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Evolution und Metabolite lichenisierter Trentepohliales

Evolution and metabolites in lichenised Trentepohliales

Elfriede Stocker-Wörgötter (ORCID: 0000-0002-3377-6214)
  • Grant-DOI 10.55776/P20887
  • Förderprogramm Einzelprojekte
  • Status beendet
  • Projektbeginn 01.08.2008
  • Projektende 30.09.2011
  • Bewilligungssumme 277.484 €
  • Projekt-Website

Wissenschaftsdisziplinen

Biologie (100%)

Keywords

    Lichens, Cultures, Photobionts, Metabolite Pattern, Phylogeny, Trentepohlia

Abstract Endbericht

Arten der Grünalgen-Ordnung Trentepohliales kommen an Standorten mit fluktuierender Luftfeuchtigkeit vor, wo sie zu den oftmals sehr artenreichen Kryptogamen-Gesellschaften beitragen. Neben dem Vorkommen als freilebende Organismen in Feuchtbiotopen, finden sich Trentepohliales auch als Photobionten in etwa der Hälfte aller lichenisierten Ascomyceten. Als symbiontische Lebensformen haben sie daher auch besondere Bedeutung erlangt; jedoch ihre hohe Diversität und Entfaltung, speziell in den feuchten Tropen, ist noch wenig bekannt. Trotz ihrer enormen, ökologischen Bedeutung in den verschiedenen Biotopen, sind weder ihre phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen, noch die Überlebensstrategien und Verteilungsmuster der symbiontschen Lebensformen in den verschiedenen Ökosystemen ausreichend bekannt. Die Erforschung dieser Zusammenhänge ist eine wesentliche Zielsetzung in dem geplanten Projekt. Darüberhinaus produzieren freilebende und flechtenbildende Trentepohliales eine große Vielfalt an interessanten Metaboliten, vor allem Photosynthesepigmente, Chlorophylle und Carotinoide (z.B. Astaxanthin, früher bekannt als Hämatochrom). Astaxanthin-bildung ist eine Schutzfunktion des Organismus (Alge) gegen Einwirkung von UV Strahlung und wird als adaptive Reaktion auf oxidativen Stress synthetisiert. Inzwischen hat sich herausgestellt, daß Astaxanthin, auch oftmals als "natürliches Super Carotinoid" bezeichnet und weitere biologisch aktiven Carotinoide einen weiten Markt an aktuellen und potentiellen Anwendungen erschließen. Die Optimierung von Kulturbedingungen (z.B. Nährmedien, Licht), um die Produktion von, z.B. Carotinoiden oder anderen wertvollen Inhaltsstoffen in ausgewählten Trentepohlia-Arten zu maximieren, und die Bestimmung der Inhaltsstoffe mit HPLC (TLC) sollen im Verlauf des Projektes einen weiteren, wichtigen Schwerpunkt bilden. Obwohl es potentiell viele, verschiedene Organismen in der Natur gibt, die Carotinoide (z.B. Astaxanthin) bilden, sind Trentepohlia-Arten inzwischen dafür bekannt geworden, daß sie besonders große Mengen davon produzieren und ihr Einsatz in der Biotechnologie von großem Interesse wäre.

Arten der Grünalgen-Ordnung Trentepohliales kommen an Standorten mit fluktuierender Luftfeuchtigkeit vor, wo sie zu den oftmals sehr artenreichen Kryptogamen-Gesellschaften beitragen. Neben dem Vorkommen als freilebende Organismen in Feuchtbiotopen, finden sich Trentepohliales auch als Photobionten in etwa der Hälfte aller lichenisierten Ascomyceten. Als symbiontische Lebensformen haben sie daher auch besondere Bedeutung erlangt; jedoch ihre hohe Diversität und Entfaltung, speziell in den feuchten Tropen, ist noch wenig bekannt. Trotz ihrer enormen, ökologischen Bedeutung in den verschiedenen Biotopen, sind weder ihre phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen, noch die Überlebensstrategien und Verteilungsmuster der symbiontschen Lebensformen in den verschiedenen Ökosystemen ausreichend bekannt. Die Erforschung dieser Zusammenhänge ist eine wesentliche Zielsetzung in dem geplanten Projekt. Darüberhinaus produzieren freilebende und flechtenbildende Trentepohliales eine große Vielfalt an interessanten Metaboliten, vor allem Photosynthesepigmente, Chlorophylle und Carotinoide (z.B. Astaxanthin, früher bekannt als Hämatochrom). Astaxanthin-bildung ist eine Schutzfunktion des Organismus (Alge) gegen Einwirkung von UV Strahlung und wird als adaptive Reaktion auf oxidativen Stress synthetisiert. Inzwischen hat sich herausgestellt, daß Astaxanthin, auch oftmals als "natürliches Super Carotinoid" bezeichnet und weitere biologisch aktiven Carotinoide einen weiten Markt an aktuellen und potentiellen Anwendungen erschließen. Die Optimierung von Kulturbedingungen (z.B. Nährmedien, Licht), um die Produktion von, z.B. Carotinoiden oder anderen wertvollen Inhaltsstoffen in ausgewählten Trentepohlia-Arten zu maximieren, und die Bestimmung der Inhaltsstoffe mit HPLC (TLC) sollen im Verlauf des Projektes einen weiteren, wichtigen Schwerpunkt bilden. Obwohl es potentiell viele, verschiedene Organismen in der Natur gibt, die Carotinoide (z.B. Astaxanthin) bilden, sind Trentepohlia-Arten inzwischen dafür bekannt geworden, daß sie besonders große Mengen davon produzieren und ihr Einsatz in der Biotechnologie von großem Interesse wäre.

