Identifikation und funktionale Charakterisierung von unbekannten Sekundärstoff-Genclustern und vergleichende Genomuntersuchungen in Fusarium fujikuroi

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Ulrich Güldener; Professor Dr. Hans-Ulrich Humpf; Professorin Dr. Bettina Tudzynski
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 175227329

In der ersten Antragsperiode (2+1 Jahre) wurde das Genom des biotechnologisch wichtigen Pilzes F. fujikuroi mit hoher Qualität sequenziert, was uns die bisher umfassendste vergleichende Analyse aller potentiellen Sekundärstoff-Gencluster der Gattung Fusarium ermöglichte. Nur für einige der 45 identifizierten Gencluster sind bisher die Produkte bekannt, während viele der unbekannten Cluster nur schwach exprimiert sind. Durch Microarray, ChIP-seq und Proteom-Ansätze konnte die Regulation aller 45 potentiellen SM Gencluster, insbesondere in Bezug auf die Stickstoffverfügbarkeit, analysiert werden. Eine Kombination aus bioinformatischer Analyse, molekularbiologischen Manipulationen und hochauflösender chemischer Analytik ermöglichte die Identifikation der Produkte von 2 nur in F. fujikuroi vorkommenden Genclustern sowie die Aufklärung der Regulation und des kompletten Biosyntheseweges zweier weiterer PKS-Produkte (Fusarin C, Fusarubin). Die exzellente Genomsequenz ermöglichte die Identifikation der Fusarinsäure- und Beauvericin-Cluster, die im Antragszeitraum gemeinsam mit drei weiteren bisher unbekannten Genclustern umfassend funktional charakterisiert werden sollen. In der Antragsperiode wollen wir außerdem eine vergleichende Genomanalyse von 6 F. fujikuroi-Isolaten aus unterschiedlichen geographischen Regionen (China; Japan; Korea; Indien, Italien und Deutschland) durchführen und die Variabilität hinsichtlich der Genomstruktur, der Pathogenität auf Reis und des Spektrums an Sekundärmetaboliten untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Südkorea
• Beteiligte Person: Professor Dr. Sung-Hwan Yun