Ektomykorrhizadiversität in Relation zu Landnutzungsänderungen und Ökosystemfunktionen

Projektphase 2017-2020

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Andrea Polle

Dr. Feng Huanying

Silke Ammerschubert

Anis M. Khokon

Bin Song

Prof. Dr. Oliver Gailing (assoz.)

Dr. Markus Müller (assoz.)

(Uni Göttingen)

Im Projekt ECTOMYC werden Ökosystemfunktionen und Artenreichtum von Ektomykorrhizapilzen (EM) in der Gemeinschaft mit ihren Wirten untersucht.

Wesentliche Ziele der neuen Projektphase sind:

(i) Aufnahme und Transport von Ammonium und Nitrat in Wurzeln alter Buchen- und Fichtenbestände in Relation zu Umwelteinflüssen und der Zusammensetzung der pilzlichen Gemeinschaft zu untersuchen

(ii) Umwelt- und wirts-bürtige Faktoren als Triebfeder vertikaler und horizontaler Strukturierung von Wurzel-assoziierten Pilzgemeinschaften zu untersuchen

Da Bodenkonzentrationen von Ammonium und Nitrate zwischen Exploratorien und Buchen- und Koniferen-dominierten Beständen unterschiedlich sind, planen wir Wirtseffekte und saisonale Veränderungen der Nitrat- und Ammoniumaufnahme  zu untersuchen. Daten über die Dynamik von anorganischen N Verbindungen in Bezug zur biogeographischen und zeitlichen Fluktuationen der Mykorrhizengemeinschaften sind für ein besseres Verständnis von Ökosystemprozessen und deren Beeinflussung durch forstliches Management nötig.

Da vorherige Analysen unterschiedliche Einflüsse der Wirtsbäume auf die Zusammensetzung verschiedener Pilzgilden zeigten, planen wir die vertikale (organische Auflage, oberer Mineralboden) und biogeographische Variation von Ektomykorrhizengemeinschaften und anderen Lebensformen (Saprophyten, Pathogene, Endophyten) über 150 Waldplots zu untersuchen. Dabei soll die Hypothese geprüft werden, dass Ektomykorrhizengemeinschaften eine stärke vertikale Differenzierung (Nischendifferenzierung) aufweisen als andere Pilzgilden und dass die ektomykorrhizale Diversität, aber nicht die anderer Pilzgemeinschaften, mit „traits“ von Wurzeln (Morphologie, Nährelementkonzentrationen) korreliert.

Funktionelle Diversität von Mykorrhizapilzen in Beziehung zu Landnutzungsänderungen und Ökosystemfunktionen

Projektphase 2014 - 2017

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Andrea Polle

Silke Ammerschubert

(Uni Göttingen)

Im Projekt ECTOMYC werden Anzahl und Ökosystemfunktionen von Ektomykorrhizapilzen (EMF) in der Gemeinschaft mit ihren Wirten untersucht. Das wesentliche Ziel ist, Zusammenhänge zwischen der intraspezifischen Diversität der Buche und der interspezifischen Diversität der Pilze aufzuzeigen sowie funktionelle Zusammenhänge zwischen der mykorrhizalen EMF-Gesellschaft und dem Nährstoffaustausch zwischen Boden und Pflanze aufzuklären. Dabei werden folgende Fragen adressiert:

  • Verhalten sich Buchennachkommenschaften verschiedener Populationen in den Exploratorien unterschiedlich?
  • Rekrutieren die Buchennachkommenschaften unterschiedliche mykorrhizale Pilzgesellschaften?
  • Beeinflussen die Interaktionen von Mikroben und Umwelt die N Versorgung der verschiedenen Buchennachkommenschaften in unterschiedlicher Weise und kann dies auf transkriptionelle Unterschiede zurückgeführt werden?

Um diesen Fragen nachzugehen, wurde im Rahmen von ECTOMYC ein Buchentransplantationsexperiment angelegt, indem 12 Buchennachkommenschaften in jeweils 9 Waldplots pro Exploratorium angepflanzt wurden. Diese Buchen sollen im Hinblick auf ihre physiologische Leistung sowie N Aufnahme mittels 15N Markierung untersucht werden. Die Mykorrhizosphären-, Wurzel, und Blatt-Mikrobiome sollen in kooperativen Analysen von verschiedenen Exploratoriengruppen untersucht werden. An ausgewählten Nachkommenschaften werden Wurzeltranskriptome analysiert und durch Kombination mit ökologischen Parametern hochkorrelierte Gene identifiziert. Diese sollen in Wurzelproben der 150 Waldplots validiert werden.

 

Projektphase 2011 - 2014

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Andrea Polle

Dr. Rodica Pena

(Universität Göttingen)

Ziele

Modelvalidierung

Ökophysiologische/ mechanistische Zusammenhänge zwischen Waldnutzung und Diversität von Ectomykorrhizapilzen.

Hauptfragen

1. Beeinflussen Unterschiede in der Bestandesstruktur von bewirtschafteten und unbewirtschafteten Wälder die unterirdische Kohlenstoffverteilung und damit die EMP Diversität?

2. Steht die taxonomische Diversität der Bodenpilze in Beziehung zur taxonomischen Diversität der EMP?

3. Entstehen durch die erhöhte Produktivität von Wurzelstreu / Materialaustausch aufgrund von Waldnutzung neue Nischen, die einen erhöhten EMP Artenreichtum bewirken?

4. Beeinflussen die Buchen-Familienstrukturen das Vorkommen von EMP?
 

Methoden

1. Untersuchung der Wurzelkohlenhydratkonzentration in Beziehung zum Bestandesstruktur in allen Wald EPs (Kooperation mit den Arbeitsgruppen Ammer und Kleinn)

2. Analyse des Pilzartenreichtums in Wurzeln mit Hilfe Sequenzierung (Kooperation mit der AG Buscot and Daniel)

3. Störungsexperiment (Wurzelablösung) und Analyse von EMP bezügl. Boden und Streu-Nährstoffzusammensetzung

4. Pflanzungsexperiment von Buchen mit definierten Familienstrukturen (weitere Kooperation mit der AG Finkeldey)
 

Projektphase 2008 - 2011

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Andrea Polle

(Universität Göttingen)

Hypothesen

1. EM Diversität steht nicht in Beziehung zur Managementintensität aber zur intraspezifischen genetischen Struktur der Wirtsbaumarten und zum Reichtum der EM-bildenden Arten im Boden.

2. Die Wurzelproduktion der Wirtspflanzen und ihre Nährstoffeffizienz sind mit der Häufigkeit und Diversität der Ektomykorrhizen korreliert.

3. Die EM Lebensgemeinschaftsstruktur beeinflusst die Bodeneigenschaften.