Forschungsstätte(n)
  • Universität Salzburg - 100%

Research Output

  • 201 Zitationen
  • 12 Publikationen
Publikationen
  • 2013
    Titel Chapter 10 Accumulation of Potential Pharmaceutically Relevant Lichen Metabolites in Lichens and Cultured Lichen Symbionts
    DOI 10.1016/b978-0-444-62615-8.00010-2
    Typ Book Chapter
    Autor Stocker-Wörgötter E
    Verlag Elsevier
    Seiten 337-380
  • 2013
    Titel Genetic diversity of the lichen-forming alga, Diplosphaera chodatii, in North America and Europe
    DOI 10.1017/s0024282913000510
    Typ Journal Article
    Autor Fontaine K
    Journal The Lichenologist
    Seiten 799-813
  • 2013
    Titel In vitro culturing and resynthesis of the mycobiont Protoparmeliopsis muralis with algal bionts
    DOI 10.1017/s002428291200059x
    Typ Journal Article
    Autor Guzow-Krzeminska B
    Journal The Lichenologist
    Seiten 65-76
  • 2016
    Titel Hemithecium salacinicum, a New Species in the Family Graphidaceae (Lichenized Ascomycota: Ostropales) from Northern Thailand
    DOI 10.13158/heia.29.2.2016.555
    Typ Journal Article
    Autor Neuwirth G
    Journal Herzogia
    Seiten 555-560
  • 2014
    Titel Coenogonium coronatum (Ostropales: Coenogoniaceae), a new foliicolous species from Thailand, ecological aspects and a key to the species occurring in the country
    DOI 10.1639/0007-2745-117.2.161
    Typ Journal Article
    Autor Neuwirth G
    Journal The Bryologist
    Seiten 161-164
  • 2014
    Titel Phylogenetic position and morphology of lichenized Trentepohliales (Ulvophyceae, Chlorophyta) from selected species of Graphidaceae
    DOI 10.1111/pre.12055
    Typ Journal Article
    Autor Hametner C
    Journal Phycological Research
    Seiten 170-186
  • 2012
    Titel Photobiont Relationships and Phylogenetic History of Dermatocarpon luridum var. luridum and Related Dermatocarpon Species
    DOI 10.3390/plants1020039
    Typ Journal Article
    Autor Fontaine K
    Journal Plants
    Seiten 39-60
    Link Publikation
  • 2012
    Titel Monophyly of some North American species of Ramalina and inferred polyketide synthase gene function
    DOI 10.1139/b2012-097
    Typ Journal Article
    Autor Timsina B
    Journal Botany
    Seiten 1295-1307
  • 2015
    Titel Biochemical Diversity and Ecology of Lichen-Forming Fungi: Lichen Substances, Chemosyndromic Variation and Origin of Polyketide-Type Metabolites (Biosynthetic Pathways)
    DOI 10.1007/978-81-322-2235-4_9
    Typ Book Chapter
    Autor Stocker-Wörgötter E
    Verlag Springer Nature
    Seiten 161-179
  • 2009
    Titel Intraspecific chemical variation within the crustose lichen genus Haematomma: anthraquinone production in selected cultured mycobionts as a response to stress and nutrient supply
    DOI 10.1007/s11101-009-9149-1
    Typ Journal Article
    Autor Stocker-Wörgötter E
    Journal Phytochemistry Reviews
    Seiten 561
    Link Publikation
  • 2014
    Titel New insights into diversity and selectivity of trentepohlialean lichen photobionts from the extratropics
    DOI 10.1007/s13199-014-0285-z
    Typ Journal Article
    Autor Hametner C
    Journal Symbiosis
    Seiten 31-40
    Link Publikation
  • 2010
    Titel Stress and Developmental Strategies in Lichens
    DOI 10.1007/978-90-481-9449-0_27
    Typ Book Chapter
    Autor Stocker-Wörgötter E
    Verlag Springer Nature
    Seiten 525-546

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