Erfassung der Struktur und Funktion der Bodenbakteriengemeinschaft entlang der Landnutzungs- und Managementgradienten in den Biodiversitäts-Exploratorien

Abbildung: Das Foto zeigt einen Erdbohrstock, der auf einem mit Laub bedeckten Waldboden liegt. Im Behälter des Bohrstocks befindet sich eine lange Bodenprobe.

Ziele

Untersuchung von großskaligen Veränderungen in der Diversität und Gemeinschaftszusammensetzung von Bodenbakterien, sowie Identifizierung gruppenspezifischer Muster aufgrund unterschiedlicher Landnutzungstypen und Managementregimes auf allen Experimentierflächen der Exploratorien.
Erforschung kleinskaliger biogeochemischer Veränderungen in der Bodenbakteriengemeinschaftsstruktur und –diversität über die Zeit auf einem Experimentierplot.
Erschließung des Einflusses der Baumart auf die Struktur, Diversität und Funktion von mikrobiellen Gemeinschaften im Boden.
Identifizierung von Unterschieden bzgl. Landnutzungs- bzw. Exploratoriums- typischer mikrobieller Schlüsselfunktionen.

Hypothesen

Durch die Veränderung von Bodenparametern haben Landnutzungstyp und Managementregime einen indirekten signifikanten Einfluss auf die Diversität und Zusammensetzung bakterieller Gemeinschaften im Boden.
Übergeordnete Strukturen von Bakteriengemeinschaften werden durch kleinskalige biogeochemische Effekte nicht beeinflusst, aber werden sich über die Saison ändern.
Phylogenetische und funktionelle Profile bakterieller Gemeinschaften in durch Fichten durchwurzelten Böden weichen stark von durch Buchen und Eichen durchwurzelten Böden ab.
Landnutzungstyp und Managementregime bedingte charakteristische Muster von mikrobiellen Schlüsselfunktionen sind unabhängig vom Exploratorium vorzufinden.

Methoden

Grosskalige Veränderungen:

DNA-Analyse von Bodenproben aller Experimentellen Plots (Zusammenarbeit mit dem Zentralprojekt Buscot und Wubet)
Barcode-Analyse von 16S rRNA Amplicons (10000 pro Probe)
Korrelation mit biogeochemischen Eigenschaften, Managementtyp, Pilz- (Zentralprojekt Buscot/Wubet) und Acidobakteriengemeinschaften (ProFIL, Overmann)

Kleinskalige Veränderungen:
im Rahmen des Projektes Scalemic (Kandeler, Marhan)

Publikationen

Driving forces of soil bacterial community structure, diversity, and function in temperate grasslands and forests

Kaiser K., Wemheuer B., Korolkow V., Wemheuer F., Nacke H., Schöning I., Schrumpf M., Daniel R. (2016): Driving forces of soil bacterial community structure, diversity, and function in temperate grasslands and forests. Scientific Reports 6:33696. doi:10.1038/srep33696

Fine spatial scale variation of soil microbial communities under European beech and Norway spruce

Kleinräumige Variation mikrobieller Gemeinschaften des Bodens unter Rotbuche und Rotfichte

Nacke H., Goldmann K., Schöning I., Pfeiffer B., Kaiser K., Castillo-Villamizar G. A., Schrumpf M., Buscot F., Daniel R., Wubet T. (2016): Fine spatial scale variation of soil microbial communities under European beech and Norway spruce. Frontiers in Microbiology 7:2067. doi: 10.3389/fmicb.2016.02067

Dependence of soil microbial community structure and function on land use types and management regimes

Kaiser K. (2016): Dependence of soil microbial community structure and function on land use types and management regimes. Dissertation, University Göttingen

Land Use Type Significantly Affects Microbial Gene Transcription in Soil

Der Landnutzungstyp beeinflusst die mikrobielle Gentranskription im Boden

Nacke H., Fischer C., Thürmer A., Meinicke P., Daniel R. (2014): Land Use Type Significantly Affects Microbial Gene Transcription in Soil. Microbial Ecology 67 (4), 919-930. doi: 10.1007/s00248-014-0377-6

Microbial diversity associated to beech -spruce species and characterization of novel bacterial phosphatases from the German exploratories soil metagenomes

Villamizar G. A. C.(2014): Microbial diversity associated to beech -spruce species and characterization of novel bacterial phosphatases from the German exploratories soil metagenomes. Master thesis, University Goettingen

Assessing group differences in biodiversity by simultaneously testing a user-deﬁned selection of diversity indices

