Horizontaler Wolbachia Transfer in Kirschfruchtfliegen
Abstract
Endosymbiontisch lebende Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle in der Ökologie und Evolution von Insekten. Der weltweit häufigste Endosymbiont ist das Bakterium Wolbachia. Wolbachia wird mütterlicherseits von der Elterngeneration auf die Nachkommen weitergegeben. Eine Infektion mit diesem Bakterium kann die Reproduktion des Wirtsinsekts manipulieren. Wolbachia kann aber auch horizontal von einer Insektenart auf eine andere übertragen werden. Wie eine Übertragung von Wolbachia zwischen unterschiedlichen Arten ablaufen kann und wie sich dieses Bakterium daraufhin in natürlichen Populationen verbreitet, wurde bisher kaum untersucht. Die Amerikanische Kirschfruchtfliege, Rhagoletis cingulata, ist einer der bedeutendsten Schädlinge in Nordamerika. Diese Fruchtfliege wurde Ende des 20. Jahrhunderts in Europa eingeschleppt. Hier befällt sie gemeinsam mit der Europäischen Kirschfruchtfliege, Rhagoletis cerasi, Süß- und Sauerkirschen und stellt so eine Bedrohung für die Landwirtschaft dar. Der gemeinsame Lebensraum der beiden Kirschfruchtfliegen führte dazu, dass ein Wolbachia-Stamm der einheimischen R. cerasi auf die invasive Art, R. cingulata horizontal übertragen wurde. Darüberhinaus scheint es, dass bestimmte R. cerasi Populationen von einem Wolbachia-Stamm infiziert wurden, der natürlich in R. cingulata vorkommt. Ziel dieses Projektes ist es, das frühe Stadium eines Invasionsprozesses an zwei trophischen Ebenen zu studieren, der Fruchtfliege und dessen Endosymbiont. Diese Fragestellungen sollen mit unterschiedlichen genomischen und ökologischen Methoden gelöst werden. Wir möchten die Genome verschiedener Bakterienstämme der beiden Fruchtfliegenarten sequenzieren, um mögliche genetische Unterschiede zu erkennen. Mit diesen neuen Erkenntnissen soll in einem weiteren Schritt Wolbachia in invasiven Populationen von R. cingulata in Europa charakterisiert werden, um Einblick in die Ausbreitung des neu erworbenen Wolbachia-Stammes in natürlichen Populationen zu erhalten. Die Genomanalyse nativer nordamerikanischer R. cingulata Populationen sowie invasiver Populationen in Europa soll Erkenntnisse über den Invasionsprozess der Fliegen in ihrem neuen Habitat bringen. Der Vergleich der beiden Kirschfruchtfliegen auf genomischer Ebene soll mögliche Interaktionen der beiden Arten in Europa aufzeigen. Quantifizierung verschiedener Wolbachia-Stämme soll Aufschlüsse über die Interaktion unterschiedlicher Wolbachia-Stämme im selben Wirt liefern. Abschließend sollen Kreuzungsexperimente unterschiedlich Wolbachia-infizierter Fruchtfliegen Informationen zu deren Effekte auf den Wirt sowie Aufschlüsse über mögliche ökologische Interaktionen der beiden Insektenarten liefern. Zusammenfassend soll die Studie von invasiven Kirschfruchtfliegen und deren Endosymbionten neue Erkenntnisse über die frühen Stadien des Invasionsprozesses einer invasiver Fruchtfliegenart und deren Endosymbionten liefern.
Wolbachia Rhagoletis Horizontaler transfer Invasive Arten
Publikationen
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Hannes Schuler
DDipl.Ing. Dr. Hannes Schuler
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01.07.2018 - 31.12.2022
Christian Stauffer
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Christian Stauffer
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01.07.2018 - 31.12.2022