Das Genom von Laccaria bicolor, einem Speisepilz mit wichtigen Funktionen für das Ökosystem Wald, ist entschlüsselt: Laccaria bicolor - der Zweifarbige Lacktrichterling - ist essbar, aber vermutlich kennen nur wenige Pilzsammler den eher unscheinbaren Pilz. Dennoch ist er ein wichtiger Waldbewohner, und zwar wegen seiner unterirdischen Aktivitäten. Er geht nämlich mit Baumwurzeln eine enge Partnerschaft ein und versorgt auf diese Weise Bäume mit mineralischen Nährstoffen aus dem Boden - mit Pilz gedeihen sie viel besser als ohne (siehe Bilder). Wenn in geschädigten Lebensräumen die Besiedlung der Wurzeln mit solchen so genannten Mykorrhizapilzen abnimmt, wird der Baumbestand anfälliger für Krankheiten.

Die Pflanze links lebt mit Laccaria bicolor zusammen und entwickelt sich prächtig. Rechts fehlt der symbiontische Pilz, entsprechend mickrig fällt das Pflänzchen aus.

Kilometerlange Pilzfäden unter der Erde und fast so viele Gene wie der Mensch

Auch wenn der oberirdische Teil des Pilzes eher unscheinbar ist, so bildet Laccaria doch im Erdreich viele Kilometer lange, fast unsichtbare, feine miteinander vernetzte Fäden. Um herauszufinden, wie es dem Pilz gelingt, Baumwurzeln zu erkennen, sie mit seinen Fäden - dem so genannten Mycel - zu umwickeln und mit den Wurzelzellen in Kontakt zu treten ohne sie zu zerstören, hat ein internationales Forscherkonsortium, dem Experten aus den USA, Frankreich, Schweden, Belgien und Deutschland angehören, den Stoffwechsel des Pilzes nun genauer unter die Lupe genommen und dabei auch das Genom des Pilzes entschlüsselt. Mit von der Partie waren drei Forschergruppen unter der Leitung von Prof. Dr. Andrea Polle, Prof. Dr. Ursula Kües und Prof. Dr. Ivo Feußner am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften.

Ganz einfach war dies nicht, denn Laccaria besitzt ungefähr 20.000 Gene, während ein recht gut bekannter Pilz, die Bäckerhefe, sein Leben mit einer DNA aus nur 6.200 Genen bestreiten kann. Zum Vergleich: Der Mensch besitzt rund 20.000 bis 25.000 Gene.

Die Göttinger Forscher haben den Stoffwechsel von Laccaria untersucht und festgestellt, dass der Pilz sehr hohe Mengen an ungesättigten Fettsäuren enthält. Für die Fettproduktion verfügt der Pilz über eine molekulare Ausstattung, die denen von Tieren stark ähnelt. Für Prof. Polle und Prof. Feußner ein überraschendes Forschungsergebnis, denn die "Maschinerie" für Fettbiosynthese in den näheren Verwandten, der Bäckerhefe, ist anders aufgebaut. Laccaria bicolor erhält die Vorstufen für das Fett in Form von Zucker aus der Pflanzenwurzel; dieser wird umgewandelt und als Fett-Tröpfchen in den Zellen angehäuft.

Nicht nur zwei, sondern 1000 Geschlechter

Ist der Pilz nicht an die Wurzeln einer Pflanze angeschlossen, überlebt er als sogenannter Saprophyt von abgestorbenen Pflanzenteilen. Wie Prof. Kües gezeigt hat, verfügt Laccaria über ein reichhaltiges Arsenal an "Verdauungsenzymen", die nach außen abgegeben werden und dort für die Freisetzung von Nährstoffen sorgen. Sehr viel komplizierter ist dagegen die Fortpflanzung: Viele Pilze, darunter auch Laccaria, haben multiple Geschlechter - vielleicht bis zu 1.000 verschiedene.

Die Ergebnisse des Genomprojekts bilden die Basis für weiterführende Untersuchungen. Denn eines der wesentlichen Ziele, nämlich das Andocken an die Wurzeln aufzuklären, ist noch nicht erreicht. Als nächstes wollen die Wissenschaftler unter anderem herausfinden, wie sich die Pilze kreuzen und auf eben auch, auf welche Weise Laccaria bicolor seine Baumpartner findet und schützt. Auch die Nutzung des Pilzgenoms für die Produktion gesundheitsfördernder Stoffe ist für die Forschung von Interesse.

Originalveröffentlichung: The genome of Laccaria bicolor provides insights into mycorrhizal symbiosis: Nature 452, 88 - 92 (06 Mar 2008), doi:10.1038/nature06556, Letter