Arbeitsgruppe Chemische Ökologie der Makroalgen und ihrer Bakterien PD Dr. Thomas Wichard Forschungsschwerpunkte • Multizelluläre algale Modellsysteme: Entwicklung analytischer Methoden zur Identifizierung chemischer Mediatoren, Wachstumsfaktoren und Metallophore am Beispiel des Meersalats Ulva. • Holobiont unter Stress: Ulva und ihr assoziiertes Mikrobiome zeigen eine hohe Resilienz gegenüber Temperatureinflüssen und anthropogenen Mikroschadstoffen. • Bioremediation: Ulva wird zur biologischen Sanierung eingesetzt, um Nährstoffe und Mikroschadstoffe aus belasteten Gewässern effizient zu entfernen. Die marine Makroalge Ulva, bekannt als Meersalat, bildet eine enge Gemeinschaft mit einer vielfältigen bakteriellen Begleitflora [1]. Einige UlvaArten treten als Algenblüten auf und haben sozioökonomische Auswirkungen in Küstenregionen. Modelsystem Ulva: Die AG Wichard hat in den vergangenen Jahren maßgeblich zum Verständnis der bakteriell gesteuerten Entwicklung als Mitglied der EU-COST Action CA20106 von Ulva beigetragen. Ohne spezifische Bakterien bleibt Ulva ein formloser Zellhaufen. Doch bereits die Kombination zweier Bakterien in diesem Holobiont genügt, um die vollständige Gestaltbildung von U. mutabilis – einschließlich Blattform und Haftorgan – in einer Dreiecksbeziehung zu aktivieren [1]. Im Rahmen des SFB 1127 ChemBioSys wurde dieses Modellsystem für chemisch vermittelte Interaktionen etabliert (Abb. 1), wobei insbesonChemisch-vermittelte Wechselwirkungen zwischen marinen Makroalgen und assoziierten Bakterien dere die Rolle des Morphogens Thallusin in den letzten Jahren untersucht wurde [1,2]. Holobiont unter Stress: Im Rahmen des DFG SPP 1158 „Antarktisforschung“ hat die AG Wichard die Anpassungsfähigkeit von Ulva an Temperaturstress und die notwendige Thallusin-Produktion von kaltadaptierten Bakterien, die in der Antarktis (King George Island) isoliert worden sind, nachgewiesen [3]. Vom Modelorganismus zur Anwendung: Ulva ist resilient gegenüber Mikroschadstoffen wie Bisphenolen, Pestiziden und Antibiotika [4]. Daher erforscht die Arbeitsgruppe die Einsatzmöglichkeiten von Ulva zur biologischen Sanierung von Abwässern. In Rahmen des BMBF geförderten Zukunftclusters ThWIC entwickelt die AG Wichard zusammen mit der Analytik Jena GmbH eine modulare, skalierbare Probenvorbereitungsplattform, die für verschiedene Analysenmethoden verwendet werden soll. In Verbindung mit ökotoxikologischen Tests erlaubt die Plattform hochauflösende Wasseranalysen in zeitlicher und räumlicher Dimension. [1] Wichard T. (2023): From model organism to application: Bacteriainduced growth and development of the green seaweed Ulva and the potential of microbe leveraging in algal aquaculture. Seminars in Cell & Developmental Biology, DOI:10.1016 j.semcdb.2022.04.007 [2] Wienecke,P., Ulrich J. F., Morales-Reyes, C F, Dhiman, S., Wichard, T., Arndt,H.-D.(2024): Enantioselective Total Synthesis of the Morphogen (−)- Thallusin and Mediated Uptake of Fe(III) into the Green Seaweed Ulva. Chemistry European Journal DOI: 10.1002/chem.202304007 [3] Ghaderiardakani F., Ulrich,J. F., Barth, E., Quartino M.L., Wichard T. (2024) Algal growth and morphogenesis-promoting factors released by cold-adapted bacteria contribute to the resilience and morphogenesis of the seaweed Ulva (Chlorophyta) in Antarctica (Potter Cove). Journal of Plant Growth Regulation. DOI: 10.1007/s00344-024-11507-4 [4] Hardegen J., Amend G., Wichard T. (2023) Lifecycle-dependent toxicity and removal of micropollutants in algal cultures of the green seaweed Ulva (Chlorophyta). Journal of Applied Phycology, DOI: 10.1007/s10811-023-02936-x 76 — FORSCHUNG Abb. 1. Chemisch-vermittelte dreigliedrige Gemeinschaft zwischen Ulva und ihren assoziierten Bakterien: DMSP, AHL: chemotaktische Substanzen; Thallusin: Morphogen (© Autoren CCBY 4.0 aus [1]).
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