, Weinberge, Steinobst- und Nussproduktion aus. Trotz seiner weitreichenden Wirkung steht derzeit keine chemische Bekämpfung zur Verfügung. Meine Doktorarbeit untersucht das Potenzial, einen anderen Pilz zu verwenden, Trichodermaals Biokontrollmittel gegen Armillaria. Trichoderma kann in den Wurzeln von Pflanzen leben, ohne seinem Wirt Schaden zuzufügen, sowie andere Pilze einschließlich angreifen Armillaria.

Meine Forschung untersucht die Schutzfähigkeit verschiedener Trichoderma Isolate zur Vorbeugung oder Verringerung der Erkrankung durch ARR. In planta haben Studien an Erdbeer- und Privatpflanzen zwei gezeigt Trichoderma atrobrunneum Isolate haben ein starkes Potenzial zum Schutz vor ARR. Es ist jedoch noch nicht bekannt, wie Trichoderma Krankheiten kontrollieren kann. Um Kontrollmethoden zu untersuchen, studiere ich die Produktion von Enzymen und flüchtigen organischen Verbindungen durch Trichodermasowie wie Trichoderma verändert den pH-Wert seiner Umgebung. Tee Trichoderma atrobrunneum Isolat mit dem besten biologischen Kontrollpotential wurde sequenziert, und zukünftige Arbeiten werden Gene untersuchen, die möglicherweise wichtig für die Antagonisierung gegen sind Armillaria.

Tejas A. Navaratna

Postdoktorand, Institut für Verfahrenstechnik

Universität von Kalifornien, Santa Barbara, USA

Anaerobe Pilze sind faszinierende Organismen, die im Magen großer Pflanzenfresser vorkommen. Sie haben die starke Fähigkeit, Pflanzenmaterial effizient abzubauen und Zucker und andere Kohlenhydrate freizusetzen, die sie und ihr Wirtssäugetier zur Energiegewinnung verbrauchen.

Um die Biologie anaerober Pilze besser zu verstehen und sie für den Einsatz in der Biotechnologie zu entwickeln, z. B. für die Produktion nützlicher Enzyme und die Abfallumwandlung, wenden wir Gen-Editing-Techniken an. Insbesondere verwenden wir CRISPR-basierte und Geninsertionsmethoden, um mehrere Proteine ​​auszuschalten, von denen angenommen wird, dass sie am Stoffwechsel beteiligt sind, um eine höhere Produktion von Fettsäuren zu demonstrieren. Wir fügen auch fluoreszierende Markierungen hinzu, um zelluläre Prozesse von Pilzen wie die Sporenproduktion und das Eindringen von Pflanzenmaterial zu visualisieren. Um diese Ziele zu erreichen, haben wir die DNA-Abgabe an das unreife, einzellige Lebensstadium anaerober Pilze, die Zoospore, durch Durchflusszytometrie charakterisiert und auch festgestellt, dass wir anaeroben Pilzen erfolgreich eine Antibiotikaresistenz verleihen können. Die Anwendung dieser Werkzeuge ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung maßgeschneiderter Mikroben für den industriellen und akademischen Einsatz.

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