Schwarzott, Daniel (2004)
Phylogenie und Divergenz der arbuskulären Mykorrhizapilze und Geosiphon pyriformis.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Es wurde schon früher vermutet, dass Geosiphon pyriformis, der Pilzpartner in der einzig bekannten Endosymbiose zwischen Pilz und Cyanobakterien, zur Ordnung Glomerales (Zygomycota) gehören könnte. Die Glomerales umfassten bisher ausschließlich arbuskuläre Mykorrhizapilze (AM-Pilze), allerdings fehlte neben dem Nachweis von Zygosporen, welche das Hauptmerkmal der Zygomycota bilden, auch der umfassende Nachweis des Merkmals „Arbuskelbildung in Pflanzenwurzeln“ für die Arten in dieser Ordnung. Wegen der Unsicherheiten in der morphologischen Zuordnung wurde versucht, die phylogenetische Struktur der Glomerales auf molekularer Ebene zu untersuchen, und nähere Informationen über die Verwandtschaft von Geosiphon pyriformis zu den AM-Pilzen zu erhalten. Zunächst wurde eine verlässliche Methode entwickelt, mit der das fast vollständige 18S rRNA-Gen aus Einzelsporen von AM-Pilzen analysiert werden konnte. Durch die Methode gelang es, das 18S rRNA-Gen von über 40% der bisher beschriebenen AM-Pilzarten zu charakterisieren. Mit den eigenen Daten und über 160 18S rDNA-Sequenzen der Pilzphyla Chitridiomycota, Zygomycota, Ascomycota und Basidiomycota aus Datenbanken wurde eine Datenmatrix angefertigt, um die phylogenetische Stellung der AM-Pilze und Geosiphon pyriformis innerhalb des Reiches Fungi zu untersuchen. Die Analysen zeigten, dass die AM-Pilze und Geosiphon pyriformis eine monophyletische Einheit bilden, die von allen anderen höheren Taxa abgetrennt werden kann. Aus diesem Ergebnis resultierte die formale Errichtung und Beschreibung eines neuen Pilzphylums, die Glomeromycota. Innerhalb des Phylums Glomeromycota wurden zusätzlich zu der bestehenden Ordnung Glomerales drei neue Ordnungen beschrieben. Es sind dies die Diversisporales, die Paraglomerales und die Archaeosporales, zu der auch Geosiphon pyriformis gehört. Neben der Stellung der AM-Pilze im Reich Fungi wurde auch die Familienstruktur innerhalb der Glomeromycota analysiert. Dabei zeigte sich, dass die Gattung Glomus nicht monophyletisch ist. Insgesamt bildet diese Gattung mindestens vier Gruppen, welche untereinander genetische Distanzen zeigen, die vergleichbar sind mit den Distanzen zwischen den gut abgesicherten Glomeromycota-Familien Acaulosporaceae und Gigasporaceae. Weiterhin wird Geosiphon pyriformis (Geosiphonaceae) in der 18S rDNA-Analyse eindeutig zu den Archaeosporaceae (Archaeosporales) gestellt. Aus den Daten ergibt sich die Forderung nach der Aufstellung neuer Familien innerhalb der Glomeromycota; eine formale Errichtung bedarf jedoch weiterer morphologischer und molekularer Daten. Nach der phylogenetischen Analyse wurde versucht, aus den charakterisierten Sequenzen molekulare Sonden spezifisch für die Archaeosporales und für Geosiphon abzuleiten. Mit Hilfe dieser Sonden sollte untersucht werden, ob Geosiphon auch mit Pflanzen eine AM-artige Symbiose eingehen kann. Es gelang, spezifische PCR-Primer abzuleiten, und diese an Pflanzenmaterial vom Geosiphon-Standort zu testen. Zwar wurden tatsächlich bei einigen Pflanzenproben Geosiphon-Sequenzen nachgewiesen, jedoch waren mit den benutzten Methoden bisher noch keine gesicherten Aussagen möglich, ob der Pilz tatsächlich innerhalb des Pflanzengewebes vorkommt. Es konnte nicht ausgeschlossen werden, dass außen an den Proben anhaftende Kontaminationen für den positiven Nachweis verantwortlich waren.

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