Projektphase 2017-2020

Kernproject 8 - Microorganismen: Artenvielfalt und Gemeinschaftszusammensetzung von Bodenpilzen in Grünland- und Waldökosysteme entlang von Landnutzungsgradienten in den drei Deutschen Biodiversitäts-Exploratorien

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Francois Buscot

Dr. Tesfaye Wubet

Dr. Kezia Goldmann

Ali Nawaz

Beatrix Schnabel

Ricardo Schöps

(Helmholtz Zentrum für Umweltforschung- UFZ, Halle)

Mikroorganismen, insbesondere Pilze und Bakterien, spielen eine wesentliche Rolle im Boden, unter anderem als Destruenten beim Abbau von organischen Substanzen und als Symbionten für das Wachstum und die Gesundheit von pflanzlichen Partnern. Neben diesen Wechselwirkungen mit Pflanzen werden Bodenmikroorganismen durch Umweltveränderungen, wie Landnutzung und Waldbewirtschaftung beeinflusst. Dennoch ist der Grad mit dem einzelnen Faktoren auf die mikrobielle Vielfalt und Zusammensetzung wirken, noch nicht vollständig geklärt.

Die Hauptaufgabe des Kernprojekts Mikroorganismen ist die Erfassung und das Monitoring, insbesondere der Pilzgemeinschaft, auf allen 300 Grünland- und Waldexperimentierplots (EPs). Neben koordinierten Probennahmen im Mai 2011 und 2014, wird das Kernprojekt auch 2017 für die Organisation der Beprobung aller 100 EPs des Hainich-Exploratoriums verantwortlich sein.

 

Darüber hinaus finden zwischen dem Kernprojekt und diversen Projekten Syntheseaktivitäten statt: u.a. mit Norbert Hölzel, Universität Münster oder Ellen Kandeler und Sven Marhan, Universität Hohenheim.

 

Ziele

Die Ziele in der aktuellen Phase (2017-2020) lauten:

1. Monitoring der Bodenmikroorganismen um zeitliche Effekte der Landnutzung und der Waldbewirtschaftung zu bestimmen (Bodenproben von 2011, 2014 und 2017).  
2. Erfassung der Vielfalt von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF) in allen EPs.
3. Untersuchung des Einflusses von Störung des Oberbodens und zusätzliche Saatguteinbringung auf die Anpassungsfähigkeit der Bodenmikroorganismen im Grasland (SADE).  
4. Analyse der Pilzgemeinschaft bei unterschiedlicher Landnutzungsintensität und Störung innerhalb eines Jahres (TIMEMIC).

 

Methoden:

DNA Extraktion und Quantifikation aus Boden, Erstellung einer pilzlichen Amplikon Bibliothek und Next-Generation-Sequencing mit der Illumina MiSeq-Plattform, Bioinformatik (MOTHUR & QIIME) und multivariate Statistik.
 

Nach oben

Projektphase 2014 - 2017

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Francois Buscot

Dr. Tesfaye Wubet

Dr. Kathrin Patsias

Sandra Klemmer

Kezia Goldmann

Beatrix Schnabel

Ricardo Schöps

(Helmholtz Zentrum für Umweltforschung- UFZ, Halle)

Das Hauptziel in dieser Phase des Core project 8 ist eine verbesserte Erfassung der Bodenpilze in allen ‚Experimental Plots‘ (EPs), mit Schwerpunkt auf die funktionelle Verbindung zwischen Pflanzen und dem Rhizosphären-Mykobiom entlang von Landnutzungs- und Managementgradienten.

 

Ziele

1.    Charakterisierung der Pilze die eine entscheidende Rolle in der Rhizosphäre im Grasland spielen und Erfassung von Faktoren welche ihre Diversität und Zusammensetzung beeinflussen.

2.    Untersuchung der Beziehung zwischen Pflanzenmerkmalen von Graslandarten, Landnutzungsintensitäten und dem Rhizosphären-Mykobiom.

3.    Erfassung des Einflusses von Buchenökotypen auf die Gestaltung von spezifischen Rhizosphären-Mykobiomen unter verschiedenen Management und Umwelt-bedingungen.

4.    Weiterführende Untersuchung von Landnutzungsintensität und Management-Effekten auf die Bodenpilz-Diversität und die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft.

 

Hypothesen

H1: Die Artenvielfalt und Gemeinschaftszusammensetzung des aktiven Rhizosphären -Mykobioms im Grasland verändert sich in Bezug auf die funktionellen Pflanzengruppen und Bodenparameter.

H2: Unterschiede in der Rhizosphären-Mykobiom Zusammensetzung stehen in Zusammenhang mit der Veränderung von Pflanzenmerkmalen, Landnutzungsintensitäten und Umweltvariablen.

H3: Die Interaktion zwischen Pflanzen und Pilzen werden durch Pflanzenökotypen bestimmt.

H4: Landnutzungs- und Waldmanagementtypen haben einen Effekt auf die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft.

 

Methoden:

Boden DNA Extraktion, Pilzliche Amplicon Bibliothek erstellen und Next-Generation-Sequencing-Technologien, Bioinformatik (MOTHUR & QIIME) und Multivariate Statistik.

Enge Zusammenarbeit bei der Probensammlung und Datenanalyse mit Exploratorienprojekten:
-    ProFIL
-    SCALEMIC
-    NanoFaun
-    Botanik
-    Boden (Abiotik)
-    BELOW
-    InDiLaNi

 

Vergangene Projektbeteiligung von Prof. Dr. Francois Buscot: Soil (biotic), SOILFUNGI, Funwood I-III, BLD-FFD-HZG II, MicroSYSteM II

Vergangene Projektbeteiligung von Dr. Tesfaye Wubet: SOILFUNGI, Soil (biotic)

Nach oben