Gemeinschaftsstrukturen der Sebacinales in Wurzeln und Böden entlang von Landnutzungsgradienten der deutschen Biodiversitäts Exploratorien

• Antragsteller: Dr. Stefan Hempel
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251670471

Die Erkenntnis, dass Bodenbiota eine wichtige Rolle für Pflanzengemeinschaften und Ökosystemfunktionen spielen, macht ein Verständnis der Interaktionen zwischen Pflanzen, Böden und Pilzen in naturbelassenen und genutzten Pflanzengemeinschaften immer wichtiger. Die Sebacinales (Ordnung innerhalb der Basidiomycota) wurden vor kurzem mit DNA basierten Methoden global als symptomlose Endophyten in den Wurzeln einer enormen Anzahl von Pflanzenarten detektiert. Trotz dieser Verbreitung ist wenig über die Ökologie dieser endophytischen Pilzgruppe, die Struktur ihrer Lebensgemeinschaft sowie die Beziehung zu Pflanzengesellschaften und Komponenten von Landnutzung bekannt. Diese Wissenslücke entstand durch ihre geringe Abundanz in Pflanzenwurzeln, welche die Anwendung von erst seit kurzem publizierten spezifischen PCR-Primern notwendig macht.Publizierte Studien und unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Sebacinalesgemeinschaften innerhalb eines Wurzelfragments sehr artenarm sind. Dies könnte allerdings auch ein methodologisches Artefakt der bisher angewandten Sanger Sequenzierung sein. Wir werden daher hochparallele (454) Sequenzierung anwenden, um diese Beobachtungen zu überprüfen.Publikationen zu Diversitätserfassungen von endophytischen Sebacinales sind bisher selten und Zusammenhänge zwischen der Gemeinschaftsstruktur, Umweltdaten und Wirtspflanzeneigenschaften sind nahezu unbekannt. Aufgrund der Menge an Diversitäts- und Bodendaten, die im Rahmen der Biodiversitäts-Exploratorien auf Plotebene gesammelt wurden, bilden sie einen idealen Rahmen um diese Zusammenhänge aufzuklären. Wir beabsichtigen Lebensgemeinschaften von Sebacinales in repräsentativen Wurzelproben auf jedem Grasland EP zu untersuchen. Die erhaltenen Daten werden auf ihre Beziehungen zu Landnutzung, Bodendaten und Pflanzengemeinschaften hin untersucht. Wir erwarten starke Effekte von Bodenparametern (z.B.. pH-Werte), negative Effekte der Landnutzung auf den Artenreichtum und schwache Effekte der Pflanzengemeinschaft aufgrund geringer Wirtsspezifität.Bisher existieren keine Kenntnisse zu einer potentiellen Bodenphase der Sebacinales, ihrer Struktur oder Faktoren die diese formen. Daher planen wir Sebacinales auch in Bodenproben von allen Grasland EP zu untersuchen. Wir werden die Hypothese testen, dass Sebacinales-Strukturen im Boden als biologisches Reservoir für die Wurzelkolonisation dienen, was darauf hindeuten würde dass der Boden einen wichtigen Ausbreitungsweg für Sebacinales darstellt. Auch für diesen Datensatz werden wir die Beziehung zu Landnutzung, Boden- und Pflanzendaten untersuchen. Dieses Wissen wird weitreichende Implikationen für das Verständnis der Ökologie der Sebacinales und der Bodenökologie im Allgemeinen haben. Aufgrund ihrer geringen Wirtsspezifität könnten Sebacinales eine wichtige Rolle bei der Bildung von gemeinsamen Hyphennetzwerken zwischen Pflanzenarten spielen und über diese die Kommunikation zwischen Pflanzen beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien