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Im Vergleich zu den Vorgängerprojekten FunWood I-II, die sich weitestgehend mit dem Einfluss von Waldbewirtschaftung auf mikrobielle Diversität im bereits vorhandenem, in Zersetzung  befindlichem Totholz unter Feldbedingungen beschäftigt hat, verlagert sich nunmehr unser Fokus auf eine experimentelle Plattform. Das BELongDead Experiment wurde 2008 unter der Federführung von Prof. Dr. E.D. Schulze (MPI Biogeochemie Jena) initialisiert, mit dem Ziel den Einfluss des umliegenden Habitats auf Totholz und dessen Abbauprozesse zu untersuchen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt hierbei auf der Langzeitbeobachtung der Besiedlung der Totholzstämme durch verschiedenste Organismen.

Es soll untersucht werden, inwiefern I) das umgebende Ökosystem den Totholzabbau beeinflusst, II) wie die Totholzbesiedlung erfolgt und III) wie Mikroorganismen den Totholzabbau steuern und damit Ökosystemprozesse wie z.B. den Nährstoffumsatz beeinflussen. BELongDead ermöglicht uns den Einfluss von Landnutzung in Form von Waldbewirtschaftung  an einem standardisiertem Satz Totholz (13 verschiedene Baumarten von gleicher Größe und gleichem Zersetungsbeginn), die gleichmäßig verteilt in 3 Replikaten in  den 3 Exploratorien sind und in jeweils 3×3 verschieden bewirtschafteten Plots, zu untersuchen.

Ziel unseres Projektes ist es, modernste molekularbiologische Methoden mit klassischen Fruchtkörperkartierungen und Sporensammlungen zu kombinieren, um I) Art und Quantität der Holzabbaus und verschieden Waldbewirtschaftungsaspekten zu determinieren, II) Verbreitungs- und Sukzessionsmuster von Pilzen über einen längeren Zeitraum zu beobachten und zu untersuchen, III) Pilzaktivität auf Transkriptom- und Enzymebene zu bestimmen und diese Ergebnisse mit den Prozessdaten zu korrelieren, IV) daraus resultierende Veränderungen in  der Holzchemie zu bestimmen, V) den Einfluss funktional unterschiedlicher Bakterien auf die Diversität von Pilzen zu bestimmen und  VI) letztendlich Schlüsselarten in diesen komplexen Prozessen zu identifizieren.


Mittlerweile erreicht das Experiment mittlere Zersetzungsgrade bei unterschiedlichen Baumarten. Es wurden folgende zentrale Hypothesen abgeleitet:

1. Erhöhte Waldbewirtschaftungsintensität reduziert den Artenpool holzbewohnender Pilze auf Landschafts- und Waldbestandsebene.

2. Intensive Waldbewirtschaftung ist ein Habitatfilter, der bestimmte Arten mit bestimmten Lebensstrategien (z.B. Generalisten) begünstigt.

3. Waldbewirtschaftung entspannt kompetitive Interaktionen zwischen holzbewohnenden Pilzen, was zu höheren Holzzersetzungsraten führt.

4. Holzzersetzungsprozesse sind anhand von Fruchtkörperdatierungen, kombiniert mit molekular erhobenen Daten zu phylogenetischer und funktioneller Diversität sehr gut vorhersagbar.

5. Es gibt sehr hohe Bakteriendiversitäten und bestimmte Bakterien treten nicht-zufällig mit bestimmten Pilzen auf.

6. Weißfäulepilze sind die relevantesten Pilze im Totholzabbau und nutzen vornehmlich Manganperoxidasen, um Lignin abzubauen und die Bioverfügbarkeit von Elementen zu erhöhen.

 


Zur Beantwortung unserer Fragestellungen verwenden wir modernste molekularbiologische Techniken auf DNA und RNA-Ebene, darunter auch sog. „Next Generation Sequencing“-Techniken (NGS). Holzchemische Parameter und Enzyme werden ebenfalls mit aktuellen Methoden ermittelt. Neben intensiven Fruchtkörperkartierungen werden Sporenkollektoren installiert, um luftströmungsbasierte Verbreitungsmuster zu identifizieren, und zum anderen vergleichen zu können, welche Pilze potentiell vorkommen (species pool), und welche bereits im Totholz angesiedelt sind.


