Projekt

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Taxonomy and phylogeny of Sphaerophragmium and selected rust fungi on Annonaceae, especially the genera Dasyspora and Phakopsora with allies

Titel Englisch Taxonomy and phylogeny of Sphaerophragmium and selected rust fungi on Annonaceae, especially the genera Dasyspora and Phakopsora with allies
Gesuchsteller/in Berndt Reinhard
Nummer 135624
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Institut für Integrative Biologie Departement Umweltwissenschaften ETHZ
Hochschule ETH Zürich - ETHZ
Hauptdisziplin Botanik
Beginn/Ende 01.08.2011 - 31.07.2014
Bewilligter Betrag 288'000.00
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Alle Disziplinen (3)

Disziplin
Botanik
Oekologie
Forst- und Agrarwissenschaften

Keywords (9)

mycology; rust fungi; biodiversity; taxonomy; Sphaerophragmium; Dasyspora; Phakopsora; Annonaceae; Leguminosae

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Lay summary

Studien zur Taxonomie und Stammesgeschichte der Rostpilzgattung Sphaerophragmium und weiterer Rostpilze auf Annonaceen, besonders der Gattungen Dasyspora und Phakopsora i. w. S.

Im Zentrum dieses Projekts stehen die Rostpilze (Uredinales), eine Gruppe pflanzenparasitischer Pilze, die weltweit Krankheiten bei Samenpflanzen und Farnen verursacht.

Wie viele andere Organismengruppen scheinen auch die Rostpilze in tropischen Breiten besonders artenreich und vielfältig vertreten zu sein. Gerade in diesen Gebieten sind sie aber viel weniger bekannt als in den gemässigten Zonen. Oft fehlen grundlegende Untersuchungen über ihre Artenvielfalt und Stammesgeschichte, ihre ökologischen Ansprüche (z. B. Wirtsspezifität, geografische Verbreitung) und ihre Lebensweise.

Unsere Untersuchungen sollen helfen, diese Wissenslücken zu schliessen. Dazu werden exemplarisch Rostpilze untersucht, die auf tropischen Arten der Pflanzenfamilien Leguminosen und Annonaceen vorkommen, nämlich die Gattungen Sphaerophragmium und Dasyspora sowie bestimmte Arten von Phakopsora i. w. S. und der Formgattung Aecidium.

Sphaerophragmium wird im Rahmen einer klassischen Monographie neu bearbeitet und zugleich mit Hilfe DNA-taxonomischer Techniken studiert. Mit diesem kombinierten Ansatz wird zum einen die Artenvielfalt der Gattung erfasst, zum anderen ihre Phylogenie erforscht. Zusätzlich wird es möglich sein, die bisher unbekannte Stellung von Sphaerophragmium im System der Rostpilze zu klären.

Die Gattung Dasyspora wurde taxonomisch bereits untersucht und erwies sich dabei als unerwartet artenreich. Die unterschiedenen Arten sind in ihrem Vorkommen auf einzelne Wirtsarten der Familie Annonaceen beschränkt. Aufbauend auf diese Ergebnisse soll nun die gemeinsame Evolution der Dasyspora-Arten mit ihren Wirtspflanzen untersucht werden. Die botanischen Daten für den Vergleich der Stammbäume werden von einem Kooperationspartner in den USA ermittelt.

Auf Annonaceen kommt ferner ein unübersichtlicher Komplex von Phakopsora- Arten i. w. S. und eine Reihe nahe verwandter Uredo-Arten vor. Dieser Komplexes wird ebenfalls mit Hilfe mikroskopischer und molekularer Techniken analysiert. Dadurch soll eine sichere Zuordnung der Uredo-Arten ermöglicht werden und eine Neubewertung der beteiligten Phakopsora-Arten.

