What Lies Within: Evolution and ecological significance of a common conifer endophyte.

Et stort mangfold av mikroorganismer lever skjult inne i planter. Disse mikroorganismer kalles endofytter, og hjelper ofte sine verter med å overleve miljømessige stress og sykdom, og kan beskytte mot å bli spist av dyr og insekter. Lophodermium piceae er en endofytisk sopp som finns i opp til 95% av alle nålene på grantrær. Til tross for at soppen er svært vanlig over hele den nordlige halvkule, er svært lite er kjent om den. iGran prosjektet bruker molekylærgenetikk for å avgjøre om L. piceae har samevolvert med gran over hele verden. Sammen med forskere fra Canada, har vi funnet ut at europeisk og amerikansk L. piceae faktisk er to forskjellige arter. I tillegg, har mer enn 20 forsker har samlet inn grannåler fra 33 lokaliteter i 18 land i Europa. Vi har brukt DNA metastrekkoding for å se på den sopp biomangfold som vokser i grannåler og har vist at den sopp samfunnet endres med genotypen av sin vert. Vi også har isolert tusenvis av soppene fra disse nålene. Blant disse er over 500 L. piceae fra hele Europa, og vi har isolert DNA fra dem og har undersøkt effekten av geografi og ekstreme hendelser, som for eksempel siste istid, på det genetiske mangfoldet hos soppen. Genetisk variabilitet av gran har vært stort påvirket av den siste istid, men genetisk variabilitet av L. piceae har vært mindre påvirket. For å teste om L. piceae beskytter sine verter mot sykdommer, har vi sekvensert DNA fra hundrevis av friske og syke grannåler, og har vist at symptomer av granrustsopp er mindre i i nåler der L. piceae er tilstede.

Outcomes: The iGran project has resulted in the training of an early career female scientist in both classical mycology techniques, as well as cutting edge genetic methods for population genetics. During the course of the project, a new international collaboration was developed between the University of Oslo and the City University of New York to analyse the microbial community data generated. Impacts: As the final results of this basic research project have yet to be published, the results are not yet available to the general public and the broader research community, so societal impacts cannot be assessed.

Despite the fact it is likely the most common fungus in the Northern Hemisphere, very little is known about the evolutionary history and ecological function of Lophodermium piceae, a fungal endophyte that can infect up to 95% of spruce needles. Our project will take advantage of the ongoing revolution in molecular biology and sequencing technologies to examine whether strains from different hosts and locations are genetically distinct and to investigate whether the fungus' evolutionary history has been constrained by the dynamics of its hosts. The proposed project will combine metabarcoding and genotyping approaches to identify strains of L. piceae with possible antagonistic activities against foliar pathogens of spruce. We will then test these interactions in vitro with competition and growth experiments to further identify strains for metabolite profiling and possible industrial biocontrol applications. This project will greatly increase our knowledge of ecology and evolution in L. piceae, providing both results informative to fungal evolutionary theory, as well as ecological information with applied relevance. We expect the project will generate results and output valuable to both academic mycologists and the forestry industry.