Doc
Rieker D., Runnel K., Baldrian P., Brabcová V., Hoppe B., Kellner H., Moll J., Vojtěch T., Bässler C. (2024): How to best detect threatened deadwood fungi – comparing metabarcoding and fruit body surveys. Biological Conservation 296, 110696. doi: 10.1016/j.biocon.2024.110696
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Doc
Enzymatische Maschinerie von Holz bewohnenden Pilzen, die temperate Baumarten abbauen.
Kipping L., Jehmlich N., Moll J., Noll M., Gossner M. M., Van Den Bossche T., Edelmann P., Borken W., Hofrichter M., Kellner H. (2024): Enzymatic machinery of wood-inhabiting fungi that degrade temperate tree species. The ISME Journal 18 (1), wrae050. doi: 10.1093/ismejo/wrae050
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Doc
Roy F., Ibayev O., Arnstadt T., Bässler C., Borken W., Groß C., Hoppe B., Hossen S., Kahl T., Moll J., Noll M., Purahong W., Schreiber J., Weisser W. W., Hofrichter M., Kellner H. (2023): Nitrogen addition increases mass loss of gymnosperm but not of angiosperm deadwood without changing microbial communities. Science of The Total Environment 900, 165868. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.165868
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Doc
Genomsequenzierung von Truncatella angustata (Anamorph) S358
Kellner H., Friedrich S., Schmidtke K.-U., Ullrich R., Kiebist J., Zänder D., Hofrichter M., Scheibner K. (2022): Draft genome sequence of Truncatella angustata (Anamorph) S358. Microbiology Resource Announcements 11 (7), e00052-22. doi: 10.1128/mra.00052-22
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Doc
Entflechtung der Bedeutung von Raum und Wirtsbaum für die Beta-Diversität von Käfern, Pilzen und Bakterien: Lehren aus einem großen Totholzexperiment
Rieker D., Krah F.-S., Gossner M. M., Uhl B., Ambarli D., Baber K., Buscot F., Hofrichter M., Hoppe B., Kahl T., Kellner H., Moll J., Purahong W., Seibold S., Weisser W. W., Bässler C. (2022): Disentangling the importance of space and host tree for the beta-diversity of beetles, fungi, and bacteria: Lessons from a large dead-wood experiment. Conservation Biology 268, 109521. doi: 10.1016/j.biocon.2022.109521
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Doc
Hofrichter M., Kellner H., Herzog R., Karich A., Kiebist J., Scheibner K., Ullrich R. (2022): Peroxide-Mediated Oxygenation of Organic Compounds by Fungal Peroxygenases. Antioxidants 11 (1), 163. doi: 10.3390/antiox11010163
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Doc
Bewertung von Primern für den Nachweis von totholzbewohnenden Archaeen mittels Amplikonsequenzierung
Moll J., Hoppe B. (2022): Evaluation of primers for the detection of deadwood-inhabiting archaea via amplicon sequencing. PeerJ 10: e14567. doi: 10.7717/peerj.14567
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Doc
Molekulare Analyse endophytischer Pilzgemeinschaften in Buchen- und Fichtenstämmen und ihre öklogische Bedeutung
Krause L. (2022): Molekulare Analyse endophytischer Pilzgemeinschaften in Buchen- und Fichtenstämmen und ihre öklogische Bedeutung. Bachelor thesis, University Leipzig / UFZ Halle
Doc
Moll J., Heintz-Buschart A., Bässler C., Hofrichter M., Kellner H., Buscot F., Hoppe B. (2021): Amplicon Sequencing-Based Bipartite Network Analysis Confirms a High Degree of Specialization and Modularity for Fungi and Prokaryotes in Deadwood. mSphere 6 (1): e00856-20. doi: 10.1128/mSphere.00856-20.
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Doc
Moll J., Roy F., Bässler C., Heilmann-Clausen J., Hofrichter M., Kellner H., Krabel D., Schmidt J. H., Buscot F., Hoppe B. (2021): First evidence that nematode communities in deadwood are related to tree species identity and to co-occurring fungi and prokaryotes. Microorganisms 9 (7), 1454. doi: 10.3390/microorganisms9071454
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Doc
Nematode Diversity and Community Composition in Deadwood of 13 Temperate Tree Species