Dieses Projekt leistet einen Beitrag zur Erforschung und Dokumentation der biologischen Vielfalt pflanzenparasitischer Pilze in den Tropen. Die erarbeiteten Monographien und Bestimmungsschlüssel werden Praktikern und Wissenschaftlern in der Mykologie und im Pflanzenschutz als wichtige Werkzeuge dienen; von den Untersuchungen zur Phylogenie der bearbeiteten Rostpilze erwarten wir grundlegende Einblicke in die Evolution dieser Pilzgruppe und ihr Zusammenspiel mit den beteiligten Wirtspflanzen.


Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 21.02.2013

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Publikationen

Publikation
Pucciniales on Annona (Annonaceae), with special focus on the genus Phakopsora
Beenken Ludwig (2014), Pucciniales on Annona (Annonaceae), with special focus on the genus Phakopsora, in Mycological Progress, 13, 791-809.

Wissenschaftliche Veranstaltungen

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
27 annual meeting of the Gesellschaft für Tropenökologie (gtö) in Freising Vortrag im Rahmen einer Tagung Phylogeographic patterns of Neotropical rust fungi on Annonaceae 25.02.2014 Freising, Deutschland Beenken Ludwig;
26 annual meeting of the Gesellschaft für Tropenökologie (gtö) Vortrag im Rahmen einer Tagung Tropical rust fungi and their life cycles 02.04.2013 Wien, Österreich Beenken Ludwig;
Annual meeting of the Deutsche Gesellschaft für Mykologie (DGfM) Vortrag im Rahmen einer Tagung The rust fungal family Pucciniastraceae, morphological versus molecular data 01.10.2012 Drübeck, Deutschland Beenken Ludwig;


Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
116095 Rust flora of South America: monograph of rust fungi on annonaceae and rosaceae 01.08.2008 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

Rust fungi (Uredinales) are the most speciose kinship of basidiomycetes distributed with some 7000 known species all over the world. All members of this fungal group are obligate plant parasites, among them a number of pathogens of globally important crop plants.While phytopathological aspects of rust fungi have been studied in detail the taxonomy and certain aspects of the biology and biogeography of the group are remarkably under-investigated - especially in tropical regions and in taxa which do not appear to be economically important at present.With the proposed project a substantial contribution will be made to a better knowledge about the biodiversity, phylogeny and biogeography of rust fungi. The genera and groups to be investigated occur predominantly in tropical and subtropical latitudes and include parasites of timber and fruit trees (e.g. Dalbergia, Annona species). The study will therefore contribute as well to our knowledge of the tropical rust mycobiota and will bear relevance for foresters and plant pathologists.Special focus will be laid on the genera Sphaerophragmium, Dasyspora and annonicolous members of Phakopsoraceae and the anamorph genus Aecidium. Sphaerophragmium is a medium-sized genus of some 20-25 species occurring on Leguminosae and Annonaceae, while Dasyspora comprises only about eight species, all on Xylopia from Annonaceae. Sphaerophragmium was monographed previously but investigations carried out on this genus during a SNF predecessor project revealed several taxonomic novelties and other new observations. Drawing on these previous results it is intended (a) to complete the taxonomical treatment of the genus (compilation of an up-to-date monograph), (b) to establish a molecular phylogeny of Sphaerophragmium and (c) to assess the systematic position of the genus within the order Uredinales by molecular analysis.In Dasyspora, a molecular phylogeny of the known species was already computed during the predecessor project. In the devised project, this phylogeny will be elaborated by including additional specimens and it will be tested for congruence with the phylogeny of the host genus Xylopia in order to reveal the possibility of cospeciation. This comparison will be done in collaboration with specialists of the systematics of Annonaceae in USA.In addition to the investigation of Sphaerophragmium and Dasyspora, similar studies are planned for the genera Phakopsora and Batistopsora on Annonaceae and for anamorphic Aecidium species on the same family. The members of Phakopsora and Batistopsora and of Aecidium on Annonaceae represent only a small percentage of the respective genera. A phylogenetic analysis is therefore not envisaged but the integrity of genus Batistopsora against Phakopsora will be examined by DNA sequence analysis as well as the systematic position of the anamorphic Aecidium species in the system of Uredinales.
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