Differential gene expression of mycobionts and photobionts in Peltigera britannica photosymbiodemes

Photosymbiodeme sind eine spezielle Form der Flechtensymbiose, der Pilzpartner geht eine Symbiose mit zwei verschiedenen Photobionten, einem Cyanobakterium und einer Alge, ein. Dadurch entstehen zwei unterschiedliche Morphen, die zwei getrennte oder ein einzelnes Individuum bilden können. Peltigera britannica ist eine Flechte, die als Photosymbiodem wachsen kann und als solches schattige und feuchte Habitate besiedelt. Die Chloromorphen können aber auch an sonnigen und trockenen Stellen vorkommen. Dieses Verbreitungsmuster führte zu der Annahme, dass Photosymbiodeme gestresst auf hohe Temperaturen reagieren, Chloromorphen Hitze aber besser vertragen. Um dies zu testen, wurden die Flechten Temperaturen von 4, 15 und 25C ausgesetzt. Obwohl der Pilzpartner derselbe ist, könnte seine Genexpression sich in Abhängigkeit von den Symbiosepartnern unterscheiden. Um die Genexpression des Pilzes sowie die Auswirkungen von Hitze auf die Symbiosepartner zu testen, wurde eine differentielle Genexpressionsanalyse durchgeführt. Hohe Temperaturen führen zu einer Hochregulierung von Hitzeschockproteinen in allen Organismen. Der Pilz und die Cyanobakterien sind bereits bei 15C gestresst, die Algen erst bei 25C. Dies deutet auf eine höhere Hitzeverträglichkeit der Algen hin. Des Weiteren kann ein Anstieg der Photosynthese der Cyanobakterien und Algen bei hohen Temperaturen beobachtet werden. Die Pilzgene sind in Abhängigkeit von den Morphen differentiell exprimiert. In der Cyanomorphe codieren hochregulierte Pilzgene für eine Isopenicillin-Synthetase sowie für Protein der SUN Domäne. In der Chloromorphe codieren sie für eine Glutathion-S-Transferase und für Proteine der Kohlenstoffversorgung. Diese Resultate deuten darauf hin, dass Pilze, Cyanobakterien und Algen einer Flechte unterschiedlich auf Stress reagieren. Außerdem scheint der Pilz bezüglich seiner Genexpression von seinen Symbiosepartnern beeinflusst zu werden. Photosymbiodemes are a special case of lichen symbiosis as the mycobiont enters a symbiosis with two different photobionts, a cyanobacterium and an alga, forming two photomorphs. These morphs can grow as separate individuals or they are attached to one another. A lichen that can form photosymbiodemes is Peltigera britannica which grows in shady and moist habitats; the chloromorph forming a separate individual can also occur at sunny and dry sites. This distribution led to the hypothesis that photosymbiodemes show signs of stress when exposed to high temperatur