Roy F. (2020): Nematode Diversity and Community Composition in Deadwood of 13 Temperate Tree Species. Master thesis, TU Dresden
Doc
Genomsequenzierung des saprobionten holzbewohnenden Askomyzeten Xylaria longipes
Büttner E., Gebauer A. M., Hofrichter M., Liers C., Kellner H. (2019): Draft Genome Sequence of Xylaria longipes DSM 107183, a Saprotrophic Ascomycete Colonizing Hardwood. Microbiology Resource Announcements 8:e00157-19. doi: 10.1128/MRA.00157-19
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Doc
Genom- und Sekretomanalyse von Chondrostereum purpureum
Reina R., Kellner H., Hess J., Jehmlich N., García-Romera I., Aranda E., Hofrichter M., Liers C. (2019): Genome and secretome of Chondrostereum purpureum correspond to saprotrophic and phytopathogenic life styles. PLoS ONE 14(3): e0212769. doi: 10.1371/journal.pone.0212769
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Doc
Molekulare pilzliche Gemeinschaftsstruktur und deren Aktivitäten im Totholzabbau von Splint- und Kernholz 13 temperater Baumarten
Leonhardt S., Hoppe B., Stengel E., Noll L., Moll J., Bässler C., Dahl A., Buscot F., Hofrichter M., Kellner H. (2019): Molecular fungal community and its decomposition activity in sapwood and heartwood of 13 temperate European tree species. PLoS ONE 14 (2): e0212120. doi: 10.1371/journal.pone.0212120
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Doc
Genomsequenzierung vom holzverfärbenden Askomyzeten Chlorociboria aeruginascens
Büttner E., Liers C., Gebauer A. M., Collemare J., Navarro-Muñoz J. C., Hofrichter M., Kellner H. (2019): Draft genome sequence of the wood-staining ascomycete Chlorociboria aeruginascens DSM 107184. Microbiology Resource Announcements 8 (17), e00249-19. doi: 10.1128/MRA.00249-19.
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Genomsequenzierung von Xylaria hypoxylon, einem weitverbreiteten Askomyzeten an Laubholz
Büttner E., Liers C., Hofrichter M., Gebauer A. M., Kellner H. (2019): Draft genome sequence of Xylaria hypoxylon DSM 108379, a ubiquitous fungus on hardwood. Microbiology Resource Announcements 8:e00845-19. doi: 10.1128/MRA.00845-19.
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Genomsequenzierung des ubiquitär verbreiteten saprotrophen Askomyzeten Scytalidium lignicola
Büttner E., Gebauer A. M., Hofrichter M., Liers C., Kellner H. (2018): Draft genome sequence of Scytalidium lignicola DSM 105466, a ubiquitous saprotrophic fungus. Resource Announcements 7:e01208-18. doi: 10.1128/MRA.01208-18
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Doc
Moll J., Kellner H., Leonhardt S., Stengel E., Dahl A., Bässler C., Buscot F., Hofrichter M., Hoppe B. (2018): Bacteria inhabiting deadwood of 13 tree species are heterogeneously distributed between sapwood and heartwood. Environmental Microbiology 20 (10), 3744-3756. doi: 10.1111/1462-2920.14376
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Projekt in anderen Förderperioden

Abbildung: Das Foto zeigt einen Pilz, der auf einem im Wald liegenden Totholz-Baumstamm wächst.
BLD-MFD-HZG III (Teilprojekt)
#Wald & Totholz  #FOX  #BELongDead  #2020 – 2023  #Bakterien […]
BLD-MultiFuncDiv IV (Teilprojekt)
#Wald & Totholz  #BELongDead  #2023 – 2026  #Totholzbewohner […]

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Claus Bässler
Projektleiter
Prof. Dr. Claus Bässler
Universität Bayreuth
Prof. Dr. Francois Buscot (assoz.)
Alumni
Prof. Dr. Francois Buscot (assoz.)
Prof. Dr. Martin Hofrichter
Projektleiter
Prof. Dr. Martin Hofrichter
TU Dresden
Dr. Björn Hoppe
Projektleiter
Dr. Björn Hoppe
Julius Kühn-Institut
Dr. Harald Kellner
Projektleiter
Dr. Harald Kellner
TU Dresden
Dr. Julia Moll
Mitarbeiterin
Dr. Julia Moll
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
Sabrina Leonhardt
Alumni
Sabrina Leonhardt
Aleksandar Zarkov
Alumni
Aleksandar Zarkov
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