In der Arbeitsgruppe Thines am Institut für Mikrobiologie und Weinforschung untersuchen wir physiologische Prozesse/Vorgänge in höheren Pilzen von der genetischen Regulation bis hin zur ökologischen Relevanz, z.B. in molekularen Interaktionen mit anderen Organismen. Darüber hinaus interessieren wir uns für Mechanismen in Pilzen, die zur Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen beitragen.
Ein spezieller Fokus unserer Forschungsarbeiten liegt dabei auf der Untersuchung von Regulation und Biosynthese von Sekundärmetaboliten in Pilzen. Die Bedeutung dieser Verbindungen für die chemische Kommunikation im Ökosystem, bzw. für die kompatible Interaktion mit Wirtspflanzen ist Gegenstand vieler Projekte.
Exemplarische Beispiele für Projekte, bzw. Untersuchungsobjekte/-systeme in der Arbeitsgruppe
Untersuchungen zur molekularen Basis von Pflanze/Pathogen-Interaktionen
- Wirtsspezifität, Pathogene Entwicklung, Differenzierung während der Infektions-relevanten Morphogenese, Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen
- Sekundärmetabolite aus phytopathogenen Pilzen als putative Virulenz - oder Pathogenitätsfaktoren
- Regulation des Sekundärmetabolismus in Pilzen
Pflanze/Pathogensysteme, die Gegenstand von Untersuchungen in unserer Arbeitsgruppe sind:
- Reben/Grape and trunkvine diseases (GTD)
- Esca-assoziierte Pilze
- Roesleria subterranean
Fig 1: Roesleria subterranea perithicia im Wurzelgewebe von Wein
Fig 2: Roesleria subterranea perithicia auf Festmedium
Fig 3: Sporen von Roesleria subterranea
Fig 4: Mit Roesleria subterranea infizierte Weinpflanzen, in vitro
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- Guignardia bidwellii
Fig 5: Guignardic acid
Fig 6: Phenguignardic acid
Fig 7: Durch Guignardia bidwellii verursachte Läsionen auf Weinblättern
- Reis/Reisbrand
- Magnaporthe oryzae
- Magnaporthe oryzae
- Weizen/Septoria Blattdürre an Weizen
- Mycosphaerella graminicola/Zymoseptoria tritici
http://www.ibwf.de/index.php/fields-of-competence/molecular-basis-of-plant-microbe-interaction
Fig 8: In planta, Pyknidien der Deletionsmutante DZtpks1 die nicht mehr in der Lage sind zu melanisieren mit dem Wildtyp (WT) als Vergleich
Enzyme und heterologe Expressionssysteme 
- Heterologe Expression von Laccasen
Fig 9: purification of a Coprinus cinerea laccase expressed in Magnaporthe orizeae
Fig 10: Chitinase Aktivität von R. subterranea
Molekulare Grundlage antagonistischer Interaktionen
- Enzyme/antimikrobielle Sekundärmetabolite
Fig 11: Antagonismus Test gegen Neonectria ditissima
Fig 12: Infektionsexperimente mit Neonectria ditissima. A und B Kontrollen mit Wasser, C und D mit N.ditissima Sporen inokuliert.
Anpassung von Pilzen an Umweltbedingungen
- Salzstress,
- Hypoxie,
- Reaktive Sauerstoffspezies
Sekundärmetabolite aus Pilzen als Leitstrukturen für Anwendungen im Pflanzenschutz und in der pharmazeutischen Industrie.
Biotechnologisch interessante Hefen
- Neue Starterkulturen für die Önologie
- Neue Hefeenzyme für die Önologie
- Antagonistische Hefen als „Biocontrol“-Organismen im Pflanzenschutz
Für unsere Forschung werden traditionelle Methoden der Mikrobiologie, Verfahrenstechnik und analytischen Chemie ebenso eingesetzt wie moderne Methoden der Molekularbiologie und der Bioinformatik . Zu den eingesetzten Methoden gehören:
Mikrobiologie: Kultivierung und Fermentation von Mikroorganismen; Isolierung von Mikroorganismen; Charakterisierung antagonistischer Interaktionen; Untersuchung von Stoffwechseleigenschaften; Optimierung und Upscaling von Fermentationen
Analytik: präparative und analytische HPLC zur Reinigung/zum Nachweis von Wirkstoffen, HPLC-MS zur Identifizierung von Sekundärmetaboliten, GC/GC-MS
Molekularbiologie: PCR, qPCR, Amplifizierung und Klonierung von Genen, Southern-/Northern-/Western-Blotting, Generierung von loss-of-function Mutanten, Expression von Proteinen, Manipulation von regulatorischen Elementen
Protein-Biochemie: SDS-PAGE, native PAGE, 2D Elektrophorese, isoelektrische Fokussierung, Flüssigchromatographie (Ionenaustausch-, Gelfiltration-, Affinitätschromatographie u. a.), enzymatische Analysen, Protein Identifikation und Proteomics (in Kooperation mit Herrn Prof. Dr. Tenzer).
Bioinformatik: Statistik für Mikroarray Analysen inklusive Haplo Insufficiency Profiling, de novo Genom Assemblierung für monokaryotische und dikaryotische höhere Pilze, ORF Suche und funktionelle Genom Annotation, Untersuchung der genetischen Grundlagen von Sekundärmetabolit Biosynthesewegen, vergleichende Genomanalysen (Synteny) und Transcriptomics in Form von Miroarray und RNA-Seq Analysen.
Publikationen