Functional roles of Cercozoa in the rhizosphere and phyllosphere of plants (CERCOPLANT)
Final Report Abstract
Pflanzen sind auf ihren Oberflächen und in ihrem Inneren mikrobiell dicht besiedelt. Viele dieser Mikroorganismen (Bakterien und Pilze) manipulieren das Wachstum ihrer Wirtspflanzen; in diesem Zusammenhang wurde der Begriff vom „Mikrobiom“ der Pflanze geprägt. Es wäre vorteilhaft wenn man die mikrobiellen Wechselwirkungen mit Pflanzen verstehen und für den Menschen nutzbar machen könnte. Mit ca. 108 km² stellt die Blattoberfläche (Phyllosphäre) von Pflanzen weltweit die größte biologische Grenzfläche dar. Bakterien können auf Blattoberflächen Dichten von 107 Zellen/cm² Blattfläche erreichen. Diese hohen Bakteriendichten bilden eine reiche Nahrungsgrundlage für potenzielle Räuber. Protisten (Einzeller) sind die wichtigsten Konsumenten von Bakterien, aber als Besiedler der Phyllosphäre und Komponente des Mikrobioms wurden sie bisher gänzlich übersehen. In dem DFG-Projekt CERCOPLANT wurde der Artenreichtum von Cercozoen, das sind Flagellaten aus dem Phylum Rhizaria, auf Blattoberflächen und im Wurzelraum von Pflanzen bestimmt und die Auswirkung ihres Fraßdrucks auf die Zusammensetzung und Funktion von bakterieller Gemeinschaften von Pflanzenblättern untersucht. Cercozoen zeichneten sich durch klare Fraßpräferenzen aus. Indem sie bestimmte Bakterientaxa reduzierten (Sphingomonaden, sowie Alpha- und Betaproteobakterien) und andere förderten (Gammaproteobakterien, insbesondere Pseudomonaden und Opitutae) veränderten die Cercozoen grundlegend, aber gerichtet das Beziehungsgeflecht innerhalb der blattbesiedelnden Bakteriengemeinschaft. Protisten müssen hiernach als ein integraler Bestandteil der mikrobiellen Blattgemeinschaft angesehen werden, denn ihr selektiver Fraß hat fundamentale Auswirkungen auf die Zusammensetzung und Funktion von Bakteriengemeinschaften in der Phyllosphäre von Pflanzen.
Publications
- Grazing of leaf‐associated Cercomonads (Protists: Rhizaria: Cercozoa) structures bacterial community composition and function. Environmental Microbiology, Vol 19 Issue 8, Special Issue: Special Issue on Microbiome and Microbial Community Ecology, August 2017, Pages 3297-3309
Flues S, Bass D & Bonkowski M
(See online at https://doi.org/10.1111/1462-2920.13824)