Pallmann P., Schaarschmidt F., Hothorn L. A., Fischer C., Nacke H., Priesnitz K. U., Schork N. J. (2012): Assessing group differences in biodiversity by simultaneously testing a user-deﬁned selection of diversity indices. Molekular Ecology Resources 12 (6), 1068-1078. doi: 10.1111/1755-0998.12004

Identification and characterization of novel cellulolytic and hemicellulolytic genes and enzymes derived from German grassland soil metagenomes

Identifizierung und Charakterisierung von neuen cellulolytischen und hemicellulolytischen Genen und Enzymen aus deutschen Grünland Bodenmetagenomen

Nacke H., Engelhaupt M., Brady S., Fischer C., Tautzt J., Daniel R. (2012): Identification and characterization of novel cellulolytic and hemicellulolytic genes and enzymes derived from German grassland soil metagenomes. Biotechnology letters 34 (4), 663-675. doi: 10.1007/s10529-011-0830-2

Identification and Characterization of Microbial Key Functions in Soils of the German Biodiversity Exploratories Representing Different Land Use and Management Types

Heiko Nacke (2012): Identification and Characterization of Microbial Key Functions in Soils of the German Biodiversity Exploratories Representing Different Land Use and Management Types. Dissertation, University Goettingen

Functional and phylogenetic analyses of soil microbial communities derived from the German Biodiversity Exploratory Hainich

Kaiser K.(2012): Functional and phylogenetic analyses of soil microbial communities derived from the German Biodiversity Exploratory Hainich. Master thesis, University Goettingen

Identification of novel lipolytic genes and gene families by screening of metagenomic libraries derived from soil samples of the German Biodiversity Exploratories

Identifizierung von neuen lipolytischen Genen und Genfamilien durch Screening metagenomischer Genbibliotheken aus Bodenproben der Deutschen Biodiversitäts-Exploratorien

Nacke H., Will C., Herzog S., Nowka B., Engelhaupt M., Daniel R. (2011) Identification of novel lipolytic genes and gene families by screening of metagenomic libraries derived from soil samples of the German Biodiversity Exploratories. FEMS Microbiology Ecology 78, 188-201. doi: 10.1111/j.1574-6941.2011.01088.x

Pyrosequencing-based assessment of bacterial community structure along different management types in German forest and grassland soils

Beurteilung der Struktur bakterieller Gemeinschaften über verschiedene Bewirtschaftungsformen in deutschen Wald- und Grünland-Böden mittels Pyrosequenzierung

Nacke H, Thürmer A, Wollherr A, Will C, Hodac L, et al. (2011) Pyrosequencing-Based Assessment of Bacterial Community Structure Along Different Management Types in German Forest and Grassland Soils. PLoS ONE 6(2): e17000. doi:10.1371/journal.pone.0017000

Assessment of the functional diversity of soil microbial communities in the German Biodiversity Exploratories by metagenomics

Christiane Will (2011): Assessment of the functional diversity of soil microbial communities in the German Biodiversity Exploratories by metagenomics. Thesis, University Goettingen

Charakterisierung und Nutzung der bakteriellen Diversität in Bodenmetagenomen

Will C., Nacke H., Daniel R. (2010): Charakterisierung und Nutzung der bakteriellen Diversität in Bodenmetagenomen. GenomXpress, No. 1/10, 9-12

Horizon-Specific Bacterial Community Composition of German Grassland Soils, as Revealed by Pyrosequencing-Based Analysis of 16S rRNA Genes

Die horizontspezifische Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft in deutschen Grünlandböden wurde mittels Pyrosequenzierung des 16S rRNA Gens analysiert

Will C., Thürmer A., Wollherr A., Nacke H., Herold N., Schrumpf M., Gutknecht J., Wubet T., Buscot F., Daniel R. (2010): Horizon specific bacterial community composition of German grassland soils, as revealed by pyrosequencing-based analysis of 16S rRNA genes. Applied and Environmental Microbiology 76 (20), 6751-6759. doi: 10.1128/AEM.01063-10

Charakterisierung von aus Bodenmetagenomen isolierten lipolytischen Genen und Genprodukten

Herzog S.(2009): Charakterisierung von aus Bodenmetagenomen isolierten lipolytischen Genen und Genprodukten. Thesis, University Goettingen

Identifizierung und Charakterisierung von Genen für lipolytische Enzyme aus Bodenproben des Nationalparks Hainich

Nowka B.(2009): Identifizierung und Charakterisierung von Genen für lipolytische Enzyme aus Bodenproben des Nationalparks Hainich. Thesis, University Goettingen

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Alumni

Prof. Dr. Rolf Daniel