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Projekt
Mikrobielles Leben in der Rhizosphäre: Kinetik und Visualisierung der Funktionen
Antragstellerin
Privatdozentin Dr. Evgenia Blagodatskaya
Fachliche Zuordnung
Bodenwissenschaften
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403664478
Das Projekt Microzym konzentriert sich auf selbstregulierende Mechanismen der Organisation der Rhizosphäre durch die Abschätzung der Raten von mikrobiell vermittelten Prozessen am Ort ihrer Lokalisierung. Die Neuheit von Microzym liegt in der Kopplung der mikrobiellen und enzymatischen Funktionsmerkmale mit visualisierten oxidativen und hydrolytischen Prozessen des Abbaus organischer Substanzen in der Rhizosphäre. Basierend auf den Ergebnissen der ersten Phase werden wir die Rolle der Bodentextur, des Nährstoffmangels und der Wurzeleigenschaften als Haupttreiber der Selbstorganisation der Rhizosphäre in räumlicher und zeitlicher Skalierung von der Ebene einzelner Aggregate bis zum Wurzelsystem klären. In der ersten Phase konnten wir zeigen, dass die Pflanze den Wurzelhaarmangel durch eine Hochregulierung von Enzymen, die mikrobielle Rückstände abbauen, und eine Herunterregulierung von Enzymen, die N und P aufnehmen, kompensiert. Da dieser selbstregulierende Mechanismus nur in der Rhizosphäre von reifen Pflanzen, die im Feld unter trockenen Wetterbedingungen wachsen, signifikant war, werden wir uns in der zweiten Phase auf die Rückkopplung des Pflanzengenotyps auf Nährstofflimitierung und Wassermangel konzentrieren. Die Bodenstruktur und die Bildung des Bodenprofils durch die langfristige Maismonokultur im Feld wird durch die Zersetzung von Wurzelresten aus den Vorjahren beeinflusst, daher zielt das Microzym auch darauf ab, die Wechselwirkungen zwischen Rhizosphäre und Detritusphäre zu visualisieren und sie mit der Abschätzung von lokalisierten Prozessraten zu verbinden. Dies geschieht durch die Kombination von 1) Visualisierungstechniken, die in der ersten Phase neu entwickelt wurden, d.h. Zeitraffer-Zymographie, oxidative Zymographie und Mikrozymographie, 2) die Entwicklung neuer Ansätze zur Visualisierung der organischen N-Verteilung in der Rhizosphäre, d.h. Aminographie und Amino-Mapping, und 3) lokalisierte Mikro-Probenahmen im Epizentrum, am Rand und außerhalb der Rhizosphären-Hotspots. Das Microzym wird einen wichtigen Beitrag zu den Kernfeld- und Säulenexperimenten des PP leisten, indem es die Visualisierung von Prozessen in der Rhizosphäre mit der Abschätzung funktioneller Merkmale der enzymatischen Aktivität und des mikrobiellen Wachstums verbindet.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
